1. 光的折射定律第二课时教学设计

学

科

教学内容

学情分析

物理（选修3-4）

备课教师

张志坚

授课时间

2019年4月16日

光的反射和折射现象

学生基础知识薄弱，对抽象物理模型缺乏足够的认知，动手能力不强，依赖思想严重。

1、知识与能力：理解折射定律和折射率

2、过程与方法：经历实验探究过程，理解光的折射定律．

3、情感态度与价值观：

利用所学知识解释实际生活中光学现象。

教学目标

1.经历实验探究过程，理解光的折射定律．

教学重难点

2.知道折射率的意义，知道折射率与光速的关系．

3.能根据折射定律解释一些自然现象. 4.能应用折射定律分析视深问题．

教学方法与手段

教学准备

教

学

过

程

实验探究、演绎推理.

实验视频，激光笔，玻璃砖

教学内容

1．光的反射和折射现象

(1)光的反射

当光射到两种介质的分界面时，一部分光仍回到原来的介质里继续传播的现象．

(2)光的折射

光线从一种介质照射到两种介质的分界面时，一部分光进入另一种介质继续传播的现象．

2．光的折射定律

入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线与折射光线分居法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦之比为一常数．

3．折射定律的表达式

sin i入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．即＝常数．如图sin r所示．也可以用sin i＝n的数学公式表达，n为比例常数．这sin r就是光的折射定律．

4．折射光路是可逆的

如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射，定律中的公式就变为sin i1＝，式中i、r分别为此时的入射角和折射角．

sin rn1

5.折射率

1．定义：在物理学中，把光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦与折射角r的正弦的比值，叫做这种介质的折射率．

sin i

2．公式：n＝. sin r3．理论和实验的研究都证明：某种介质的折射率n，等于光在真空中的传播速度cc(c＝3×108 m/s)与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝v. 4．光在不同介质中的速度是不同的，这正是光发生折射的原因．光在真空中的传sin i播速度c大于光在其他任何介质中的传播速度v，所以任

2．公式：n＝. sin r3．理论和实验的研究都证明：某种介质的折射率n，等于光在真空中的传播速度cc(c＝3×108 m/s)与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝v. 4．光在不同介质中的速度是不同的，这正是光发生折射的原因．光在真空中的传播速度c大于光在其他任何介质中的传播速度v，所以任何介质的折射率都大于1. 6．介质折射率的理解

(1)光从真空射入某种介质时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但是，正弦值之比是个常数．该常数即介质的折射率，也叫绝对折射率，它的大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关．“折射率与sin i(i为入射角)成正比，跟sin r(r为反射角)成反比”的说法和“折射率n跟光速v成反比”的说法是错误的．

(2)同种介质入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一个常数，不同介质的常数不同，说明常数反映着该介质的光学特性．

(3)由于空气折射率和真空折射率非常接近约等于1，因此当光线从空气射入介sin i质时，介质折射率的定义式n＝也适用．

sin rc(4)由n＝v知，某色光在折射率较大的介质中光速较小．

7．解释折射现象

(1)应用折射定律解释视深问题

视深问题是折射定律的应用．视深是人眼看透明物质内部某物点时像点离界面的距离．在中学阶段，一般都是沿着界面的法线方向去观察．在计算时，由于入射角很小，折射角也很小，故有：sin θ1/sin θ2≈tan θ1/tan θ2. 如图所示，一物点S位于折射率为n的介质中H深处，由于一般瞳孔线度为2 mm～3 mm，因此i和r角都很小，则sin i≈tan 2

aasin iHHi＝，sin r≈tan r＝，由折射定律知n＝＝，所以视深h＝.如果从折射率hHsin rhn为n的介质中，观察正上方距液面高为H的物体，同理可得h′＝nH(h′为视高)．

利用视深、视高公式，不仅可以简捷地测定介质折射率，也可以方便地分析和解决与视深、视高有关的问题．

(2)折射时的色散现象

一束白光经过棱镜折射后发生色散，在光屏上形成一条彩色光带，如图4-1-5所示，即为折射中的色散光谱．光谱中红光在最上端，紫光在最下端，这表明各种色光通过棱镜后的偏折程度不同：红光偏折程度最小，偏折角最小；紫光偏折程度最大，偏折角最大．

(3)光的色散现象表明的问题

①同一介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大．

c②由n＝v可知，各种色光在同一介质中的光速不同，红光速度最大，紫光速度最小．

c③同一频率的色光在不同介质中传播时，频率不变，光速改变(v＝＝λν)，波n长亦随之改变．

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书

设

计

教

学

反

思

参

考

资

料

教科版3-4 优化设计

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