《光的折射定律》教学设计

高中物理：《光的折射定律》课堂教学设计高中物理《光的折射定律》课堂教学设计【教学课题】光的折射定律（第一课时）【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。【学生分析】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，vcn及n1学生可能会出现的思维障碍与困惑。【教学目标】1、知识与技能：（1）知道光在两种介质界面会发生反射和折射；（2）掌握光的折射及折射定律；（3）掌握介质的折射率的概念，了解介质的折射率与光速的关系。2、过程与方法：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。3、情感、态度与价值观：渗透物理研究和学习的科学态度的教育。【教学重点】光的折射定律、折射率【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【教学准备】实验器材、ppt课件【教学流程设计】【教学过程】一、复习引入新课1、光在同种均匀介质中沿传播。当光斜射向两种介质的界面时，会发生什么现象？2、光的反射定律学生回忆光的反射现象和光的反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。反射时光路可逆。二、光的折射1、观察两个实验现象：（播放视频）（1）放在碗底的硬币移到刚看不到的位置，然后在碗中注入水后----（2）将铅笔插入装满水的玻璃杯中，看到------思考：为什么会发生这些现象？2、回忆光的折射现象：（1）什么是光的折射？（2）折射规律：折射光线、入射光线、法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居法线两侧。复习引入复习光的反射定律复习光的折射定律实验演示入射角随折射角变化而发生变化提出问题折射角和入射角之间到底有什么定量关系呢？实验探究分析实验时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。组织学生实验；数据测量、记录、处理实验结论讨论引申光的折射定律提出问题入射角与折射角正弦之比跟哪些因素有关提出概念光的折射率折射率的理解、决定式知识巩固光的折射定律及折射率的应用3、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。4、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？实验探究：（1）学生看课本，明确探究的方法（2）抽几个学生在老师指导下完成实验，同时用实物展示台显示在屏幕上:（3）记录数据、数据处理：实验次数12345入射角θ1折射角θ2θ1/θ2sinθ1/sinθ2（4）在实验的基础上，师生共同讨论，总结出结论：21sinsin=常数（记做n）老师简单介绍人们对光的折射的认识过程：这个问题，在很长的时间里一直使人们感到困惑。公元140年，希腊天文学家托勒密得出实验结果后，只是从数据的表面简单寻找比例关系，因此只能得出：折射角与入射角成正比（事实上，只在小角度情况下成立）。1611年开普勒对折射现象和透镜的原理作了广泛的研究，写成了《折光学》，正确地指出：只在小角度情况下，入射角与折射角成正比。同时通过光的可逆性，从反面倒推得出结论，并通过实验发现了全反射现象。但是他未能得出更一般的、内在的规律。最终在1621年，由荷兰数学家斯涅耳采用了与开普勒基本相同的实验方法。找到了入射角和折射角之间的关系n21sinsin由此我们可以看到：一个物理定律的得出往往经历一个漫长、曲折的过程,需要坚韧的创新精神，做前人没有做过的事。在前辈先哲的探索过程中一定有许多尝试、失败、再尝试。这就是发现过程，其中充满着创新思维的火花。5．光的折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内：折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即12sinsinn。6.练习：（ppt）（1）人在岸上看水中的鱼，比实际物体位置偏上还是偏下？为什么？（2）假设地球表面不存在大气层,人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比()A.将提前B.将延后C.在某些地区将提前,在另一些地区将延后D.不变三、折射率1.向学生展示不同介质的折射率介质金刚石二氧化碳玻璃水晶岩盐酒精水空气Sinθ1/sinθ22.421.631.5-1.81.551.551.361.331.00028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。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。即12sinsinn。（注意：光从真空射入其他介质，1为入射角、2为折射角；n1）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，vcn。（可用惠更斯原理证明）进一步说明n1，且n没有单位。4.教师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怎么变化,21sinsin是不变的。②对于不同介质21sinsin的值是不同的。○3真空本身的折射率=1,通常认为空气的折射率也为1。5.练习：（ppt）（3）光线以30°的入射角从玻璃射向空气，它的反射光线与折射光线成90°夹角，则玻璃的折射率为多少？（4）光在某种介质中的传播速度是2.122×108m/s，当光线以30°入射角由该介质射入空气时，折射角为多少？绝对折射率四、课堂小结光的折射------光的折射定律：三线共面sinθ1/sinθ2＝常数1.反映介质对光的偏折作用，n越大光线偏折越厉害2.定义式sinθ1/sinθ2＝n－－光从真空中进入介质(1/n＝sinθ1/sinθ2－－光从介质进入真空）3.决定式:n=c/v(n1)五、布置作业：课后练习与评价1-3题六、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12sinsinn．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。用n表示，12sinsinn介质的折射率n与光在其中传播速度有关：vcn．七、教学反思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。光的折射