1. 光的折射定律优质课教学设计

版本：教科版物理选修3-4

光的折射定律教学设计

物理教研组 丁彦龙

一、教材分析

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

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核心素养。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及n>1学生可能会出现的思维障碍与困惑。

cv三、教学目标

（1）知道光在两种介质界面会发生反射和折射；掌握光的折射及折射定律；知道介质的折射率的概念，了解介质的折射率与光速的关系

（2）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学习，培养学生分析、推理能力；通过实验探究培养学生的科学素养和交流合作素养。

四、教学重点

光的折射定律

五、教学难点

（1）解释有关光的折射现象

（2）折射率的理解和应用

六、教学流程

复习光的反射定复习引复习光的折射定实验演入射角随折射角变化而发生变提出问折射角和入射角之间到底有什么定量关分析实验需要测量哪些物理量？怎样测得？实验步骤的确定；数据表格的设计。

实验探组织学生实验；数据测量、记录、处理

实验结讨论引提出问光的折射定入射角与折射角正弦之比跟哪些因光的折射率

提出概折射率与光在介质中的传播知识巩光的折射定律的应用

活动一：观察现象，新课引入 下面这两种现象说明什么问题？

我们看到的鱼实际上是鱼的像

插入水中的笔看上去弯了

（我们在初中已经学习光的反射现象，光的反射定律和光的折射现象，下面我们一起回顾一下）

活动二：温故知新

光的反射

1、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叫

。

2、光的反射定律

光线跟

光线和

线在同一平面内，反射光线和入射光线分别位于

的两侧，

反射角

入射角。反射现象中，光路是

的。

光的折射现象

光射到两种介质的分界面时，一部分光从一种介质进入另一种介质继续传播，传播方向通常会发生改变的现象。这种现象叫

。

播放光的折射演示实验，定性演示折射角和入射角的关系

①入射角增大，折射角增大；

②

入射角减小，折射角减小。

（折射角和入射角之间到底有什么定量关系呢？我们又怎样找到这些物理量呢？）

活动三：实验探究---光的折射定律 1.提出问题：折射角和入射角之间到底有什么定量关系呢

2.说出你的猜想：

3.实验过程：

（1）观察课桌上有哪些实验器材？

（2）实验中我们需要测量那些物理量？怎样测得？

①

在白纸上画出界面和法线（如上图）

②

画出不同角度（30°,40°,50°,60°）的入射光线可以标记为“1”“2”“3”“4”

③

将半圆形玻璃砖（塑料尺）放在界面上（玻璃砖放在入射光线的另一侧如上图）

④

打开激光笔，沿画出的入射光入射，观察折射现象，记录折射光线（玻璃砖：在折射的光线上点一个点。塑料尺：在塑料尺的出射的边缘点一个点。取下玻璃砖或塑料尺，画出折射光线）

⑤

用量角器量出折射角计入表格

⑥

计算sini的比值填入表格

sinr入射角i

折射角r

4.实验数据记录：

sini

sinr

1 2 3 4 30°

40°

50°

60°

5.通过分析表中数据可以得出结论：

光的折射定律

①

折射光线、入射光线、法线在

内。

②

折射光线和入射光线分居

两侧。

③

入射角的正弦值跟折射角的正弦之比为一个常数n。

④

折射光路也是

的。

活动四：拓展与应用

思考：

1.光从空气中射入玻璃中与光从空气中射入塑料中的n值相同吗？

2.观察实验数据，当入射角都为30°时，玻璃与塑料哪一个折射光线偏折的厉害？入射角都为60°呢？

折射率

光从

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

的绝对折射率，简称折射率。

1、表达式：n=

2、理论和实验的研究表明：某介质的折射率，等于光在真空中的速度C与光在介质中的速度vn之比。

cv

水晶

1.55 岩盐

1.55 酒精

1.36 水

1.33 空气

1.00028

几种介质的折射率

介质

n 金刚石

2.42 二氧化碳

玻璃

1.5-1.8 1.63

例题：如图所示，一块两对面平行的玻璃砖的厚度为L，现测得该玻璃砖的折射率为1.73，若光从上表面的入射角i=60°时，求：

（1）折射角r；

（2）从下表面射出的玻璃砖的光线相对于射入光线的侧移d；

（3）光在玻璃中传播的时间t。

课堂小结：

板书设计

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折射率。

用n表示，nsin1

sin2c．

v介质的折射率n与光在其中传播速度有关：

n巩固练习：

1. 如图所示是一束光从空气射向某介质在界面上发生了反射和折射现象的光路图，下列判断中正确的是(

) A．AO是入射光线，OB为反射光线，OC为折射光线

B．BO是入射光线，OC为反射光线，OA为折射光线

C．CO是入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线

D．条件不足，无法确定

2．关于折射率，下列说法正确的是(

) sin iA．根据＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦值成正比

sin rsin iB．根据＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦值成反比

sin rcC．根据n＝v，介质的折射率与介质中的光速成反比

D．介质的折射率与入射角、折射角的大小无关

3．有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种介质，光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角如图所示，由此可以判断(

) A．光在介质Ⅱ中传播的速度最小

B．介质Ⅲ的折射率最小

C．光在介质Ⅰ中的传播速度最大

D．介质Ⅲ的折射率最大

4．如图所示，半圆玻璃砖的半径R＝10 cm，折射率为n＝3，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点．激光a以入射角r＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L.