4.4 光的折射 教案

第四节　光的折射
知识与能力
1．通过实验探究，知道折射光线、折射角的涵义，了解光从空气射入水中或射入其他介质中时的偏射规律。
2．了解光在发生折射时光路的可逆性。
3．了解生活中的光的折射现象，并能用光的折现规律进行解释。
过程与方法
1．经历“光的折射规律”的探究过程，学习描绘光路、记录实验数据的方法。
2．体验由折射引起的错觉，在实验中养成实事求是的科学态度。
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。
重点：探究并了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律。
难点：用光的折射规律解释现象。
一、引入实验，激发兴趣
首先让学生观看海市蜃楼的图片，引起学生的学习兴趣。
二、进入新课
1．光的折射现象
用实验演示光从空气射入水中的折射现象时，教师应引导学生从实验现象抽象出光的折射示意图，最后画出光路图，由此认识入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角、反射角等，为进一步探究光的折射规律作准备。有许多同学认为反射现象和折射现象二者不会同时发生。但事实上常常是反射和折射同时发生。借助这个演示实验，要澄清学生的模糊认识。
实验探究中，先介绍实验装置：激光光源、玻璃砖等。让学生猜想，一束光射到玻璃砖平面上，进入玻璃的光线将沿什么方向行进，如果改变方向，是向界面偏折呢，还是向法线偏折？明确观察目的和观察对象。
实验时，应改变入射光线的方向三次，注意观察玻璃中折射光线的方向怎样改变，记录光路。实验中如何记录光路，对学生是一个难点。
教师引导学生由发光点、入射点、从玻璃的出射点来确定光路。最后，让学生总结出光从空气斜射入玻璃中时的折射规律。
2．探究光的折射规律
学生提出问题：光的折射满足什么规律？
说明：此处教师要以以上实验情景为基础，让学生自己提出问题。教师要切实改变自身地位，往往引导学生提出问题比学生解决问题更重要。
教师补充板书课题：光的折射规律。
基本概念：根据学生画出的折射光路图，采用与光的反射类比的方法了解名词折射光线、入射光线、法线、入射角、折射角。
类比猜想：学生猜想三线及两角的关系。
设计实验：小组设计实验方案并交流，确定可行方案。
进行实验，收集证据：
提供器材：激光光源、烧杯、小铁板(展示光路)、纸板、玻璃砖等。
提示：要求画图记录下观察到的光进入水(玻璃)中以及在水面处发生折射的传播路径，预先在小铁板和纸板上画出法线。
交流评估：展示小组得出的结论并讨论意见不同的地方，分析不同的原因。
总结光的折射规律：折射光线与入射光线、法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居法线两侧；光从空气斜射入玻璃中或其他介质中时，折射光线靠近法线折射，折射角小于入射角；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。
说明：这部分的处理，完全是由学生自己来完成的。先是采用类比法研究了新的规律，丰富了学生学习的方法与手段，再设计实验与进行实验，体现了学生的主体地位，培养了学生独立实验操作的能力。
3．探究光路的可逆性
问题：光从水(玻璃)斜射入空气中，折射光线向法线还是界面偏折？
猜想：学生猜想并画出图表达自己的想法。
设计实验：学生自己设计。
参考实验：半圆形玻璃砖。可以利用画线的方法，也可用两只激光手电筒对射，光路重合。
总结：在光的折射中，光路是可逆的。
说明：学生能从光反射时光路可逆，联想到光的折射时光路也是可逆的，主要是学生对验证实验的设计，教师注意怎样让光线从其他介质射入空气的引导。
4．折射形成的奇异现象
学生阅读教材，并利用光的折射解释现象。
(1)结合开头的“叉鱼实验”，解释“小猫为什么叉不着鱼”。
(2)学生实验或视频欣赏，解释露珠中为什么有美丽的花朵。
(3)学生实验或视频欣赏，解释为什么鱼缸中只有一条鱼，但是看上去好像有两条鱼：
(4)学生用筷子进行实验或视频欣赏，解释水中的人看起来为什么变成了两部分。
第四节　光的折射规律
(一)光的折射定律
(1)入射光线、折射光线、法线三者在同一平面内。
(2)折射光线和入射光线分别位于法线两侧。
(3)光从空气斜向射到水或玻璃等其他介质表面时，折射角小于入射角。
(4)光垂直射到水或玻璃等介质表面时，在水或玻璃等介质中的传播方向不变。
(二)光的折射中光路是可逆的
(三)生活和自然中的折射现象
在本节课的教学中，以探究实验为主，有以下四点好处：1.更有利于学生对折射规律的理解和掌握；2.培养学生提出问题、设计实验、动手实验和分析归纳的能力，也让他们感受到观察在物理实验中的重要性，为今后的学习打下良好的基础；3.让学生真正应用自主、合作探究的方法进行研究、学习(学生可能会发现一些书本上没有提到的规律，这有助于学生的创新意识的培养)，而不是单纯为了让学生掌握探究的方法而探究；4.既让学生知道如何开展实验探究，又让学生体验物理探究的乐趣和成功的喜悦，从而激发学生强烈的求知欲望；5.切实体会到物理与生活的密切联系，体验大自然的魅力。