第三節 光的折射【教學目標】一、知識與技能1.知道光的折射現象.2.通過實驗，認識光從空氣射入水或其它介質中，或從其它介質射入空氣中的折射規律.3.會畫光的折射光路圖.4.了解生活中光的折射現象，并能用光的折射規律進行解釋.二、過程與方法1.通過學生設計實驗過程及實驗記錄表格，進一步提高學生設計實驗的能力和學會進行光學實驗的方法.2.通過探究光的折射規律，培養學生從物理現象中歸納簡單的科學規律，并能用已知的科學規律去解釋簡單問題的能力.三、情感、態度和價值觀1.初步領略折射現象的美妙，對大自然有親近、熱愛、和諧相處的情感.2.通過對“海市蜃樓”等自然現象的理論解釋，激發學生對科學的求知欲，養成樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理的習慣.【教學重點】光的折射現象；觀察、分析實驗，歸納出光的折射規律.【教學難點】觀察、分析實驗，歸納出光的折射規律及在折射中光路是可逆的.【教具準備】演示用：激光光源、光的折射演示裝置、水槽、多媒體課件等.學生用：碗、筷子、茶杯、硬幣、適量的水.【教學課時】1課時【鞏固復習】教師引導學生復習上一節內容，并講解學生所做的課后作業，加強學生對知識的鞏固.【新課引入】教師引導學生做兩個實驗，激發學生的學習興趣.學生實驗1：在碗中盛滿水，把筷子斜插到碗的底部，從側面斜視水面，會發現水中的筷子看上去好像向上彎折了.學生實驗2：在空的茶杯里放一枚硬幣，移動杯子，使眼睛剛剛看不到硬幣，保持眼睛和杯子的位置不變，慢慢地向杯里倒水，隨著水面的升高，觀察者看到了硬幣，還會發現硬幣升高了.師 上述實驗中，同學們能看見水中“彎折”的筷子和“升高”的硬幣，是由于光在水和空氣的界面上發生了一種光現象，這就是本節要學習的“光的折射”.【進行新課】知識點1 光的折射讓我們再來觀察另一個實驗，在玻璃水槽中插入一塊木板，用激光沿著木板，從空氣斜射到水面，問：可以看到什么現象？（可以看到光不再沿直線傳播，而是在水面處改變方向進入水中.）再觀察光從空氣中斜射到玻璃中，問：看到什么現象？（同樣也可以看到光不再沿直線傳播，而是在玻璃面處改變方向進入玻璃中.）師 從實驗中，我們看到光從空氣中斜射入水和玻璃中都能看到光在水面和玻璃面處改變傳播方向，而且實踐也證明其他介質中也會發生同樣的現象.因此，我們把“光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向一般會發生變化”的這種現象叫做光的折射.板書：光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向一般會發生變化，這種現象叫做光的折射.【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.知識點2 光的折射規律（1）有關折射的幾個專用名詞教師把剛才的光的折射現象在黑板上畫出它的光路圖.從圖中介紹，什么是折射光線和折射角.為了防止學生把折射光線與界面的夾角誤認為折射角，所以，要特別指出，折射角是折射光線與法線的夾角.（2）光的折射規律演示1：使、在同一平面上，讓光從空氣斜射向水面，改變入射角，再做兩次.演示過程要讓學生觀察兩點：光從空氣射入水中，入折角和折射角哪個大？隨著入射角的增大（減小）折射角將如何改變？現象：光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角.折射角隨著入射角的增大（減小）而增大（減小）.演示2：把白色屏分別向前、向后折（使、不在同一平面上），讓光以某一角度射向水面.師 大家能否看到水中的光線？學生：看不見.師生共同分析得出結論：折射光線、入射光線、法線位于同一平面內.折射光線、入射光線位于法線的兩側.演示3：讓光垂直射向水面.師 大家觀察一下進入水中的光線沿什么方向前進？學生：光沿直線傳播，傳播方向不變.師生共同分析得出結論：當光線垂直射向介質表面時，傳播方向不改變.師 當光線垂直射向介質表面時，入射角和折射角各是多少度？學生：當光線垂直射向介質表面時，入射角為0，折射角也為0.師 如果讓光線逆著折射光線的方向從水或其他介質射入空氣中，光線是否沿原入射光線射出呢？演示4：先讓光由空氣射入水中，記下入射光線、入射點、折射光線的位置.再讓光線逆著折射光線方向射入，觀察光線是否逆著原入射光線方向射出.教師演示，學生觀察后師生共同分析得出結論：在折射時光路是可逆的.板書：光的折射規律：1.折射光線、入射光線、法線在同一平面上；2.折射光線和入射光線分居法線的兩側，且位于不同的兩種介質中；3.折射角隨入射角的改變而改變：入射角增大時，折射角也增大，入射角減小時，折射角也減小；4.光從空氣斜射入水或玻璃等透明物質中時，折射角小于入射角；光從水或玻璃等透明物質斜射入空氣中時，折射角大于入射角；5.光線垂直射入界面時，傳播方向不變，入射角為零度，折射角為零度，反射角也為零度.6.在折射現象中，光路是可逆的.教師用多媒體播放課件“光的反射和光的折射的異同點”，并講解.光的反射和光的折射的異同點（多媒體課件）例題1 如圖所示，一束光在空氣和玻璃兩種介質的界面上發生了反射和折射，請判斷： 是入射光線，玻璃在 (選填“AB面的左方”“AB面的右方”“CD面的上方”或“CD面的下方”).解析：（1）由圖可知，FOC=30，EOC=90-BOE=30，所以FOC=EOC，故CD為法線，入射光線為EO，反射光線為OF，折射光線為OG；（2）入射角為EOC，折射角為GOD，因為EOCGOD，以及當光從玻璃中斜射入空氣中時，折射角大于入射角，所以故AB的左側為玻璃.答案：EO；AB面的左方.【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.知識點3 應用折射規律解釋現象師 你們知道生活中有哪些現象是由于光的折射產生的？師引導學生總結回答.（同時用多媒體展示）1.光的折射產生的現象：（1）插入水中的筷子看起來變彎折了；（2）海市蜃樓；（3）彩虹；（4）在岸上看水中的魚在水中的位置變淺了；（5）游泳者從水中看岸上的樹變高了等.2.會應用光的折射規律及光路圖分析問題.我們以魚為例，水中的魚S點反射的光線由水中進入空氣時發生折射，折射光線遠離法線（折射角大于入射角），人逆著折射光線看去，好像是折射光線的反向延長線的交點S（虛像）發出的，這樣我們就看到了魚升高的虛像；同理可以解釋池水變淺的原因.從岸上看水里的物體，物體變淺了；從水中看岸上的物體，物體升高了，都是由于折射而看到的虛像.早晨，我們看到的太陽，其實是太陽升高的虛像，這是由于光從太陽射向地球時，在密度不均勻的大氣中發生了折射，光線傳播的路徑是彎曲的.例題2（山東濟寧中考）去年暑假，小夢陪著爺爺到湖里去叉魚.小夢將鋼叉向看到的魚方向投擲，總是叉不到魚.下列所示的四幅光路圖中，能正確說明叉不到魚的原因是（ ）解析：水中魚反射出的光，在水面處發生了折射，光由水斜射入空氣時發生折射，折射角大于入射角，人認為光是沿直線傳播的，所以逆著折射光線看上去，看到的A是變淺的魚的虛像.所以有經驗的漁民應該用魚叉瞄準看到魚的下方位置，才能將魚叉到；如圖所示：由此可知，A、C選項光的傳播方向錯誤，B選項，折射角等于入射角，錯誤，只有D選項正確.答案：D.【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.【課堂小結】這一節課我們學習了光的折射，我們首先認識了光的折射現象，然后我們通過實驗小結得出了光的折射規律.我們認識的光的折射現象都要遵守光的折射規律，在光的折射中，同光的反射一樣，光路也是可逆的.同學們，其實光的折射現象在我們的生活中有很多，例如：夏天海面附近的溫度比高空低，空氣由于熱脹冷縮，上層的空氣就比海面附近的空氣稀疏，遠處物體反射的太陽光，在射向空氣的過程中發生折射，逐漸向地面彎曲，進入觀察者眼中，逆著光線望去，就覺得像海面上空的物體射來的一樣.這就是美麗的海市蜃樓現象.希望各位同學努力學習，改造自然，將我們生活的環境變得更加美麗！【課后作業】完成練習冊中本課時對應課后作業部分練習.1.與光的直線傳播和光的反射相比，學生對光的折射的生活積累和感性認識要少得多，“叉魚”“看彩虹”不要說是城鎮學生，連鄉村學生見過的也不多，“折射斷筷”在小學看見老師做過，“海市蜃樓”少數學生從一些媒體上有所耳聞，因此在折射現象的呈現環節必須充分、直觀，以引發學生的疑惑，激發探究的欲望.2.由于學生學習物理的時間不長，動手實驗有一定的模仿性，在這一階段需做必要的演示.有光的反射探究的經驗，只要引導學生處理好光路的可視化問題，折射規律的探究操作就不困難了；由于學生的視角遠不同于老師，在實驗歸納環節可能會糾纏于某些枝節或偏重于某一方面得不出完整的結論，所以在這里采用了類比法，以光的反射規律為比照來歸納光的折射規律，同時用多媒體展示臺加強交流和評估，力爭讓所有學生都能獲得正確完整的實驗方案和結論，以利于規律運用環節的教學和后續學習.3.光折射的可逆性探究是本節的難點之一，學生對可逆的概念理解不到位，會影響實驗的設計和操作.實驗既要探究可逆性，又要促進學生對可逆性的理解，有必要引導學生用兩點定線法標注折射光線和入射光線，引導學生找到合適的位置逆向入射.改變角度反復做幾次，這樣可以實現實驗的雙重目的，又不必花費大量的時間，分散學生的注意力