初中物理人教版（2024）八年级上册光的折射教案

这是一份初中物理人教版（2024）八年级上册光的折射教案，共13页。教案主要包含了演示或播放视频并提问，提出问题，猜想与假设，实验器材，设计并进行实验，收集证据，分析论证，播放视频等内容，欢迎下载使用。
年级
八年级
授课时间
课题
4.4 光的折射
教学
目标
1. 了解光的折射现象。
2. 知道光在发生折射时，光路是可逆的。
3. 能够利用所学知识解释生活中的折射现象。
教材
分析
光的折射是生活中很常见的光学现象，在本节之前，学生已经对光现象有了一定的认识。在教学过程中可以稍作铺垫就直奔主题，带领学生探究光折射的相关规律，并在得出规律后进一步深入讲解光的折射特点的广泛应用。
本节的教学要以物理实验为基础，让学生在观察现象的过程中发现问题、提出问题并开展探究、解决问题。
学情
分析
本节知识是在学生学完“光在同一种均匀介质中沿直线传播”后所学的又一节光学内容，学生对光的传播已有一个思维定势，所以本节知识既要对上一节知识进行延续突变，通过实验探究可以让学生更清楚更明白光的又一传播规律——折射。八年级的学生在前面已经学习了几个物理探究实验，了解科学探究的一般流程；在光的直线传播和光的反射自学习中具备有一定的光学作图能力，但对科学探究方案的科学制定、动手操作存在一定的难度，对几何光路可能会存在不规范现象，课堂上要密切观察学情采取有效措施，关注课堂，关注学生。
教学重点
光的折射规律及其解释有关现象。
教学难点
用光的折射规律解释光的折射现象。
教学
器材
激光笔、水槽（水）、光屏、碗、筷子、硬币、玻璃砖、光的折射演示器等。
多媒体ppt，包含视频：《探究光折射时的规律》、《海市蜃楼》、《神奇的硬币》等。
教学过程
教师活动
学生活动
导入新课
【演示或播放视频并提问】
在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下，当低至某一个观察位置时，就无法看到硬币了。但如果你慢慢往碗中倒水，在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了。这是为什么呢?

观看视频或演示实验，激发兴趣，进入情景。
学习新课 一、光的折射
1. 光的折射概念
【提出问题】光在同种均匀介质中沿直线传播，如果光从一种介质进入另一种介质中，会怎么传播呢？
（1）光的折射现象
实验情景：如图所示，是让一束光从空气斜射入水中的情景。在水中滴几滴牛奶来显示光路。
情景描述：这束光在分界面上分成两部分，一部分光被界面反射回空气，还有一部分光射入水中，并且发生了偏折。
（2）光的折射概念
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫作光的折射。
一般情况下，一种介质为空气，另一种介质为水或玻璃。注意要斜射入。
（3）描述折射现象的几个概念
①入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO；
②折射光线：进入另一种介质的光线OB；
③法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN′；
④入射角：入射光线与法线的夹角α；
⑤折射角：折射光线与法线的夹角β.
（4）理解光的折射现象
①当光从一种介质斜射入另一种介质中时，在两种介质的分界面上，光线的传播方向一般要发生改变。其中一部分光线发生反射，同时还有一部分光线进人另一种介质中而发生折射。
②光的折射是在两种介质的分界面处发生的。因为光是在两种介质中传播的，所以传播的速度各不相同。

③当同种介质不均匀时，光的传播方向也会发生改变，即会发生折射。
2. 探究光折射时的特点
【提出问题】
清澈见底、 看起来不过齐腰深的池水， 不会游泳的人千万不要贸然下去， 因为它的实际深度会超过你看到的深度。 这是因为光从水斜射入空气中发生折射的缘故。
那么当光从一种介质进入另一种介质中时， 光的传播方向如何偏折？ 折射光线、入射光线的位置有什么关系？ 折射角跟入射角大小是什么关系?
【猜想与假设】
请跟小组同学讨论， 说说你们的猜想。你的猜想是：
①当光从一种介质进入另一种介质中时，可能会向法线偏折（或远离法线）。
②折射光线、入射光线位于法线两侧（或同侧）。
③折射角可能等于（或大于/小于）入射角。
【实验器材】激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘（标有角度）。
【设计并进行实验】
①如图所示，让一束光从空气以不同的角度射入玻璃砖中，观察光束在空气和玻璃砖中的径迹，并比较折射角和入射角的大小，将数据记入表格中。
②让激光笔发出的一束光从玻璃斜射入空气中，重复上述实验。
③让激光笔发出的一束光从空气垂直射入玻璃中（或从玻璃垂直射到空气中），观察光的传播路线。

④如图所示，让光从空气斜射入半圆形玻璃砖，同时逆着折射光射入另一束光，观察两束光在空气中的传播途径。
【收集证据】实验数据记录表格：
实验次数
介质
入射角
折射角
1
光从空气斜射入玻璃
2
光从空气斜射入玻璃
3
光从空气斜射入玻璃
4
光从空气垂直入玻璃
【分析论证】
①当光从空气斜射入玻璃中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。
②当光从空气垂直射入玻璃中时，传播方向不变。
③光从玻璃斜射入空气中时，可以看到，进入空气中的折射光线就逆着原来入射光线的方向射出，就是说，在折射中光路也是可逆的。这时的折射角大于入射角。
综合以上分析，归纳出实验结论：
光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。
当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。
在折射现象中，光路可逆。
【播放视频】——《探究光折射的特点》
【例题1】一束光沿AO方向从空气斜射入水中，请在图中画出折射光线的大致方向。
【答案】见右图。
【解析】过入射点O作垂直于界面的法线，根据折射角小于入射角即可画出折射光线OC，靠拢法线。


【例题2】如图，一束光线从水中斜射到水面，请在图中画出此光线的反射光线和大致的折射光线。

【答案】见右图。
【解析】反射光线和入射光线位于法线两侧，反射角等于入射角，据此在水中作出反射光线；光从水中斜射入空气中时，折射光线和入射光线位于法线两侧，折射角大于入射角，据此在空气中作出折射光线，如图所示。
【例题3】如图是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了如下数据：
入射角
10°
30°
45°
60°
折射角
7.1°
20.7°
30°
37.8°
（1）实验中，光具盘除了能读出入射角和折射角大小外，还具有___________的作用；
（2）分析表格中的数据，得出结论（写出一条即可）：______；
（3）根据表格中的数据还可以判断：当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角______30°（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（4）当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时，其折射角是______。
【答案】（1）显示光路；（2）光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；（3）小于；（4）45。
【解析】（1）利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路实验中，光具盘除了能读出入射角和折射角大小外，还具有显示光路的作用。
（2）根据表中数据知，光从空气斜射入玻璃中，折射角总小于入射角，故能得出结论：光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。
（3）根据表格中的数据可知，当光线以45°的入射角从空气射向玻璃时，其折射角是30°；当入射角为35°时，入射角变小，折射角随之变小，所以折射角会小于30°。
（4）当光线以45°的入射角从空气射向玻璃时，折射角是30°。根据光路的可逆，当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时，其折射角是45°。
观察实验，分析现象，知道光的折射概念。
知道描述折射现象的几个名词，为下面的学习做铺垫。

根据老师所提问题进行猜想与假设，小组代表回答。
小组交流讨论，设计出实验方案并展示。
进行实验，观察实验现象，收集证据。
对实验证据进行分析论证，归纳出光折射的特点。
观察视频，进一步理解光折射的特点。
做例题并解析，会运用光折射的特点作折射光线、入射光线等。
做例题3并解析，巩固掌握光的折射特点，会通过分析实验过程，归纳结论。
学习新课 二、生活中的折射现象
1. 池底变浅
【提问】池底为什么看起来比实际浅呢（“潭清疑水浅”）？
【讲解】池底实际点A发出（反射）的光从水斜射向空气时发生折射，折射角大于入射角。人眼逆着折射光的方向看去，感觉光就好像由A′射出去的一样。A′就是我们看到的S的像，这点的位置比实际位置升高了，所以整个池底变浅。
2. 神奇的“硬币” （解释课堂引入时的小视频）
【提问】如图所示，起初茶碗看起来是空的，但当你慢慢往茶碗中倒水时，就会发现碗中原来还藏着一枚硬币。想一想，这是为什么？

【讲解】加水后，硬币的光从水中斜射入空气时，折射光线偏离法线，折射光进入了眼睛，眼睛看到的实际上是升高了的硬币的虚像。
3. 鱼在哪里？
【提问】怎样才能插到鱼？
【讲解】鱼从水中发出的光线，由水进入空气时发生折射，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，觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点，即鱼像发出来的，像比鱼位置高。所以，有经验的渔民在叉鱼时，要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。

4. 从水中看岸上物体
游泳运动员在水中看岸上的物体时会怎样呢？
如图所示，空气中的发光点M发出的光从空气斜射向入水时发生折射，折射角小于入射角。
人眼在水中逆着折射光的方向看去，感觉光就好像由M′射出去的一样。M′就是人眼看到的M的虚像，这点的位置比实际位置升高了。
5.“海市蜃楼”
【播放图片并提问】你见过海市蜃楼吗？海市蜃楼是怎样产生的吗？

【讲解】海市蜃楼的产生原因：
光在均匀的介质中沿直线传播，如果介质疏密不均，光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，但是在射向空气的过程中，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。
【播放视频】——《海市蜃楼》
6. 区别光的反射与折射现象
光的反射
光的折射
水中倒影
水中筷子折了
池水映明月
潭清疑水浅
平面镜成像
海市蜃楼
汽车后视镜
繁星闪烁
潜望镜
大漠孤烟直，长河落日圆
【例题4】如图是“池水清浅，擅入会溺”的班会主题，告诫学生不要擅自下水游泳。请在图中画出人眼看到池底A的大致光路图（A′是人眼看到的池底A的像）。
【答案】见下图.
【解析】人眼看物体以为光是沿直线传播的，连接BA′，得到折射光线，BA′与水面的交点O为入射点，连接AO得到入射光线，如图所示.
【例题5】如图是小华与父母到海边洗海水澡的情形。小华惊奇的发现，爸妈的腿在水中看起来变短了，能解释这种现象的光路图是（ ）
【答案】C。
【解析】人看到腿在水中“变短”是由于水中腿反射的光线由水中斜射进入空气时，在水面处发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，看到的是变浅的虚像，就会觉得腿在水中“变短”了，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。
与老师配合完成分析“潭清疑水浅”、神奇的“硬币”、叉鱼、“水中看岸上物体”等现象，知道其原因。
在上面老师讲解的基础上，自己通过画光路图，知道鱼的虚像及叉鱼技巧。

阅读课本第103页“海市蜃楼”，观看视频，知道海市蜃楼的成因。
区别日常生活中光的反射与折射现象。
做例题4并解析，会通过作图解释光的折射现象。
作例题5，会运用光的折射特点解释有关现象。
课
堂
练
习
课
堂
练
习
1. 下列光现象中，由于光的折射形成的是（ ）

A．手影 B．筷子错位 C．水中倒影 D．小孔成像
【答案】B
【详解】A．由于光的直线传播，被物体挡住后，在物体后面就会呈现阴影区域，这就是影子，因此手影的形成说明光在同种均匀介质中沿直线传播的，故A不符合题意；
B．筷子在装有水的杯中发生错位，这是光从水中斜射入空气发生的折射现象，故B符合题意；
C．拱桥在水面的倒影，属于平面镜成像，是光的反射现象，故C不符合题意；
D．小孔成像是由光的直线传播形成的，故D不符合题意。
故选B。
2．小华用所学物理知识给同学们讲解防溺水常识，劝告同学们不要私自下水游泳，因为看起来很浅的水池实际会很深。图中A是水池底的一点，B为人眼看到的该点的位置，请帮洛洛画出造成此现象的光路图。

【答案】见右图。
【详解】池底反射的光线从水中斜射向空气时，在水面处发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，看到是池底变浅了的虚像；连接眼睛和B点与水面的交点即为折射点，连接折射点和A点即为入射光线，连接折射点和眼睛即为折射光线，如图所示。
3. 如图所示，是两束光在玻璃和空气中传播的光路，①和②是入射光线，③和④是折射光线。其中入射光线②与折射光线______是同一束光，界面的上方是______（选填“玻璃”或“空气”）。
【答案】③，空气。
【解析】根据光的折射定律的内容可知：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，当光线从空气射入玻璃时，折射角小于入射角；当光线从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角。由图可知，②和③是同一束光线，界面上方为空气。
4．诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置（如图所示），而是太阳光经过不均匀的大气层发生了_____所成的_____（选填“实”或“虚”） 像，太阳实际在图中_____（选填“甲”或“乙”）位置。
【答案】折射，虚，乙。
【解析】由于大气层位置越高空气越稀薄，太阳落山时，太阳发出的光线进入大气层时发生折射，折射角大于入射角，当折射光线进入人的眼睛时，逆着折射光线的方向能够看到太阳的虚像，像的位置比实际位置要高，此时，太阳的实际位置在图中的乙位置。
5．有一圆柱形敞口容器，从其左侧某上高度斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示。下列操作将使光斑向左移动的是（ ）

A．保持水面的高度和入射点不变，使激光的入射角增大
B．保持激光射入的角度不变，使水面上升
C．保持水面的高度不变，使激光笔向右平移
D．保持激光射入的角度不变，使水面下降
【答案】B.
【详解】A．保持水面高度和入射点不变，使激光的入射角增大，激光束远离法线，折射角随之变大，光斑会向右移动，故A不符题意；
BD．保持激光射入的角度不变，使水面上升，如图所示，入射点向左移动，则光斑向左移动；同理使水面下降，入射点向右移动，则光斑向右移动，故B符合题意，D不符合题意；C．保持水面高度不变，使激光笔向右平移，则入射光线和折射光线都向右平移，所以光斑右移，故C不符合题意。

故选B。
6 . 某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
（1）光从空气射入水中，入射点为O点，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验结果画在图丙中，其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而_______，且折射角_______（填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；当光从空气垂直射入水中时，折射角等于____度；
（2）图丙中当激光笔从水中沿3′方向射入O点，则折射光线将会与______ （选填“1”、“2”、“3”或“4”）重合，说明折射时光路是_______的。
【答案】（1）增大，小于，0；（2）3，可逆。
【详解】（1）由图丙可知，当入射角逐渐减小，则折射角逐渐减小，入射角增大时，折射角也随着增大，即当光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小，且折射角小于入射角。
当光从空气垂直射到水面时，传播方向不变，此时入射角等于0度，折射角等于0度。
（2）图丙中当激光笔从水中沿3′方向射入O点，则折射光线将会与3重合，说明折射时光路是可逆的。
板
书
设
计
第4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，传播方向发生偏折的现象，叫作光的折射．
2．光的折射特点
光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。
当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。
在折射现象中，光路可逆。
3．生活中的折射现象
池水变浅．筷子变弯、硬币升高、海市蜃楼等。
课
堂
小
结
第4节 光的折射
作
业