1. 光的折射定律课堂实录【2】

选修3-4 §4.1 教师：罗毅 指导教师：王开元

一、教材分析

本节内容是选修3-4的第四章《光的折射》的第一节内容。光的折射定律是《光的折射》这一章第三节《光的全反射》的基础，所以光的折射具有非常强烈的启后作用。光的折射定律是几何光学的核心定律。它是分析光的折射定律的基本依据，也是认识光的全反射问题的前提和条件，同时他还是分析光的色散问题的基本依据。

本节课是光的折射的第一节，计划两课时。这是第一课时，主要学习光的折射定律和折射率。第二课时是练习巩固课。光的折射是波的反射和折射的在光波传播中的具体体现，研究的是一种独特的光学现象,与全反射和色散联系的非常紧密。

光的折射定律是几何光学的三大基本规律之一（另外两个规律是光的直线传播规律和光的反射定律），是研究几何光学的重要法宝，是几何光学的核心知识之一,是本章的一个教学重点。那么这节课的重点应该是折射定律的得出过程和折射定律的理解及其应用,而折射率的理解既是重点也是难点。高中阶段只研究在两种介质中，并且其中一种介质是空气的两界面间的折射情况及所遵循的规律。在应用时，一定要注意作图．突出几何的特点。

二、学情分析

通过选修3-4第一张《机械振动》，第二章《机械波》的学习，第三章《电磁波》的学习，学生已经基本掌握了振动，波动的分析方法，对电磁波本质的认识。按新《课标》的要求，物理的知识、方法、能力、科学态度等有机地联系起来，达到共同促进的作用，则物理教学的效果会更好，更有利于提高学生的素质。新《课标》中强调探究式学习在物理教学中的作用，对于折射角与入射角的定量关系，教材中特意设计了探究实验，以便学生在学习物理规律的同时，经历探究的过程，了解科学研究的方法。

学生在初中已经学过光的反射和折射，但没有深入学习过光的折射所遵循的定量关系。学生已具备一定的实验操作技能，对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。本节可按照学生的认识规律,由浅入深进行教学,首先让学生认识光的折射现象,然后探究光的折射规律,最后解释生活中的折射现象。其中探究光的折射规律是本节教学的重点,组织学生做好实验,是本节教学的关键。对于折射率的理解和应用是本节的难点，nc及n>1学生可能会出现的思维障碍与困惑。

v三、教学目标

1、知识与技能

(1)知道光的折射现象和光的折射现象的特点，区别和联系

(2)理解光的反射定律和折射定律，并能用来解释和计算有关问题

(3)理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系

(4)知道光的折射问题的分析方法，会根据光的折射定律和反射定律作出光路图

(5)知道视深问题的特点及光在平行玻璃砖中传播的特点

2、过程与方法

领会建立理想模型的科学研究方法，即抓住主要因素，忽略次要因素。通过观察和分析演示实验，参与分析实验结果的过程，学习利用实验探索物理规律的方法

3、情感态度与价值观

(1)在物理学习中向学生渗透实事求是、严谨认真的科学态度和科学精神

(2)让学生初步领略折射现象的神奇和美妙，增强对自然界的热爱，从而进一步培养学生对物理的兴趣

四、教学重难点

本节教材的重难点是学习利用实验探索物理规律的方法，通过合作学习掌握光的折射定律的应用。对于教材中的知识点，学生大都能理解与掌握。由于在求解光的折射有光的问题时，不但需要用到本节课所学的知识，还要涉及到大量的几何知识，这在无形中增加了学习的难度，因此把本节课教学难点确定为正确利用折射定律和折射率求解相关问题。

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五、教学手段

1、演示实验（学生操作）：玻璃砖，激光笔，带白纸的木板，直尺

2、多媒体课件：动画展示光的折射，展示筷子在水中折断的折射现象

六、教学过程

教学过程

媒体与资源选择

教师活动

学生活动

复习初中

光的反射定律

和学生互动复习回顾

(1)PPT展示图片:赵州桥

(2)提问学生：还记不记得光的反射定律的内容？

(3)回忆和总结光的反射定律

a．共面

法线是反射光线与入射光线的角平分线所在的直线。

b．异侧

入射光线与反射面的夹角和入射角的和为90°光的反射 c．等角

反射角等于入射角。反射角随入射角的增大而增大，减小而减小。

d．可逆光路是可逆的 (1)演示实验：空杯放筷子和倒满水后筷子看起来像“折断了”

(2)观看图片：一部分光反射，一部分光折射；带领学生回忆光的折射定律？

(3)回忆初中光的折射定律

a.折射光线与入射光线和法线在同一平面内。

b.折射光线与入射光线分居法线两侧。

c.当光从空气斜射入玻璃或者其他介质表面时，折射光线靠近法线偏折，折射角小于入射角

d.当入射角增大时，折射角也随着增大。

e.当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。

(1)指导学生实验：当入射角增大时，折射角也随着增大。

(2)学生完成实验后引入:实验表明：折射角随着入射角而改变，但是入射角跟折射角之间究竟有什么定量的关系呢？

(1)观看PPT图片，感受自然的神奇和美妙

(2)观看动画，认真听讲，回答光的反射定律

(3)观看光的反射定律的内容

PPT，动画

设计意图

通过图片和动画，让学生更容易回忆起相关知识的内容，为分析光的折射定律做铺垫

复习初中

光的折射定律

和学生互动复习回顾

(1)观看演示实验，分析原因

(2)回忆初中学习过的光的折射定律内容

演示实验

PPT，动画

(1)通过回忆初中的光的折射定律，为高中阶段的光的折射定律打下坚实的基础

(2)加强理解和记忆

观察与思考

学生分组实验

(1)学生小实验：当入射角增大时，折射角也随着增大。

(2)观察现象：入射角为0时，折射角也为0，即垂直入射

2 实验器材: 薄平木板

厚毛玻璃板

激光笔

水彩笔

量角器

白纸

直尺

让学生带着问题做实验，理解教材内容的深层含义，思考背后隐藏的规律，产生对科学规律发现的兴趣

实验探究

(1)组织学生分组实验，指导学生实验，指出学生实验当中的不当之处，及时纠正。

(2)在适当的时候为部分分组学生做出正确的实验操作

实验结果分析

光的折射定律

实验器材: 薄平木板，厚毛玻璃板

激光笔，水彩笔

量角器，白纸

直尺

实验操作: 1：将一毛玻璃板与薄平木板紧贴固定

2:在毛玻璃板与木板的分界线上取中点O为入射点，用水彩笔画出与分界线垂直的

法线，并标出入射点O

(3)本实验只要求学生得到数据

3:用激光笔贴着木板表面对着O点发出光束，用水彩笔沿光束画出带箭头的入射光线，标出入射角i，再沿着光在玻璃板中的传播路线用水彩笔画出带箭头的直线表示折射光线，并标出折射角r 4:记录i和r的值

(1)提问：折射角随着入射角而通过实验数PPT 改变，但是入射角跟折射角之间据做出猜想，究竟有什么定量的关系呢？

通过定量计(2)公元140年，希腊天文学家算得出结论

托勒密认为，入射角θ1与折射角θ2之间存在简单的正比关系。即θ1/ θ2=常数。

(3)直到1621年荷兰数学家斯涅耳才终于找到了入射角与折射角之间的规律：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。 即sinθ1/sin θ2=常数

1.光的折射定律：折射光线跟入射光线和法线在板书，PPT 同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。

2.在实验的基础上，师生共同讨论，总结出结论：(1)通过学生的亲身实验操作，感受科学规律的发现过程. (2) 领会建立理想模型的科学研究方法，即抓住主要因素，忽略次要因素。通过观察和分析演示实验，参与分析实验结果的过程，学习利用实验探索物理规律的方法

(3)让学生初步领略折射现象的神奇和美妙，增强对自然界的热爱，从而进一步培养学生对物理的兴趣

通过数据总结规律，会让学生印象深刻

学习新知识

sin1=常数（记做n）

sin2折射率

PPT 1.向学生展示不同介质的折射率

通过数据对比，请学生猜想入射角与折射角正弦之比跟哪些因素有关。跟介质有关。

2．教师总结：光从一种介质射入另一种介质时，虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n，但是对不同的介质来说，这个常数n是不同的。这个常数n跟介质有关，是一个反映介质的光学性质的物理量，我们把它叫做介质的折射率。

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通过学习提醒学生注意以下几点：

①n是比例常数，它是反映介质的光学性质的物理量。对于同一介质无论θ1、θ2怎么变

折射率：把光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率,简称折射率。

化, sin1是sin2sin1即n。（注意：光从真空射入其他sin2介质，θ1为入射角、θ2为折射角；n>1）

3.提出问题：为什么光进入不同的介质，折射率就不一样呢？

学生作答后老师总结——光在不同介质中的速度不同，这正是发生折射的原因。 介质的折射率n与光在其中传播速度有关，不变的。

②对于不同介质sin1的值是sin2不同的。

3真空本身的○折射率 = 1,通常认为空气的折射率也为1。

cn。（可用惠更斯原理证明）

v进一步说明n>1，且n没有单位。

七、板书设计

第一节

光的折射定律

一、光的反射定律：三线同面；两线分居；两角相等。光路可逆

二、光的折射定律：三线同面；两线分居；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。即 nsin1．

sin2三、折射率：光从真空射入某种介质,入射角的正弦与折射角的正弦之比

叫这种介质的绝对折射率。简称折射率。

sin1用n表示，n

sin2c介质的折射率n与光在其中传播速度有关：

n．

v七、教学评价与反思（本部分内容由教师上完课后完成）

1、我们要学生科学探究就要让学生自己去思考,自己去参与,通过动手和动脑体验问题解决的过程,只有这样才有利于学生知识的获得与构建。在讲课时要突出学生的主体作用,但是老师主导作用还是不可少的,学生自己是很难去发现折射率与入射角折射角之间的关系,老师的引导作用还是很关键。

2、教师应了解学生在学习每课时可能会出现哪些困难,并积极的思考用何种教学方法能够让学生轻松的解决这些困难。

3、自然界的折射现象是无法在实验室或教师内进行的,这时借助多媒体将网上资源的图片融入自制的课件中运用于课堂教学,直观形象揭示光的折射产生错觉的原因。把自然界中光的折射的奇妙现象用图片展示给学生,使学生对折射的理解更深刻。

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