第4节光的折射第一课时导学案

地区： 云南省 - 楚　雄 - 楚雄市

学校：楚雄市三街镇初级中学

第4节　光的折射 初中物理       人教2011课标版

三维目标

知识与技能

1．知道光的折射现象，理解光的折射定律。

2．知道光在发生折射时，光路的可逆性。

3．学会画折射光路图。

4．学会用光的折射定律解释生活中的自然现象。

过程与方法

1．通过实验观察、认识折射现象，培养学生初步观察的能力。

2．使学生进一步了解科学探究活动过程，培养学生初步的探究能力。

3．由观察实验现象入手，通过教师引导，帮助学生分析、概括出相应结论。培养学生的观察能力，训练学生的分析、概括能力。

4．体验由折射引起的错觉。

情感、态度与价值观

1．通过用光的折射定律解释自然现象，体会到物理学在生活中无处不在，奥妙无穷，进一步激发学生学习物理、探索自然的兴趣。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．有与他人交流和合作的精神、敢于提出自己不同的见解。

3．在实验中养成实事求是的科学态度。

八年级学生正处于发育、成长阶段，他们思维活跃，求知欲旺盛，具有强烈的操作兴趣，处于从形象思维向抽象思维过渡的时期。但是他们刚接触物理，对科学探究的基本环节掌握欠缺，他们的抽象逻辑思维还需要直接经验的支持。因此应以学生身边事物和现象引入知识，理论联系实际，加强直观教学，逐步让学生理解和应用科学知识。

教学重点

1．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。

2．使学生进一步了解科学探究活动过程，培养学生初步的探究能力。

教学难点

1．了解光在发生折射时，光路的可逆性。

2．利用光折射定律解释生活中的有关现象。

导入新课

情景导入

播放“空盆现硬币”视频(放在杯底刚好看不见的硬币，加上水后又会看得见)，引导学生思考：

思考问题：我们 如何看到物体？光的传播路线是否改变？

演示：取一根筷子，让学生看是直的。将筷子斜放入水中，再让学生观察筷子有什么变化。

问题：筷子为何折断了？

提出：光从空气斜射入水(两种介质)，光的传播路径改变，引出折射的概念。

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。

视频导入

同学们可能都听过“后羿射日”的神话故事：天空中出现了十个太阳，后羿力大无比，射掉了九个太阳，剩下现在的一个太阳，使温度适宜人们居住。但是2010年7月26日乐山的天空中却又同时出现了三个太阳，你相信吗？

播放“三日同辉”的视频资料。

问题：斜插入水中的筷子水中部分有什么变化？

引导学生分析：上述现象的产生原因，光的传播路线是否发生改变？引入新课：光的折射。

实验导入

演示魔术：空碗出财宝(放在杯底刚好看不见的硬币，加上水后又会看得见)

组织学生活动：叉鱼比赛。

问题：同学们想探究这其中的奥秘吗？导入新课。

点评：通过生动有趣的活动达到激发学生学习兴趣的目的。

预测：同学们会感到无比惊奇，可以极大地调动学习的积极性。

推进新课

一、光的折射

问题引入：问题一：展示视频“海市蜃楼”，它们是怎样形成的？

问题二：放大镜为什么能起放大作用？

问题三：前面学了平面镜成像的例子，如水中倒影，是由于光从空气射向水面，又反射回到空气中，进入人眼形成的像。但水中倒影比物体本身更暗淡，为什么呢？

1．教师演示下图(可往水中加点墨水或牛奶，增强可视性)，要求学生填空。

出示小黑板内容(亦可以课件呈现)。

现象：①光的传播方向在水面发生突变。

②同时出现反射现象和折射现象。

③入射光线分解为反射光线和折射光 线(进入人眼的是反射光线，弱于入射光线，故看起来偏暗)。

2．相关名称

①一点：点O为入射点(又为反射点、折射点)。

②二辅助线：法线NN′分界面水面MM′相互垂直

③三光线AO叫入射光线OB叫　　光线OC叫　　光线

④三角入射角为　　　　与法线NN′的夹角反射角为　　　　与法线NN′的夹角二角关系为：相等折射角为　　　　与法线NN′的夹角

实验探究：光的折射规律

以下方案任选一个：

方案一：用玻璃砖探究光的折射特点。

(1)器材：激光光源、玻璃砖、量角器、直尺。

(2)要求学生带着下列问题去观察：

①光的传播方向改变吗(若不改变，光路应为什么方向)? 新 |课  |标| 第 |一| 网

②与入射光线相比，折射光线是偏离还是靠近法线？

③使入射角增大，则折射角如何变化？入射角减小呢？

④发散、深化提问：上面讲的是光从空气进入玻璃中，是斜射。若直射(垂直入射)呢？

即时练习画光路图：

由教师引导学生仿照光的反射定律，总结出光的折射定律。

(1)三线关系：折射光线与入射光线、法线在同一平面内(三线共面)；折射光线和入射光线分居法线的两侧(法线居中)。

(2)两角关系：光从空气斜射入玻璃或其他介质时，折射光线靠近法线折射，折射角小于入射角。

(3)因果关系：当入射角增大时，折射角也增大，当入射角减小时，折射角也减小。当光从空气垂直射入水中或其他介质时，传播方向不变。(折射角随入射角同方向变化。)

通过体验由折射引起的错觉，认识光路的可逆性在折射现象中的存在。

出示装有一条小鱼的大烧杯，让学生进行观察与操作。

从侧面和上面观察鱼，对比鱼的大小的不同。

结论：从侧面看，鱼更大(原因以后再讲)。

让学生用铅笔模仿猫去“刺”鱼。

结论：鱼看起来的位置比实际位置更浅，是虚像(可讨论问题：“眼见”一定“为实”吗)。

提出问题：为什么会出现上述现象？

讨论交流：折射现象中光路的可逆性。

讨论导引：

导引一：人透过空气看树木，是树木反射的光从树木沿直线进入人眼。

导引二：人通过水面看岸边树木，光从树木到水面发生反射，进入人眼。但人还是习惯地以为光是从水中树木的倒影处沿直线进入人眼的。

即：我们总是依照光射来的直线方向去判断光源的位置。

眼看鱼，光从鱼处反射进入人眼，即光从水到空气中发生折射(与实验探究的光从空气进入水中的折射的情况相反)。

出示小黑板：对比

光路方向 空气→水 二者相反光路可逆 水→空气

应用：用光路的可逆性解释为什么水中的筷子会变弯。

在空气中A看水中物B，好像在B′，变浅了；在水中B看岸上物A，好像在A′处，变高了。

方案二：

1．折射现象

问题：光是不是总是沿着直线传播呢？

学生实验：将一束激光射入空杯底，记下光斑的位置，保持入射光线方向不变，慢慢向杯中倒水。观察光斑的位置是否改变。

思考：

(1)当光从空气斜射入水中，光在空气中是怎样传播的？在水中又是怎样传播的？

(2)光从空气进入水中时，传播方向有没有发生改变？

讨论：光从一种介质进入另一种介质时是不是沿直线传播？光的传播路线是否发生改变？

作图：引导学生仿照实验中光的传播路径作出大致的折射光线。

总结得出光的折射现象：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。

小组合作，结合光的反射知识给折射现象中相应的光线和角度取名：入射光线、折射光线、法线、界面、入射角、折射角。

2．光的折射规律

回忆：光的反射规律，并结合观察到的折射现象及所画的光路图，总结出部分光的折射规律：

折射光线、入射光线、法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居法线两侧。

引导学生探究：

(1)光从空气斜射入玻璃中，折射角的大小与入射角的大小有什么关系呢？

(2)多改变几次入射光线的方向 ，你还会发现什么规律？

在学生探究基础上归纳得出：

光的折射规律：光从空气中斜射入水或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折(折射角小于入射角)；折射角随入射角的增大而增大。

问题：光从水中斜射入空气中时，折射角与入射角又存在怎样的关系呢？

结合实验，通过多媒体演示说明，在光的折射现象中光路也是可逆的。所以光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。

阅读：老师指示学生阅读课本内容，了解光在折射时，光路是可逆的。

二、生 活中的折射现象

利用多媒体，作图解释“叉鱼”的折射原理。

1．解释池水“变浅”，告诫学生千万不要贸然下水；

2．利用所学知识解释课前提出的“空盆现硬币”问题；

3．简单提出生活中另外一些折射现象，如彩虹、海市蜃楼等。

扩展：海市蜃楼——在海面、沙漠上方不均匀的空气中，由于光的折射所形成的虚幻景像呈现在高空(古人误以为是蜃、大蛤蚧吐气而成，故又叫蜃景)。其形成原理可参考从水中看岸上物体的光 路图。

第4节　光的折射

第4节　光的折射

导入新课

情景导入

播放“空盆现硬币”视频(放在杯底刚好看不见的硬币，加上水后又会看得见)，引导学生思考：

思考问题：我们 如何看到物体？光的传播路线是否改变？

演示：取一根筷子，让学生看是直的。将筷子斜放入水中，再让学生观察筷子有什么变化。

问题：筷子为何折断了？

提出：光从空气斜射入水(两种介质)，光的传播路径改变，引出折射的概念。

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。

视频导入

同学们可能都听过“后羿射日”的神话故事：天空中出现了十个太阳，后羿力大无比，射掉了九个太阳，剩下现在的一个太阳，使温度适宜人们居住。但是2010年7月26日乐山的天空中却又同时出现了三个太阳，你相信吗？

播放“三日同辉”的视频资料。

问题：斜插入水中的筷子水中部分有什么变化？

引导学生分析：上述现象的产生原因，光的传播路线是否发生改变？引入新课：光的折射。

实验导入

演示魔术：空碗出财宝(放在杯底刚好看不见的硬币，加上水后又会看得见)

组织学生活动：叉鱼比赛。

问题：同学们想探究这其中的奥秘吗？导入新课。

点评：通过生动有趣的活动达到激发学生学习兴趣的目的。

预测：同学们会感到无比惊奇，可以极大地调动学习的积极性。

推进新课

一、光的折射

问题引入：问题一：展示视频“海市蜃楼”，它们是怎样形成的？

问题二：放大镜为什么能起放大作用？

问题三：前面学了平面镜成像的例子，如水中倒影，是由于光从空气射向水面，又反射回到空气中，进入人眼形成的像。但水中倒影比物体本身更暗淡，为什么呢？

1．教师演示下图(可往水中加点墨水或牛奶，增强可视性)，要求学生填空。

出示小黑板内容(亦可以课件呈现)。

现象：①光的传播方向在水面发生突变。

②同时出现反射现象和折射现象。

③入射光线分解为反射光线和折射光 线(进入人眼的是反射光线，弱于入射光线，故看起来偏暗)。

2．相关名称

①一点：点O为入射点(又为反射点、折射点)。

②二辅助线：法线NN′分界面水面MM′相互垂直

③三光线AO叫入射光线OB叫　　光线OC叫　　光线

④三角入射角为　　　　与法线NN′的夹角反射角为　　　　与法线NN′的夹角二角关系为：相等折射角为　　　　与法线NN′的夹角

实验探究：光的折射规律

以下方案任选一个：

方案一：用玻璃砖探究光的折射特点。

(1)器材：激光光源、玻璃砖、量角器、直尺。

(2)要求学生带着下列问题去观察：

①光的传播方向改变吗(若不改变，光路应为什么方向)? 新 |课  |标| 第 |一| 网

②与入射光线相比，折射光线是偏离还是靠近法线？

③使入射角增大，则折射角如何变化？入射角减小呢？

④发散、深化提问：上面讲的是光从空气进入玻璃中，是斜射。若直射(垂直入射)呢？

即时练习画光路图：

由教师引导学生仿照光的反射定律，总结出光的折射定律。

(1)三线关系：折射光线与入射光线、法线在同一平面内(三线共面)；折射光线和入射光线分居法线的两侧(法线居中)。

(2)两角关系：光从空气斜射入玻璃或其他介质时，折射光线靠近法线折射，折射角小于入射角。

(3)因果关系：当入射角增大时，折射角也增大，当入射角减小时，折射角也减小。当光从空气垂直射入水中或其他介质时，传播方向不变。(折射角随入射角同方向变化。)

通过体验由折射引起的错觉，认识光路的可逆性在折射现象中的存在。

出示装有一条小鱼的大烧杯，让学生进行观察与操作。

从侧面和上面观察鱼，对比鱼的大小的不同。

结论：从侧面看，鱼更大(原因以后再讲)。

让学生用铅笔模仿猫去“刺”鱼。

结论：鱼看起来的位置比实际位置更浅，是虚像(可讨论问题：“眼见”一定“为实”吗)。

提出问题：为什么会出现上述现象？

讨论交流：折射现象中光路的可逆性。

讨论导引：

导引一：人透过空气看树木，是树木反射的光从树木沿直线进入人眼。

导引二：人通过水面看岸边树木，光从树木到水面发生反射，进入人眼。但人还是习惯地以为光是从水中树木的倒影处沿直线进入人眼的。

即：我们总是依照光射来的直线方向去判断光源的位置。

眼看鱼，光从鱼处反射进入人眼，即光从水到空气中发生折射(与实验探究的光从空气进入水中的折射的情况相反)。

出示小黑板：对比

光路方向 空气→水 二者相反光路可逆 水→空气

应用：用光路的可逆性解释为什么水中的筷子会变弯。

在空气中A看水中物B，好像在B′，变浅了；在水中B看岸上物A，好像在A′处，变高了。

方案二：

1．折射现象

问题：光是不是总是沿着直线传播呢？

学生实验：将一束激光射入空杯底，记下光斑的位置，保持入射光线方向不变，慢慢向杯中倒水。观察光斑的位置是否改变。

思考：

(1)当光从空气斜射入水中，光在空气中是怎样传播的？在水中又是怎样传播的？

(2)光从空气进入水中时，传播方向有没有发生改变？

讨论：光从一种介质进入另一种介质时是不是沿直线传播？光的传播路线是否发生改变？

作图：引导学生仿照实验中光的传播路径作出大致的折射光线。

总结得出光的折射现象：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。

小组合作，结合光的反射知识给折射现象中相应的光线和角度取名：入射光线、折射光线、法线、界面、入射角、折射角。

2．光的折射规律

回忆：光的反射规律，并结合观察到的折射现象及所画的光路图，总结出部分光的折射规律：

折射光线、入射光线、法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居法线两侧。

引导学生探究：

(1)光从空气斜射入玻璃中，折射角的大小与入射角的大小有什么关系呢？

(2)多改变几次入射光线的方向 ，你还会发现什么规律？

在学生探究基础上归纳得出：

光的折射规律：光从空气中斜射入水或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折(折射角小于入射角)；折射角随入射角的增大而增大。

问题：光从水中斜射入空气中时，折射角与入射角又存在怎样的关系呢？

结合实验，通过多媒体演示说明，在光的折射现象中光路也是可逆的。所以光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。

阅读：老师指示学生阅读课本内容，了解光在折射时，光路是可逆的。

二、生 活中的折射现象

利用多媒体，作图解释“叉鱼”的折射原理。

1．解释池水“变浅”，告诫学生千万不要贸然下水；

2．利用所学知识解释课前提出的“空盆现硬币”问题；

3．简单提出生活中另外一些折射现象，如彩虹、海市蜃楼等。

扩展：海市蜃楼——在海面、沙漠上方不均匀的空气中，由于光的折射所形成的虚幻景像呈现在高空(古人误以为是蜃、大蛤蚧吐气而成，故又叫蜃景)。其形成原理可参考从水中看岸上物体的光 路图。