物理：3.4光的折射与透镜教学设计 (沪粤版)

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课题：光的折射与透镜 执教人
教学目标 知识与技能 了解光的折射的现象.了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律.了解光在发生折射时，光路的可逆性.了解什么是凸透镜，什么是凹透镜，了解透镜的焦点、焦距.了解凸透镜和凹透镜对光的作用.
过程与方法 .通过观察，认识折射现象.体验由折射引起的错觉.通过观察凸透镜和凹透镜的实物及板图，得出两种透镜的两种不同构造，培养学生通过观察时抓住事物本质特征，通过观察能够识别不同事物的不同特点的能力.通过实验培养学生研究、探索新问题的能力
情感态度与价值观 初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的情感.通过研究透镜的作用及特殊光线的作图，对学生进行色彩美和线条美的教育.通过教师、学生的双边教学活动，培养学生学习物理的兴趣，能保持对自然界的好奇，初步领略自然现象的美好与和谐.
教材分析 ●教学重点知道光的折射规律. 通过观察和实验，了解什么是凸透镜和凹透镜及对光的作用●教学难点解释简单的折射现象.. 指导学生对实验进行仔细观察、分析，最后通过概括得出结论.
教学准备 演示用：激光光源、光的折射演示装置、水槽.学生用：碗、筷子、茶杯、硬币、适量的水.透镜一组、光具座、光源、老花镜、近视镜、饮料瓶（无色透明、表面没有波纹、去底去瓶口上部）、香、火柴、实物投影仪、激光演示器、手电筒.
教学过程
复习或导课 一、创设问题情境，引入新课让学生做两个学生实验，激发学习兴趣.［学生实验1］在碗中盛满水，把筷子斜插到碗的底部，从侧面斜视水面，会发现水中的筷子看上去好像向上弯折了.［学生实验2］在空的茶杯里放一枚硬币，移动杯子，使眼睛刚刚看不到硬币，保持眼睛和杯子的位置不变，慢慢地向杯里倒水，随着水面的升高，观察者看到了硬币，还会发现硬币升高了.上述实验中，学生能看见水中“弯折”的筷子和“升高”的硬币，是由于光在水和空气的界面上发生了一种光现象，这就是本节要学习的光的折射，由此引入新课.
新授 标题 教学设计
光的折射 ［师］我们已经学习了光的直线传播现象、反射现象.以及光在反射时所遵循的规律——光的反射定律.这些现象都是光在同种均匀介质中传播的现象.那么光从一种介质斜射入另一种介质时又将如何传播呢？教师利用演示实验让学生观察光的折射现象.实验装置如图所示，其中圆形白色屏E（可用2 cm厚木板刷上白油漆）边缘标有均匀刻度，中间开有长方形口，恰好将长方形玻璃容器放进去，容器中装适量的水，并在水中插有可转动的白色屏F（树脂板或塑料板），白色屏E和F可显示光束传播的路径.圆周上有一可移动的激光光源S（可用激光棒）.［师］光从空气斜射入水中，传播方向是否改变呢？［生甲］传播方向不改变，仍沿直线传播.［生乙］传播方向要发生改变.［师］光从空气斜射入水中，如果改变方向，是向介面偏折呢？还是向法线偏折？［生甲］向介面偏折.［生乙］向法线偏折.［师］上面问题的回答谁对谁错呢？下面我们用实验来验证一下.［演示1］使E、F在同一平面上，让光从空气斜射向水面.［现象］光从空气斜射入水中，在空气中发生反射，同时在水面处改变方向进入水中，同时向法线偏折.师生共同分析得出结论：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射.（refraction)（二）有关折射的几个专用名词1.教师把刚才光的折射现象在黑板上画出光的折射光路图.2.从图中介绍，什么是折射光线和折射角.为了防止学生把折射光线与界面的夹角误认为折射角，所以，要特别指出，折射角是折射光线与法线的夹角.（三）光的折射规律［演示2］使E、F在同一平面上，让光从空气斜射向水面，改变入射角，再做两次.演示过程要让学生观察两点：1.光从空气射入水中，入折角和折射角哪个大？2.随着入射角的增大（减小）折射角将如何改变？［现象］①光从空气斜射入水中，折射角小于入射角.②折射角随着入射角的增大 （减小）而增大（减小）
光的折射 .［演示3］把白色屏F分别向前、向后折，让光以某一角度射向水面.［师］大家能否看到水中的光线.［生］看不见.师生共同分析得出结论：①折射光线、入射光线、法线位于同一平面内.②折射光线、入射光线位于法线的两侧.［演示4］让光垂直射向水面［师］大家观察一下进入水中的光线沿什么方向前进？［生］光沿直线传播，传播方向不变.师生共同分析得出：当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变.［师］当光线垂直射向介质表面时，入射角和折射角各是多少度？［生］当光线垂直射向介质表面时，入射角为0°,折射角也为0°.［师］利用图提出问题：如果让光线逆着折射光线的方向从水或其他介质射入空气中，光线是否沿原入射光线射出呢？［演示5］①先让光由空气射入水中，记下入射光线、入射点、折射光线的位置.②再让光线逆着折射光线方向射入，观察光线是否逆着原入射光线方向射出.教师演示，学生观察后师生共同分析得出结论：在折射时光路是可逆的.（四）用光的折射规律解释一些简单的现象1.盛了水的碗，看上去好像变浅了［分析］如图所示，从碗底S点发出的光线，由水进入空气时，在水面上会发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′发出来的.S′就是S的虚像，S′比S与水面的距离近.所以，人看上去盛水的碗底好像变浅了.2.放在杯底刚好看不见的小石头，加上水又会看得见.［分析］在未加水之前的小石头S点，射入人眼的这部分光，被杯的边沿挡住如图甲所示，射向其他方向的光线，也没有射进人的眼睛，所以，人眼看不见小石头.当水加到一定程度时，S点从水射入空气时，在水面发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼.如图乙所示，人可以看见小石头，其实，人看到的只是小石头的虚像.
透镜对光的作用 同学们都见过放大镜，利用放大镜我们可以看清用肉眼看不清的小字；有些同学的视力不好，配上合适的眼镜就可以看清本来看不清的物体；假日外出旅游，用照相机可以把美丽的自然风光留为永恒的记忆；上课时，老师可以把教学内容事先绘制在胶片上用投影打在幕布上，方便了课堂教学；医院化验室的医生，在显微镜下可以看见血液中的各种细胞；科学家们利用巨大的天文望远镜来观察，接收来自宇宙的信息，通过对这些信息的分析，人们对宇宙越来越了解.前边所说的放大镜的镜片、眼睛的镜片、照相机的镜头、投影机、显微镜、望远镜等仪器的镜头，都是由透镜组成的.今天，我们就来研究透镜，同学们想了解有关透镜的哪些问题？［生甲］什么叫透镜？［生乙］近视眼镜和远视眼镜的镜片一样吗？若不一样，它们由什么透镜组成？［生丙］透镜对光有什么作用？［师］看来同学们对透镜很有兴趣，提出这么多的问题，要想得出答案，我们就要通过探究和实验来获得.二、进行新课教学［探究］什么叫凸透镜（convex lens)？什么叫凹透镜（concave lens) ［师］在我们的桌子上都有一盒透镜，它们的表面是球面的一部分.同学们认真观察，不要用手摸，看有什么不同，能分几类，找出它们的特征.［生］学生们在仔细观察、讨论，并进行比较.［师］通过观察和讨论，概括出它们的特征.［生甲］透镜有两面往里凹的，也有往外凸的.［生乙］透镜可以分为两类.［生丙］一类是两面往外凸，也就是中间厚边缘薄.［生丁］另一类是两面往里凹，也就是中间薄，边缘厚.［生戊］中间厚，边缘薄的叫凸透镜（convex lens).［生己］中间薄，边缘厚的叫凹透镜（concave lens).［师］通过大家的观察、讨论和概括，我们认识了凸透镜和凹透镜.(一)什么叫凸透镜？什么叫凹透镜？中间厚、边缘薄的叫凸透镜（convex lens),中间薄，边缘厚的叫凹透镜（concave lens）.（板书）［师］凸透镜和凹透镜生活中常用到，我们桌子上放着帮助人们矫正视力，保护眼睛的近视眼镜的镜片和远视眼镜的镜片，看看它们是什么透镜（lens) ［生甲］远视镜的镜片是凸透镜.［生乙］近视镜的镜片是凹透镜.［师］学生们判断的很对，看投影，看看它们中哪些是凸透镜；哪些是凹透镜
透镜对光的作用 ［生甲］图中甲是凸透镜.［生乙］图中是凹透镜的是乙图.再看（课本板图3.1—2所示），这是研究透镜时常用的两个科学术语，主光轴和光心.组成透镜的两个球的球心连线叫主光轴.在主光轴上有一个特殊的点，通过它的光线传播方向不变，这一点叫透镜的光心，可以认为透镜的光心就在透镜的中心.［想想做做］［师］同学们现在从透镜盒中拿出一个凸透镜，正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，来回移动，观察有什么变化？［生甲］有亮点.［师］亮点是怎么形成的？［生甲］“亮点”亮说明它的光进入我们眼睛中的多.［生乙］太阳光通过凸透镜都聚到亮点上.［师］他们分析的特别好，咱们为他们鼓掌！现在，让光斑变得最小，最亮.测量这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离，记录下来，换另一个凸透镜，重做上面的实验.再换一个凹透镜，重做上面的实验，纸上能够得到很小、很亮的光斑吗？这说明了什么？［生甲］用凹透镜无论如何移动，都得不到很小、很亮的光斑.［生乙］亮点是光会聚的.［生丙］凹透镜不能使光会聚.［生丁］凸透镜能使太阳光会聚.［生戊］凹透镜不能使太阳光会聚.［师］同学们回答得非常好，这些现象说明凸透镜和凹透镜对光线有不同的作用.但是由于我们观察不到光的传播路径，所以为了对这个问题作进一步的研究，我们来设计一个实验.做法一：把凸透镜放在光具座上，让光源正对照过去，移动光屏，有亮点.再换凹透镜重做，将怎么移动光屏都没亮点.做法二：将无色透明饮料瓶放在水平桌面上，在瓶中放置点燃的香头，在上面要放凸透镜或凹透镜，这就形成一个“烟室”，用手电筒对准透镜照射，适当调节手电筒和透镜的距离，观察透镜对光的作用，看到通过凸透镜的光相互靠拢，通过凹透镜的光相互远离.做法三：用激光演示器将平行光射向凸透镜和凹透镜，观察到经过凸透镜的光相互靠拢，经过凹透镜的光相互远离.［师］同学们刚才设计的方法都很好，也可行，我们来拍手表示祝贺.(二)凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用（板书）［师］射到地面的太阳光是相互平行的，叫做平行光，看投影（课本图3.1—4所示）,凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点（focas)，用“F”字母表示，焦点到光心的距离叫做焦距（focal length）.用“f”字母表示.（课本图3.1—5所示）凹透镜使平行于主光轴的光线发散，它没实焦点，但通过凹透镜的光反向延长也可以交在主光轴上一点，这点是凹透镜的虚焦点.［动手动脑学物理］1.拿一两个凸透镜试一试，怎样可以测得凸透镜的焦距.方法（1）：拿一个凸透镜正对着太阳光，让光通过凸透镜照到白纸上，移动凸透镜使光斑很小很亮，用刻度尺量出光斑到凸透镜的距离.方法（2）：在光具座上，让光源的光正照到凸透镜，移动光源和光屏，找出光屏上有很小很亮的点，用刻度尺测出光屏与凸透镜的距离.2.如图A、B是两个直径相同的凸透镜，它们的焦距分别是3 cm和5 cm，按照实际尺寸画出平行光经过它们之后的径迹，哪个凸透镜使光偏折得更多些？学生们作图，教师巡视，并进行指导.［师］同学们都很认真，现在从图中能得出什么结论？［生甲］图A偏折得厉害，图B偏折得不厉害.［生乙］焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强.［生丙］凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短：表面越凸，焦距越短，每个凸透镜的焦距是一定的.3.要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜的什么位置？试试看，你在解决这个问题的时候实际利用了前面学过的什么原理？先猜测一下.［生甲］把小灯泡放在大于一倍焦距之外.［生乙］把小灯泡放在一倍焦距之内.［生丙］把小灯泡放在焦点处.［师］学生们都猜想，想不想知道你猜得是否正确，那么我们通过实验来证实，并说出理由.方法（1）：用激光演示器从焦点外射向凸透镜的光，通过凸透镜的光没变为平行光.方法（2）：用激光演示器从焦点内射向凸透镜的光，通过凸透镜的光没变为平行光.方法（3）：用激光演示器从焦点射向凸透镜的光，通过凸透镜后变为平行光.［师］通过实验得出什么结论？它利用了什么？［生甲］经过焦点的光通过凸透镜后变成平行光.［生乙］这是利用了前面学过的光路是可逆的知识.［生丁］光通过凸透镜两侧表面发生折射.折射时光路是可逆的.平行于主光轴的光通过凸透镜要会聚到焦点处，那么，焦点处射出的光通过凸透镜就会平行于主光轴出来.
透镜对光的作用 ［动手动脑学物理］1.拿一两个凸透镜试一试，怎样可以测得凸透镜的焦距.方法（1）：拿一个凸透镜正对着太阳光，让光通过凸透镜照到白纸上，移动凸透镜使光斑很小很亮，用刻度尺量出光斑到凸透镜的距离.方法（2）：在光具座上，让光源的光正照到凸透镜，移动光源和光屏，找出光屏上有很小很亮的点，用刻度尺测出光屏与凸透镜的距离.2.如图A、B是两个直径相同的凸透镜，它们的焦距分别是3 cm和5 cm，按照实际尺寸画出平行光经过它们之后的径迹，哪个凸透镜使光偏折得更多些？学生们作图，教师巡视，并进行指导.［师］同学们都很认真，现在从图中能得出什么结论？［生甲］图A偏折得厉害，图B偏折得不厉害.［生乙］焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强.［生丙］凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短：表面越凸，焦距越短，每个凸透镜的焦距是一定的.3.要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜的什么位置？试试看，你在解决这个问题的时候实际利用了前面学过的什么原理？先猜测一下.［生甲］把小灯泡放在大于一倍焦距之外.［生乙］把小灯泡放在一倍焦距之内.［生丙］把小灯泡放在焦点处.［师］学生们都猜想，想不想知道你猜得是否正确，那么我们通过实验来证实，并说出理由.方法（1）：用激光演示器从焦点外射向凸透镜的光，通过凸透镜的光没变为平行光.方法（2）：用激光演示器从焦点内射向凸透镜的光，通过凸透镜的光没变为平行光.方法（3）：用激光演示器从焦点射向凸透镜的光，通过凸透镜后变为平行光.［师］通过实验得出什么结论？它利用了什么？［生甲］经过焦点的光通过凸透镜后变成平行光.［生乙］这是利用了前面学过的光路是可逆的知识.［生丁］光通过凸透镜两侧表面发生折射.折射时光路是可逆的.平行于主光轴的光通过凸透镜要会聚到焦点处，那么，焦点处射出的光通过凸透镜就会平行于主
小结 让学生口述
作业
板书设计 1.光的折射光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射.2.光的折射规律①折射光线与入射光线、法线在同一平面内.②折射光线和入射光线分居法线两侧.③折射角随着入射角的增大（减小）而增大（减小）.④当光从空气斜射入其他透明介质时，入射角大于折射角；当光从其他透明介质斜射入空气时，入射角小于折射角.⑤当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变.⑥在折射时光路是可逆的.3.解释现象①池水变浅.②硬币升高.
教后感
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