苏科版八年级物理上册实验教学设计：4.1-光的折射特点

光的折射特点实验教学设计
一、课题名称：
光的折射特点
二、实验教学目标：
1.利用简单易得的实验器材进行难点的突破，认识光从光密介质斜射入空气时折射角变大。
2.知道在折射时，折射光、入射光与法线在同一平面。
三、实验内容：
1.实验名称：光的折射特点
2.实验器材：激光笔、量角器、标出界面与法线的白纸。
四、实验教学设计思路
1.教学重点：通过实验知道光从光密介质到空气中折射角变大。
2.教学难点：设计实验探究折射光线、入射光和法线在同一平面内。
3.实验中，利用光垂直入射时，传播方向不变的原理，指导学生让光线沿着量角器的圆弧指向圆心时为垂直入射的数学原理，这样发生方向改变的光线只有一条，即量角器中的光线斜射入空气中时光线路径才发生改变，易于得出光从光密介质斜射入空气中时折射角变大，通过折叠接收折射光线的纸面后看不到折射光线可知三线共面。以上两人目标在老师的引导下，由学生进行分组实验，并由实验现象总结、分析得出。主要教学策略是：通过设计合理的分组实验并结合小组交流、总结完成目标的学习。
五、教学过程
实验探究1.光从光密介质斜射入空气时折射角变大
师：我们已经研究过了光从空气中斜射入水或玻璃中，如果光从其他介质斜射入空气呢，又会怎样呢。下面我们就用实验来探究，请同学们思考如何利用现有的器材：激光笔、量角器和白纸来完成这个实验。
生：经过讨论后，得到实验方案。即用激光笔照射量角器，再查看从量角器斜射入空气中光线路径，就可以得到结论。
师：在实验前我们先来回顾一个数学知识，当过圆心做一条直线时，这条直线和它相交的圆弧是什么样的位置关系呢？如下面左图
生：这条线和它所接触的弧是垂直的，如上面右图。
师：量角器的形状实际就是一个半圆，如果我们把一条光线指着这个半圆的圆心，这条光线和量角器所接触的弧也是垂直的，如下左图
师：那么，根据前面所学知识，当光垂直入射时，折射光线的方向是否改变呢。
生：折射光线的方向不改变，如上右图。
师：请同学们根据以上结论，以白纸为光屏，在光屏上标出量角器和空气的界面和法线，让激光笔对准量角器的圆心照射，如图所示，并对看到的现象进行讨论和总结。
生：经过实验和讨论，很容易得出结论，即当光从光密介质斜射入空气中时，折射光线偏离法线，折射角大于入射角。如图所示。
实验探究2.在折射时，折射光、入射光与法线在同一平面内
师：在刚才的实验中折射光、入射光和法线是否总在同一平面内呢。
请同学们把课前所发的白纸沿着入射点向左水平剪开，然后再把接收折射光线的那部分光屏治着法线向后折。看看当接收折射光的光屏移动时，还能否接收到折射光，如图所示。
生：经过实验和讨论，易得到结论，即当接收折射光线的光屏改变位置时，在光屏上不能得到折射光线，如图，所以，折射光线、入射光线和法线在同一平面上。
六、说明：
本实验设计是苏科版八上第四章第1节中的内容。在实验中没有使用书上的玻璃砖，是从以下两个因素考虑：一是因为玻璃砖的价格较贵，即便是在我们新浦城区的许多学校也只购置了二、三块，课堂上多是由老师进行演示，或干脆组织学生看视频或动画，学生没有亲身体验的过程，对现象的观察和理解不够；二是有些学校虽然购置了数量足够多的玻璃砖，但都是方形为多，光线从空气进入玻璃砖再进入空气，会发生两次折射，增加了实验难度。而半圆形的量角器价格低廉，且当光线对准其圆心照射时传播方向不变，再进入空气时光线的方向才发生改变，形象直观地说明了光从光密斜射入空气中时光的路径发生改变，可使学生排除二次折射的视觉干扰，易于得到实验结论。在第二个实验设计中,没有使用大的可折叠的光具盘,也是由于价格昂贵,有些学校甚至一个也没有,不利于学生分组进行实际的体验.基于以上考虑设计了这个实验教学,个人认为用此方法进行实验教学，可以降低实验难度和实验成本。
PAGE