1教学目标
一、知识与技能
1.了解光的折射现象。
2.探究并了解光从空气射入水中或其他介质时的偏折特点。
3.了解光在发生折射时,光路的可逆性。
二、过程与方法
1.通过实验观察、认识折射现象,具有初步观察的能力。
2.使学生进一步了解科学探究活动过程,形成初步的探究能力。
三、情感态度与价值观
1.有与他人交流和合作的精神、敢于提出自己不同的见解。
2.逐步领略折射现象的美妙,获得对自然现象的热爱、亲近的感觉。
2学情分析
学生已经学习了光的反射,知道了光的反射定律,也会利用激光笔进行一些简单的探究。
3重点难点
重点:掌握光的折射特点
难点:了解光在发生折射时,光路的可逆性。
4教学过程
4.1 第一学时
新设计
采用实验为主的探究式教学法,让活动贯穿整个课堂。
[魔术引课,激趣生疑]
师:学习了光的反射之后,我给大家布置了一项作业,想一想关于光与视觉你还想研究哪些问题。同学们提出了很多有价值的问题,这节课我们就一起来解决其中一部分。首先来看看刘思含同学用图画提出的一个问题:为什么从某个角度看不到空杯中的硬币,但把水注入杯中后,就能看到这枚硬币了呢?
学生演示活动1:空杯出财宝
师:是不是确实有这种情况存在呢?现在就请两位同学来模拟表演一下。有请任奕奕和陈旭宁。先请任奕奕把杯子调到刚好看不见硬币的位置,接着保持杯子和眼睛的位置不动,请陈旭宁往杯中加水,请问任奕奕你看到杯中的硬币了吗?你真的看到了吗?同学们你们信不信?眼见为实耳听为虚,让我们用摄像头代替眼睛来变个小魔术。
魔术:空杯出笑脸
在一个纸杯中放入一块黄色橡皮,用摄像头对准纸杯底部恰好看不到橡皮的地方投影。然后慢慢地向纸杯中加入水,观察现象:橡皮慢慢地显露出来。
师:请问大家现在通过摄像头能看到纸杯中装了什么物体吗?
师:我不改变摄像头和纸杯的位置,往纸杯中加水,你看到了什么呢?
师:好吧,至于你信不信,我反正是信了。
设计意图:通过一个演示实验和一个小活动,激发学生对光的折射现象的兴趣。
教学活动
活动1【活动】[活动生疑,探究释疑]
师:刚才的两个小活动中,开始我们都是通过空气这一种介质观察物体,后来又往杯中加入了水,发现加入水后观察到的物体位置发生了改变,这是不是由于光在空气和水这两种不同的介质中传播时,方向发生了改变呢?这就是我们这节课要学习的内容《光的折射》。
板书:光的折射
师:学习了光的折射后,相信你就可以揭开这个魔术的奥秘了。
演示实验2:光从空气斜射入水中
在一个透明的收纳箱中装入半箱掺了少量奶粉的水,课前在箱子上方点上香,用激光笔从开口处发出激光。
师:请问光从空气进入水中时是否发生了偏折??
生:是。
结论:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象叫做光的折射。
板书:一、光的折射现象
师:为了便于研究和描述光的折射现象,先让我们来认识一些光线的名称。
板画:介绍光的折射中涉及到的一点二角三线。
师:通过刚才的实验我们观察到当光从空气进入水中时,折射光线应该是偏离法线还是偏向法线呢?
生:偏向法线。
师:那么是不是当光从一种介质进入另一种介质时,折射光线永远都偏向法线呢?
活动2:探究光的折射特点
师:光的折射具有什么特点呢?请提出你想研究的具体问题。
生1:折射光线、入射光线和法线是否在同一平面上?
师:你的猜想呢?
生:我觉得应该在同一平面上。
师:那么我们该如何设计实验来证明三条线是否在一个平面上呢?课前让大家制作背景板的时候,我发现朱夏磊同学制作的背景板非常适合研究这个问题,我们请他来谈谈他的想法吧。
生:只要将一束光从左侧斜射入点O,观察折射光线、入射光线和法线是不是在一个平面上。再将背景板的右边向后折,观察背景板上是否还能看到折射光线。
师:想法真不错。还有其他想要研究的问题吗?
生:两线是否分居?
师:你的猜想是?
生:两线分居于法线两侧。
师:如何设计实验?
生:这个问题也比较容易研究,只要让激光束斜射入玻璃砖,再观察折射光线和入射光线的位置就可以。
师:还有什么想要研究的问题吗?
生:当光从空气进入玻璃时,折射光线会偏离法线还是偏向法线?
师:你的猜想?
生:偏向法线?
师:如何设计实验?
生:以O为入射点,让光从空气进入玻璃,用笔画出折射光线、入射光线和法线进行比较。
师:好主意。这当中大家可能会碰到一个困难哦,入射光线比较容易画出,但是折射光线在玻璃砖中,如何将它画出来?
生:两点确定一条直线,只要描出光从玻璃砖下表面射出的一点,再将它与O点连接所得的线就是折射光线。
师:非常棒的想法。还有没有要研究的问题?
生:当光从玻璃进入空气时,折射光线会偏离法线还是偏向法线?
师:是啊,这又该如何研究呢?我们发现光进入通过玻璃砖的上表面进入玻璃后,在下表面上光又从玻璃砖进入空气了,所以如果将玻璃砖中的光看做入射光线的话,从下表面射出的光就是折射光线。只要把这条光线也描出来,就能解决这个问题了。好吧,就让我们带着这些问题开始探究吧。注意观察折射光线是向靠近法线方向偏折还是向离开法线方向偏折.
请至少选取三个入射角,每改变一次入射角,请换一种颜色的笔。
学生探究过程,教师巡视指导。
师:好,大多数小组都已经完成任务了,现在就请各个小组派出一位发言人来展示一下你们的结果,以及你们得出的结论。
生:折射光线、入射光线和法线在同一平面。
生:折射光线和入射光线分居于法线两侧。
生:当光从空气斜射入玻璃中时,折射光线偏向法线方向;
生:当光从玻璃斜射入空气中时,折射光线偏离法线方向。
师:我发现有一个小组画了一条比较特殊的光线,请他们组派代表来发言。
生:我们组发现折射光线不一定会偏折,当光垂直入射时,光的传播方向不改变。
师:这真是一个不简单的发现呐,他们组发现了光的折射的一种特殊情况,光垂直入射时,传播方向不变。
师:光从一种介质进入另一种介质时,是否只发生折射现象呢?
生:光从一种介质进入另一种介质时,不仅有折射现象,还有反射现象存在。
师:如果让光从水中进入空气中时,折射光线会偏向法线还是偏离法线呢?
播放视频:光从水斜射入空气中
师:我们发现当光从水中进入空气中时,折射光线会偏离法线。
师:光从玻璃(或水)斜射入空气中时,折射光线会偏离法线;反之,则会偏向法线。
活动2【活动】[魔术揭秘,现象解疑]
利用光的折射特点解释生活中常见的现象
学以致用1:揭秘“神奇的硬币”
师:我们已经通过实验探究出了光的折射特点,现在就让我们一起利用光的折射特点揭开刚上课时老师变的小魔术的奥秘吧。刚开始我们看不到杯中的橡皮是由于在均匀的空气这一种介质中光是沿直线传播的。加了水之后,橡皮的P点反射的光在从水进入空气时发生折射,折射光线偏离法线方向,进入我们的眼睛,但人眼认为光是直线传播而来的,所以认为P在P’。所以看到橡皮的位置比实际的位置要浅。
学以致用2:叉鱼
师:有经验的渔民在使用钢叉向水下叉鱼时,总是向所看见的“鱼”的下方投叉,你能说出这样做的道理吗?
生:鱼反射的光线在从水进入空气时,发生折射,根据光的折射特点,应该是偏离法线方向,而人眼认为光是沿直线传播而来的,所以看到鱼的像比鱼实际的位置要浅。
活动:折射断筷
师:现在请大家四人一组利用桌上的器材也来变个小魔术。要求在不折断铅笔的前提下看到一支弯折的铅笔,你能否办到?
生:只要往杯中加水,再将铅笔放入杯中就能观察到弯折的铅笔了。(若沿竖直方向插入水中,垂直向下观察将看到筷子没有变化;若筷子斜插到杯子的底部,从侧面斜视水面将看到筷子向上弯折。)
水中筷子弯折原理:筷子反射的光从水中斜射入空气中,光线向偏离法线方向弯折。而我们人总是认为光是沿着直线传播的,所以看到水中的筷子位置比实际的要高。我们感到光好像是从P’点发出的,但实际并非来自P’,而是来自P,所以我们看到的经过折射后的像是虚像。
活动3【讲授】小结
师:最后请大家来谈一谈自己这节课的收获。
师:好的,这堂课我们就上到这儿,课后请大家再去收集一些生活中与光的折射有关的现象并尝试用光的折射特点解释之,下节课我们继续交流。
课件20张PPT。点击添加标题我是问题控点击添加标题神奇的硬币点击添加标题光从一种介质进入另一种介质时,方向是否发生了改变呢?光的折射现象点击添加标题光从一种介质进入另一种介质时,产生的偏折现象叫做光的折射。光的折射现象光的折射特点点击添加标题 提出问题点击添加标题 建立猜想点击添加标题 设计实验点击添加标题 进行实验点击添加标题 得出结论光的折射特点点击添加标题点击添加标题点击添加标题三线共面
折射光线、入射光线和法线在同一平面两线分居
折射光线和入射光线分居法线两侧两角不等光的折射特点点击添加标题光从空气斜射入玻璃中时,折射光线偏向法线方向。点击添加标题光从玻璃斜射入空气中时,折射光线偏离法线方向。当光垂直入射时,光线方向不改变。光的折射特点光的折射特点点击添加标题光从一种介质进入另一种介质时,不仅有折射现象,还有反射现象存在。光的折射特点光的折射特点点击添加标题光从玻璃(或水)斜射入空气中时,折射光线偏离法线方向。学以致用鱼儿筷子
橡皮学以致用PP’学以致用点击添加标题点击添加标题光的折射现象光的折射特点我学到了…… 如图所示是光从空气斜射入玻璃砖的光路图,其中正确的是( )c 当一束光从玻璃斜射到空气中,试根据光的反射和折射特点判断介质、入射光线、法线、反射光线及折射光线。?法线空气 玻璃从玻璃斜射到空气中