光的折射
教学目标：
1．知识与技能
（1）知道光的折射现象，光的折射中的基本概念。
（2）知道光的折射规律，并能根据光的折射规律作简单的光的折射光路图。
（3）能用光的折射规律解释生活和自然界中的一些现象。
2．过程与方法
（1）通过实验了解光的折射现象，探究光的折射规律。
（2）通过对光的折射现象的设疑和提出问题，培养学生发现问题和提出问题的科学探究能力。
3．情感态度与价值观
通过实验探究，培养学生实验操作能力和实事求是、尊重自然规律的科学态度以及勇于探索的科学精神。
教学重点：
（1）通过实验了解光的折射现象，探究光的折射规律。
（2）通过实验探究培养学生的科学探究能力。
教学难点：
根据光的折射规律解释光的折射现象。
教法、学法?：??
本节采用观察、对比、分析的教学方法，引导学生获取知识，通过思考讨论，总结归纳出光的折射规律，应用折射规律解释一些自然现象，培养学生爱科学、用科学，提高学生的学习兴趣。 教具：
激光笔、玻璃砖、多媒体课件
教学过程：
一、复习引入
师：我们已经学习了光的直线传播，我们知道了光在同种均匀介质中沿直线传播，
光从一种介质到达另一种介质表面时，在介质分界面上会发生反射现象。除了反射现象外，还有一种常见的现象，我们一起来看一下，都发生了些什么？
通过一段池水视深度变浅的录像和鱼变浅、海市蜃楼的图片，创设问题情境，引入新课，激发学生进一步学习的兴趣。
二、新课讲授
1、光的折射
师：什么叫光的折射呢？我们先来做一个简单的实验。
学生实验1：?
（1）让学生在桌面上铺一张白纸，然后按下激光笔的开关。
师：你们看到了什么？
（2）请大家把我们桌上的玻璃砖压在光线上，看能否阻止光继续向前传播。
引导学生归纳所看到的现象。如光还是继续传播；光线折了，不再是直线的了。我们试着用光路图来表示出我们看到的折射现象。教师将光路图画在黑板上。
结合光的反射定律向学生介绍关于光的折射的几个名词：入射光线OA，折射光线OB，法线ON，
入射角а，折射角r。强调入射角是入射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角。
我们看到的这种现象叫光的折射现象。我们依据前面所学的光的反射的定义和观察到的现象来给光的折射做一个科学的表述。
光由一种物质进入另一种物质时传播方向发生改变的现象，叫做光的折射。?
2．光的折射现象
播放课本P61图3-38(a) （b）铅笔弯折，硬币浮现的实验录像。让学生认识光的折射现象。体会光的折射现象的存在。教师结合播放的录像在学生观看的时候做必要的讲解。
师：以上各种现象，都是光的折射现象。通过学习光的折射这节课，以上问题都可以得到答案。
为了揭开光的折射的神秘面纱，我们就一起用物理学最常用的方法，实验的方法来认识光折射所遵循的规律。
3．探究光的折射定律
请学生对所提出的问题结合光的反射规律进行猜想。然后仿照探究光的反射规律的方法，设计一个实验。研究光从空气进入水中后传播方向的情况，下面先分组讨论、交流实验设计方案。
实验器材：激光笔，玻璃砖
实验过程：
（1）让激光笔的入射光沿着光屏左侧斜射到玻璃中，观察折射光线、入射光线和法线的位置关系。将光屏的右侧绕着中心轴旋转，观察光屏上是否还有光。
（2）比较折射角与入射角的大小。
（3）改变入射角的大小，观察折射角的变化情况。
（4）让光线垂直射向水面，观察进入水中的光线方向。在光的反射规律中，我们知道了光师：在反射现象中，光路是可逆的。那么在光的折射现象中，光路是否可逆呢？
让学生设计实验并动手实验。
（5）用两个光源，让一束光A沿着另一束光B的折射光线入射到玻璃砖，观察A的折射光是否与入射光B重合。
教师提示：实验时，大家可在光屏上空气和玻璃分界面上画一条直线，画出入射点O，并在和射光线、折射光线上取一个点，拿掉玻璃砖后有直线连接这点和O点。这也就是折射光路图，用量角器测量出入射角和折射角的大小，然后画在纸上进行交流，得出结论。
在光发生折射时，折射光线、入射光线、法线三者在同一平面内折射光线和入射光线分别位于法线两侧。?
当光从空气斜射到水（或玻璃）时，折射光线向法线偏折。折射角小于入射角。
入射角增大时，折射角也增大。
光垂直射到水（或玻璃）的表面时，在水（或玻璃）中的传播方向不变。
在光的折射现象中，光路是可逆的
这就是光的折射规律。
师提问：
A．如果光从空气射到玻璃或水中等透明物质时，折射角小于入射角。如果垂直入射，情况怎样？
B．如果光从玻璃或水等透明物质射到空气中时，折射角与入射角的关系又会是什么？请大家根据光路的可逆性，来判断折射角与入射角的关系。
思考总结：这两种情况下折射角与入射角的关系容易混淆，但两种情况下空气中的角度总是更大。
4．解释生活生产中和自然中的折射现象（多媒体展示）
（1）铅笔弯折
从铅笔上某点P射向空气的光线在水面处发生了折射，折射角大于入射角，眼睛逆着折射光线看去，好像光线是从P，射来的。所以人看到的是P的虚像P，。而P，在P的上方，筷子上的每一个点都有自己的虚像点。所以看到的是一个升高了的虚像。
（2）水的视深度变浅
设疑：有的同学喜欢游泳，看水只有齐腰深，可到水中就不止了，这是什么原因？
学生讨论后总结：
由于光从水中射向空气中，发生折射，而人的眼睛认为光是沿直线传播而造成的。这也是通常所说的眼睛“受骗”。我们能够看见物体是由于物体表面的光反射入我们的眼睛里，假设A点射出的两条光线经折射后射入人眼，如图所示，则我们会觉得光好象是从A/射入我们眼睛里的，因此我们看起来会觉得A/比A高了。
师：如果从水里看岸上又会如何？
引导学生分析海龟看岸上的树是变高还是变矮。
分析得出一致的意见。若从水中去观察岸上的物体，P点的位置将会升高，如图所示。例如跳水运动员在水下观察十米跳台的时侯，就会感到其高度超过十米。因此，我们可以得出结论：从岸上看水里和从水里看岸上同样都是看到升高了的虚像。
三、小结
本节课所学的知识我们用下面一段口决来归纳。
光线斜射，三线共面；
法线居中，两线分居；
两角不等，同增同减；
反射折射，光路可逆。
四、作业布置
1、回家帮家长洗碗，洗碗的时候注意观察碗中的筷子怎样弯折。并试着加以解释产生这种现象的原因。
2、站在刚好看不到水池出水口的位置，让你的家长帮你往水池慢慢加水，会看到什么现象？把水放掉，又会有什么现象？试着解释原因。
自我小测
1一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb，则( )
A．na＞nb B．na＜nb
C．va＞vb D．va＜vb
2如图所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为( )
A. B．1.5
C. D．2
3如图所示，井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则( )
A．水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星
B．枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星
C．水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星
D．两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星
4一条光线从空气射入折射率为的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是( )
A．75° B．90°
C．105° D．120°
5两束细平行光a和b相距为d，从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图所示，若玻璃对a的折射率大于对b的折射率。当它们从玻璃砖的下表面射出后，有( )
A．两束光仍平行，间距等于d
B．两束光仍平行，间距大于d
C．两束光仍平行，间距小于d
D．两束光不再相互平行
6把用相同玻璃制成的厚度为d的正方体a和半径亦为d的半球体b，分别放在报纸上，且让半球的凸面向上。从正上方分别观察a、b中心处报纸上的字，下面的观察记录中正确的是( )
A．a中的字比b中的字高
B．b中的字比a中的字高
C．一样高
D．a中的字较没有玻璃时的高，b中的字和没有玻璃时的一样
7某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角i与折射角r，作出sinisinr图像如图所示，下列判断中正确的是( )
A．他做实验时，光线是由空气射入玻璃的
B．玻璃的折射率为0.67
C．玻璃的折射率约为1.5
D．玻璃临界角的正弦值为0.67
8某组同学用插针法测平行玻璃砖的折射率，记录下入射、折射、出射光线后，以入射点O 为圆心画单位圆，用直尺测得有关线段的长度。如图所示，则下面四个表达式中，能正确地表达折射率的关系式的是( )
A．n＝ B．n＝
C．n＝ D．n＝
9如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d。当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距，由此可得油的折射率n＝________；光在油中传播的速度v＝________ m/s。(结果可用根式表示)
10如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插入大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插入大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3。图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。
(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量__________，则玻璃砖的折射率可表示为__________。
(2)该同学在插入大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案
1解析：从题图中得知，玻璃对a光的折射率大，a光在玻璃中的传播速度小。
答案：AD
2解析：由几何知识得∠AOB＝120°，所以∠ACB＝60°，得到折射角为30°，所以n＝＝。
答案：C
3解析：这是一道典型的视野问题，解决视野问题关键是如何确定边界光线，是谁约束了视野等。如本题中由于井口边沿的约束，而不能看到更大的范围，据此根据边界作出边界光线，如图所示。
由图可看出α>γ，所以水井中的青蛙觉得井口小些；β>α，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，故选项B正确，A、C、D错误。
答案：B
4解析：如图所示，根据折射定律＝n，则sinθ3＝＝＝，θ3＝30°，反射光线与折射光线的夹角θ2＝180°－45°－30°＝105°，C正确。
答案：C
5解析：如图所示，根据折射定律na＝，nb＝，由题意知，na>nb，则θa<θb，故d′答案：C
6解析：如图所示，放在b中心的字反射的光线经半球体向外传播时，传播方向不变，故人看到字的位置是字的真实位置。而放在a中心的字经折射，人看到的位置比真实位置要高。
答案：AD
7解析：由图可知入射角大于折射角，光线是由光疏介质射入光密介质，故选项A正确；任何介质的折射率都大于1，故B项错；由折射率公式n＝，可得n＝＝1.5，故C项正确；由临界角的定义公式：sinC＝，可知D项正确。
答案：ACD
8解析：折射率的计算公式是n＝，只要能求出sini和sinr，就能计算出n，如题图所示，设圆的半径为R，∠AOB为入射角，∠EOF为折射角，则sini＝sin∠AOB＝，sinr＝sin∠EOF＝，n＝＝。
答案：B
9解析：从A点发出的光线经液面的折射如图所示，由几何关系确定入射角和折射角的正弦，从图知AO与法线的夹角是入射角，sini＝＝
OC与法线的夹角是折射角：
sinr＝＝
由折射率的定义得n＝＝
再由n＝得v＝＝6×107 m/s。
答案： 6×107
10解析：(1)如题图所示，sini＝，sinr＝，因此玻璃砖的折射率n＝＝＝，因此只需测量l1和l3即可。
(2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为l1是不变的，即入射角不变，而l3减小，所以测量值n＝将偏大。
答案：(1)l1和l3 (2)偏大
