物理人教版第4节 光的折射教案

主备人

学科

物理

时间

课题

第四章 光现象  第4节 光的折射

教

学

目

标

知识与技能

1．了解光的折射现象。

2．了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律。

3．了解光在发生折射时，光路的可逆性。

4．知道光的折射在生活中的一些实例。

过程与方法

1．通过观察，认识光的折射现象。

2. 经历光的折射规律的探究过程，记录实验数据的方法。

3．体验由折射引起的错觉，在实验中养成实事求是的科学态度。

培养学生运用物理知识分析实际问题的能力。

情感态度与价值观

1．体验由折射引起的错觉，对学生进行安全教育，增强安全意识。

2．逐步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的感觉。

教学重点

1．知道光的折射规律

2．解释简单的折射现象

教学难点

1．了解光在发生折射时，光路的可逆性。

2．利用光折射定律解释生活中的有关现象。

教具准备

激光笔、水槽、光屏、碗、筷子、硬币、适量水、玻璃砖、光的折射演示装置。

教学方法

实验探究法，归纳法，对比法，讲授法、合作学习。

导

入

新

课

唐代诗人储光羲著名的《钓鱼湾》：

为什么潭清疑水浅？

清澈见底，看起来不深的水，不会游泳的话不要贸然跳下去洗澡，下去之后可能比你看到的要深得多。

这是什么原因造成的呢？为何池水看起来比实际的浅呢？

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新课学习

一、光的折射

复习：光的直线传播的条件？在同种均匀介质中。

问题：如果光从一种介质进入另一种介质中，会怎么传播呢？

观察：让一束光线从空气中斜射入水中，学生可观察到进入水中的光线在界面处改变了传播方向，这种现象叫光的折射。

1．定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射。

如果垂直入射呢？可以看到垂直入射时，光的传播方向没有发生偏折。 

2．基本概念：

和光的反射一样，光的折射现象中，也有“一点”、“三线”、“两角”

如图所示：（1）一点：点O为入射点(又为反射点、折射点)。

（2）三线：

入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO；

折射光线：折射光线：光进入另一种介质被折射后的光线OB；

法线：垂直于两介质分界面的直线 NM；

（3）两角：

入射角：入射光线与法线的夹角∠i；

折射角：折射光线与法线的夹角∠r

 我们已经学习了光的反射现象及光在反射时所遵循的规律—光的反射定律。那么。光的折射现象遵循什么规律呢？

二、光的折射规律

实验：探究光的折射规律

提出问题：光在折射时遵循什么规律？

实验器材∶激光笔、玻璃砖、折射实验装置、水

实验要求：

(1)认真观察光进入另一介质时，折射光线向什么方向偏折？与入射光线相比，折射光线是偏离还是靠近法线？

（2）比较折射角与入射角的大小；入射角增大（或减小）时，折射角如何变化？

（3）实验时,至少改变三次入射光线的方向，注意观察水中折射光线的方向的改变.

(4)让光垂直射向水面，折射光线还改变方向吗？此时入射角和折射角各是多少度？

探究1：光从空气斜射入水和玻璃中时：

光射入水中时的折射现象                   光射入玻璃砖中时的折射现象

实验现象：（1）光从空气中斜射入水或玻璃中时，传播方向发生改变，水中的光线向法线靠拢。

（2）入射光线靠近（或远离）法线，折射光线也靠近（或远离）法线。且折射角总是小于入射角。

探究2：光从水或玻璃中斜射入空气中时：

光从玻璃中斜射入空气中时               光从水中斜射入空气中时

实验现象：（1）光从水或玻璃中斜射入空气中时，传播方向发生改变，折射光线远离法线。

（2）入射光线靠拢（或远离）法线，折射光线 也靠（或远离）法线。且折射角总是大于入射角。

探究3：当光从空气垂直射入水中或其他介质时，传播方向不变（入射角、反射角、折射角均为0）。

结论：当光从空气垂直射入水或其他介质时，传播方向不改变。

光从空气中垂直射入水中时

探究4：光的折射的可逆性

提出问题：光反射时的光路是可逆的，光的折射时光路也是可逆的吗？

让光从空气斜射半圆形玻璃砖，如图。同时逆着折射光射入另一束光，观察光在空气中的传播途径。

现象：观察到光从玻璃中射入空气中的光，逆着原入射光线方向射出。

结论：光在折射时的光路是可逆的。

经分析与论证。得到光的折射规律：

（1）折射光线与入射光线、法线在同一平面上；（三线一面）

（2）折射光线和入射光线分居法线两侧；（两线分居）

（3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角；

（4）入射角增大时，折射角也随着增大；
（5）当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。

（6）在光的折射现象中光路是可逆的。

三、生活中的折射现象

1.潭清疑水浅

池水为什么看起来比实际浅呢？

S点反射的光射向水面，发生折射，光由水射向空气时，折射角大于入射角，折射光线向界面偏折。人眼逆着折射光的方向看去，感觉光就是由S′射出去的一样。S′就是S的像，我们看到的是池底的像，感觉这点的位置升高了。

那么在生活中，我们就要注意池水看起来很浅，实则不浅，注意安全。

2.筷子变弯

放入水中的筷子看上去为什么向上偏折？

从筷子S点射向空气的光线,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,眼晴逆着折射光线看去,觉得好像是从S′射来的，眼睛看到的是S点的虚像S′, S′在S的上方，水中的筷子每个点的虚像都比实际偏高，所以看起来筷子变弯了。

3.鱼在哪里？

怎样才能叉到鱼？

人看到水中的鱼，是鱼的虚像，位置比鱼的实际位置偏高。 

原来鱼从水中发出的光线，由水进入空气时，会在水面发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线好像是从它们的反向延长线的交点鱼像发出来的，虚像比鱼位置高。所以要用鱼叉去叉看到的“鱼”的下方。

想想议议：硬币升高了

在图中。起初茶碗看起来是空的，但当你慢慢往茶碗里倒水时，就会发现碗中原来还藏着一枚硬币。想一想，这是为什么？尝试在家里表演这个小魔术，并向其他人解释。

分析：从硬币S点射向空气的光线,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,眼晴逆着折射光线看去,觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′射来的，眼睛看到的是S点的虚像S′， S′在S的上方，所以看起来硬币升高。

海市蜃楼

你见过海市蜃楼吗？你知道海市蜃楼是怎样产生的吗？

海市蜃楼是怎样产生的？我们已经知道，光是沿直线传播的，其实严格地说，光只是在均匀的介质中才沿直线传播，如果介质疏密不均，光线就不会沿直线传播而会发生折射。海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天海面上。

解释它的成因：“海市蜃楼”是由光的折射现象形成的，多发于夏天的海面或沙漠。远处物体发出的光本来到达不了我们的眼睛，在射向空气的的过程中，由于海面或沙漠附近的空气疏密不均匀，而发生折射，逐渐向地面弯曲，进入观察者的眼睛。观察者逆着光线看去，就看见了远处的“物体”形成美丽的海市蜃楼现象。

课堂小结

课堂练习

1.（2020株洲市）2020年6月21日下午15：40，某同学观察到太阳出现了如右图所示现象，太阳被月亮遮挡住了一部分，您认为下列哪个原理可以最合理解释这一现象（　　）

A. 光的反射 B. 光的直线传播 C. 光的折射 D. 无法确定

【答案】B

【解析】出现如图所示的现象，太阳被月亮遮挡住了一部分，这是由于光的直线传播，挡住的部分没有光线，呈现一片黑，而边缘没有挡住，可以看到光。故选B。

2.（2020 湖北宜昌市）如图所示的光现象中，可用光的反射原理解释的是（  ）

A. 墙上手影“孔雀” B. 水中“折笔” C. 湖面“月影” D. 树荫下“光斑”

【答案】C

【解析】A图中墙上“孔雀”是手的影子，是光沿直线传播形成的，故不符合题意；B图中水中“折笔”是光的折射现象，故不符合题意；C图中湖面的“月影”是平面镜成像，水面相当于平面镜，是光的反射现象，故符合题意；D图中树荫下的“光斑”，是光沿直线传播的小孔成像，故不符合题意，故选C．

3.（2020随州市）2020年6月21日，我国多地观测到了日环食的天文奇观。以下现象中与形成日环食的“光学”成因相同的是（　　）

A. 水中的倒影 B. 树荫下的光斑

C. 雨后的彩虹 D. 海市蜃楼的奇景

【答案】B

【解析】日环食形成的原因是光的直线传播；

A． 水中的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的现象，故A不合题意；

B． 树荫下的光斑是小孔成像，是光的直线传播形成的，故B符合题意；

C． 雨后的彩虹是光的色散现象，是光的折射形成的，故C不合题意；

D． 海市蜃楼，是光的折射现象，故D不合题意。故选D。
4.（2020湖北鄂州）以下描述中与光的直线传播现象有关的是（　　）

A. 形影相随 B. 海市蜃楼    C. 对镜贴花黄 D. 水中捞月一场空

【答案】A

【解析】形影相随指影子随着物体移动，是光的直线传播；海市蜃楼是由于光的折射现象；对镜贴花黄指人对着镜子梳妆打扮，水中捞月是平面镜成像，均是光的反射现象，A符合题意，BCD不符合题意。故选A。

5.（2020 牡丹江、鸡西地区朝鲜族学校）如图所示的光现象中，由于光的折射形成的是（      ）

A. 手影

B. 桥在水中“倒影”

C. 钢笔“错位”

D. 景物在凸面镜中成像

【答案】C

【解析】A．在墙上的 “手影”，是光的直线传播形成的，故A错误；

B．桥在水中形成“倒影”，是水面成像，属于光的反射现象，故B错误；

C．钢笔“错位”，属于光的折射现象，故C正确；

D．景物在凸面镜中成像，可以扩大视野，是凸面镜成像，属于光的反射现象，故D错误。

6.（2020吉林省）漫步湖边，看到水中的“鱼儿”，是由于光的______形成的______像。

【答案】    (1). 折射    (2). 虚

【解析】[1][2]漫步湖边，看到水中的“鱼儿”，是由于光从水中进入空气中发生了折射，而形成的鱼的虚像。

7.（2020湖北荆州）洪湖介于荆州的洪湖市和监利县之间，是中国第七、湖北第一大淡水湖。如图，小华和爷爷在洪湖划船观光时，惊喜地发现水面下有游动的鱼。“鱼”是光的______形成的虚像。桨划水时发出声音，这声音主要是由桨和水的______产生的，由______传入人耳。

【答案】    (1). 折射    (2). 振动    (3). 空气    

【解析】[1]水面上的人看到水面下有游动的鱼,是由光的折射形成的虚像。

[2]声音是由物体振动产生的，桨划水时发出声音主要是由桨和水的振动产生的。

[3]水面上的人听的声音是由空气传入人耳的。

8.（2020 黔东南州）如图所示，一束光线从空气射入水中，在空气和水的分界面上同时发生反射和折射。请在图中作出反射光线，并作出折射光线的大致方向。

【答案】

【解析】以入射光线与水面的交点为入射点，过入射点做法线，根据反射角等于入射角的规律在法线右侧的空气中作反射光线；根据光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角的规律在法线右侧的水中作折射光线，如图所示：

板

书

设

计

第四节 光的折射

1．光的折射

 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射．

2．光的折射规律

①折射光线与入射光线、法线在同一平面内．

②折射光线和入射光线分居法线两侧．

③折射角随着入射角的增大(减小)而增大(减小)．

④当光从空气斜射人其他透明介质时，入射角大于折射角；当光从其他透明介质斜射人空气时，入射角小于折射角．（空气中的角较其它介质中的角大）    

⑤当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变．[来源:学,科,网]

⑥在折射时光路是可逆的．

3．解释现象 ：池水变浅．筷子变弯、硬币升高、海市蜃楼等。

布

置

作

业

【必做题】　

教材第84 页动手动脑学物理的1、2、3题.。

【选做题】　

教材第84动手动脑学物理的4题.

课

后

反

思

本节课以生活中的一些光的折射现象的例子引入新课，然后开始讲光的折射现象的概念、物理名词、折射规律，以生活现象为基础，给学生提供了充分的有关光的折射现象的感性认识，拉近了物理学习与生活的距离。最后用画图的方式解释课前提出的折射现象的例子，再让学生做几道题巩固这节课所学的东西，本课最大的不足是由于时间关系没有引导学生做实验

本节实验较多，做好实验，是学生理解规律，突破难点的关键。要注意让学生能观察到明显的现象，以加深对折射现象的印象和激发学生学习兴趣。开始引入课题的实验器材，要用碗不宜用杯子，避免解释的麻烦。为提高学生学习兴趣和培养观察、分析、归纳能力，做每个实验前要提醒学生观察什么。实验完，教师不要急于讲解，先引导学生自己分析、归纳，然后教师再补充、小结。当然应注意控制好时间，不要影响教学内容的完成。

运用折射规律解释现象，学生会有一定困难。教师应注意示范引导，边画光路图边分析解释。应强调：人眼看到物体是该物体射出的光进入人眼，而且人眼的生理功能只能感觉光是沿直线进入人眼的。光的折射是重要的光学现象,是理解透镜成像的基础,同时又是解释日常生活中许多光现象的基础.所以本节是本单元教学的重点.