1、高考资源网（） 您身边的高考专家第二节 光的折射本节教材分析新教材将光的反射、平面镜一节删除，只在光的折射中简要回顾了光的反射定律及反射中光路可逆，但在章末的练习中给出了“人在镜中能看到自己的全身像所需平面镜的最短长度及悬挂方法”这样的题，所以平面镜成像特点及作图法依然要作必要的复习和补充.折射定律在初中是作为实验的结论提出来的.没有讲入射角的正弦与折射角的正弦成正比，只是说入射角与折射角哪个大.高中教材中简要地介绍了折射定律发现的过程，通过史料的学习可以使学生认识到科学上的发现，是经过曲折的艰辛过程的，培养学生为科学献身的精神.同时，也可以启发学生遵循人类认识发展的规律去学习物理定律.折射率
2、是掌握折射定律的关键，也是难点，学生感到难，是因为没有弄清掌握折射率的几个层次，即（1）当光由真空射入水中时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但是正弦值之比却是个常数.（2）对不同的介质具有不同的常数，说明常数反映着介质的光学特性.（3）介质的折射率跟光在其中的传播速度v有关.n=.课本为了让学生理解这一点，特别在后面设置了一个课外小实验.如果能让学生亲自动手做一做，对学生理解这一知识点应该是有很大帮助的.阅读材料相对折射率和绝对折射率可以开阔学生的视野.对折射定律有更完善的认识.学生情况较好的学校可以指导学生阅读，做一些小练习.教学目标一、知识目标1.知道反射定律的确切含义，并能
3、用来解释有关现象.2.知道反射现象中光路是可逆的，并能用来处理有关问题.3.知道平面镜成像特点及作图方法.4.理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题.5.知道折射光路是可逆的，并能用来处理有关的问题.6.知道折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有关的计算.二、能力目标1.会用反射定律解释有关现象和处理有关问题.2.会用折射定律计算有关的问题，能理解折射率与光速的关系，并能用来进行有关的计算.三、德育目标1.通过观察演示实验，培养学生的观察、概括能力，通过相关物理量变化规律的教学，培养学生分析、推理能力.2.渗透物理研究和学习的科学态度教育.教学重点光的折射定律.
4、折射率概念.教学难点光的折射定律和折射率的应用.教学方法本节课成功的关键在于做好实验.通过实验先定性观察再定量测量，引导学生对测量数据进行分析、归纳.再来领略前人所做的思考从而领会数据分析的几种常用方法比值法、乘积法、加减法、图象法等，为学生今后对实验数据的处理打开思路.最后通过例题练习巩固所学内容.教学用具带角度的刻度盘.激光发生器、半圆柱透明玻璃砖.课时安排1 课时 教学过程一、引入新课我们已经知道了，光在同一均匀介质中是沿着直线传播的，那么，当介质不均匀或当光从一种介质进入另一种介质中时，会发生什么现象呢？学生反射，折射教师对，这一节课，我们先简要地复习光的反射，再深入地研究光的折射现象
5、.二、新课教学（一）光的反射现象反射定律1.介绍光学演示仪，指明观察对象光在从一种介质（空气）进入另一种介质（玻璃）时发生的现象（半圆柱玻璃砖直面柱心正对入射光）2.演示：光在到达空气和玻璃的交界面处时，一部分光被反射回空气中，另一部分光进入玻璃继续传播，但传播方向发生了改变.3.学生边观察边回忆反射定律：转动光具盘以改变入射角，让前排学生读出几组入射角和反射角数据.两者相等.同时提醒学生注意.光具盘面是竖直的，在这个面上同时能看到反射光线和入射光线.说明两线共面，又因为法线也在这个面内.故三线共面.4.归纳反射定律：三线共面两角相等.5.反射光路可逆（二）平面镜成像及作图1.让学生回忆平面镜
6、成像的特点：正立、等大、异侧、虚像、对称.2.教师简述平面镜成像原理、作图方法并予以示范.a.平面镜成像原理：如图199，光点S入射到平面镜的光线，其反射光线的反向延长线的交点即为S的像，人眼根据光沿直线传播的经验，感觉反射光都是从S发出的.b.平面镜成像作图.图199教师边讲述边示范如图1910图1910讲：两条光线即可确定像点的位置.所以无需多画.步骤是：（1）由对称性确定像点的位置；（2）任意画两条入射光线；（3）过像点作出对应的两条反射光线；（4）若是作物体AB的成像光路图，则只需作出A、B点的成像光路图.连接A、B点即可.（三）光的折射折射定律1.实验观察变为看折射光和入射光的相对位
7、置及折射角和入射角关系的观察：a.让学生观察折射光.入射光及界面的法线也是共面的.b.光从空气进入玻璃时，入射角增大.折射角也增大，但入射角始终大于折射角.2.定量测量5组数据，仿照课本列出原始数据表（可让前排的学生读取数据.但要先明确法线）3.分析测量数据：（建议入射角分别取10,20,30,40,50）教师故意自言自语地入射角增大，折射角也增大，两者的差是不是定值呢？（有学生开始计算）学生甲不是，差值是越来越大的.师是不是有规律地增大，比如入射角增大10，折射角一定增大某一个数值？生不是，前两组差不多，后两组又不同了. 师那么，会不会两角的比值不变呢，大家算算看.（学生计算，有学生算了两组
8、数据说好像是相等的）师能不能从两组数据下结论？生不能.师对，那样太轻率了点.把5组数据都算出来看看.学生继续计算.发现比值也是不相等的师看来我们碰到麻烦了，如果让你来猜的话，你还能猜想它们之间可能是什么关系？生沉默师其实不是你们不够聪明，实在是因为入射角和折射角之间的关系太出乎人意料了.人类从积累入射角与折射角的数据到找出两者之间的定量关系，经历了近1500年的时间有学生惊叹.教师抓住机会教育科学研究是一件很艰苦的工作，需要有持之以恒的毅力和必胜的信念.有时需要几代人的努力.我们要学好物理也需要这样一种恒心和解决困难的勇气.希望大家不畏难，不怕苦，勇于探索，在科学学习之路上能走得很远很远.教师
9、继续实际上在公元1400年，托勒密也曾经认为，入射角与折射角存在着简单的正比关系，但只有对比较小的入射角才大致相符，就像我们刚刚在计算中发现的那样.直到1621年，才由斯涅耳找到了这个关系.这个谜终于被解开了，谜底是入射角的正弦和折射角的正弦成正比. 即=常数.请大家看课本的实验数据及分析.学生看书30秒4.师生一起归纳总结折射定律的内容.5.折射现象中光路可逆直接给出即可，学生能领会.（四）折射率n1.折射率的定义教师刚才我们已经知道了.光从空气进入玻璃时，入射角的正弦与折射角的正弦成正比.比值约为1.50.进一步的实验发现.若光从空气进入另一种介质.比如进入水中时，尽管入射角的正弦与折射角
10、的正弦之比仍为常数.但这个常数却不是1.50.而是约1.33,可见这个常数跟介质有关系.它反映了介质的光学性质.我们设想光从空气进入玻璃和光从空气进入水中的入射角都是30，则有：空气玻璃：=1.50空气水：=1.33显然22，我们画出光路图如图1911甲、乙.可以看到，光从空气进入玻璃时.折射光偏离原来的传播方向更厉害.也就是说，这个比值的大小能反映介质对光的偏折程度，比值越大.表明介质对光的偏折作用越大.我们把这个比值叫做折射率，用n表示.定义折射率n=.图19112.对折射率的几点说明a.引导学生看课本加点字对折射率定义的叙述，强调：光从真空进入介质，若光从介质进入真空.则入射角正弦与折射
11、角正弦之比=b.光从空气进入介质近似于光从真空进入介质c.介质对真空的折射率也叫绝对折射率，简称折射率.若光从水中进入玻璃中，则入射角正弦与折射角正弦之比叫玻璃对水的折射率.也叫相对折射率.若水为介质，玻璃为介质,则写作n21=3.折射率的决定因素a.光折射的原因是：光在不同介质中的速度不同.做课本后的“做一做”小实验，帮助学生理解这一点b.折射率n的决定式：n=c.n1d.仿照n=可写出相对折射率n21=（五）课堂巩固训练1.指导学生看课本例题，注意提示学生：当桶内放油时，人眼在A处看到的是C点的像成在B点.C点成像的原理是：由C点入射到油面的光线折射后进入空气是发散的.但它们的反向延长线交
12、于一点，这一点就是C点的像.像为虚像.C点入射光的折射光反向延长必过C点的像.人眼在A处能看到C点像.说明有折射光线到达人眼.根据光线直线传播的经验，人眼感觉光是从像点即B点沿直线传播过来的.这样就确定了进入人眼的折射光OA在界面上的出射点O，进而再画出入射光CO，即完成光路图.再利用几何知识即可求解.2.如图1912，有一长方形容器，高30 cm，宽为40 cm，在容器的底部平放着一把长40 cm的刻度尺，眼睛在OA延长线上的E点观察，视线沿着EA斜向下看，恰能看到尺的左端零刻度. 现保持眼睛的位置不变，向容器内倒入某种液体且满至容器口，这时眼睛仍沿EA方向观察，恰能看到尺上20 cm的刻度
13、，则此种液体的折射率为多大？图1912（1）引导学生依题意画出几何光路图.（2）学生自己求出折射率n=1.44三、小结1.光的反射定律和折射定律是几何光学的两大基本规律（另外一个是光的直线传播规律）.是研究几何光学的重要法宝.在应用时一定要注意作图，突出几何的特点.2.反射成像和折射成像的原理分别是：平面镜成像是反射光线反向延长线的交点.折射成像是同一光点的折射光线或其反向延长线的交点.为该光点的像.应在明确成像原理的基础上正确画出光路图再行求解.3.折射率是几何光学中非常重要的基本概念之一.它反映介质的光学性质，每一种介质在一定条件下有一个确切的折射率，不同种类的介质在相同的条件下，一般具有
14、不同的折射率.例如：玻璃的折射率是1.50，水的折射率是1.33.4.通常所说的介质的折射率是指介质的绝对折射率，即光从真空射入某种介质的折射率.若光由介质1射入介质2，这时的折射率确切地说应该叫做介质2对介质1的相对折射率.通常用n21来表示.四、布置作业1.课本（4）、（5）、（6）.2.太阳光从与水平面成40角射来，为了反射光能照到竖井的底部，那么在井口安置的平面镜跟水平方向的夹角为多大？画出光路图.五、板书设计折射率n反映介质对光的偏折作用.n越大，光线偏折越厉害光的反射 反射定律三线共面 二角相等平面镜成像对称、等大、正立、虚像光的折射 折射定律三线共面 =常数定义n=光从真空进入介
15、质（=光从介质进入真空）决定式n= n1相对折射率n21=）n2n1SX=SX（）v1v2SX光的折射六、本节优化训练设计1.如图1913所示是俯视图，MN是一块较大的平面镜，A、B是镜前站着的人，其中B在平面镜中点的法线上，已知MN=NE=EA=1 m,当B沿垂直镜面方向走向镜子时，至少离镜面_ m，A和B能相互看到对方在镜子中的像.图19132.光线以入射角i从空气射向折射率n=的透明介质表面.如图1914所示，则图1914A.无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45B.欲使折射角r=30，应以i=45的角度入射C.当入射角i=arctan时，反射光线跟折射光线恰好垂直D.以上说法都不正
16、确3.如图1915是一个截面为等腰直角三角形的透明体，一束光线以60的入射角从AB侧面射入，而从AC侧面射出时，出射光线偏离入射光线30，则在AC侧面发生光的折射时，折射角等于_，此物质的折射率等于_.图19154.光线以入射角i从空气射向折射率n=的透明介质表面.（1）当入射角i=45时，求反射光线与折射光线间的夹角.（2）当入射角i为何值时，反射光线与折射光线间的夹角=90?5.光在某介质中的传播速度是2.122108 m/s，当光线以30入射角由该介质射入空气时，折射角为多少？6.光线从空气射入甲介质中时，入射角i=45，折射角r=30，光线从空气射入乙介质中时，入射角i=60,折射角r
17、=30,求光在甲、乙两种介质中的传播速度之比.7.一束宽度为10 cm的平行光束，以60的入射角从空气射入折射率为的介质中.界面光滑平整，求反射光束和折射光束的宽度.8.在一个开口的盛有液体的容器内竖直插一直尺，从对面某处观察，可同时看到直尺在液体中部分和露出液面部分在液体中的像.发现直尺在液面下刻度S1与露出液面的刻度S2的像S2重合，求解液体的折射率.参考答案：1.0.5 2.ABC 3.60； 4.（1）105(2)i=arctan 5.456. / 7.10 cm 17.3 cm8.简答：画出光路图如图1916，据题意作出刻度S1、S2及S1、S2的像S1、S2的光路示意图.根据几何关系和光的折射定律，可得n=图1916- 7 - 版权所有高考资源网
