教科版八年级上册4 光的折射教学设计

4.光的折射

【教学目标】

一、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.

二、过程与方法

1.通过观察，认识折射现象.

2.经历光的折射规律的探究过程，学习描述光路，记录实验数据的方法.

三、情感态度与价值观

初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象热爱的情感.

【教学重点】知道光的折射规律.

【教学难点】解释简单的折射现象.

【教具准备】

演示用：激光光源、光的折射演示装置、水槽、多媒体课件.

学生用：碗、筷子、茶杯、硬币、适量的水.

【教学课时】1课时

【新课引入】

教师引导学生做两个实验，激发学生的学习兴趣.

学生实验1：在碗中盛满水，把筷子斜插到碗的底部，从侧面斜视水面，会发现水中的筷子看上去好像向上弯折了.

学生实验2：在空的茶杯里放一枚硬币，移动杯子，使眼睛刚刚看不到硬币，保持眼睛和杯子的位置不变，慢慢地向杯里倒水，随着水面的升高，观察者看到了硬币，还会发现硬币升高了.

师上述实验中，同学们看到了水中“弯折”的筷子和“升高”的硬币，是由于光在水和空气的界面上发生了一种光现象，这就是本节要学习的“光的折射”.

【进行新课】

一、光的折射现象

师我们已经学习了光的直线传播现象、反射现象，以及光在反射时所遵循的规律——光的反射定律.这些现象都是光在同种均匀介质中传播的现象.那么光从一种介质斜射入另一种介质时又将如何传播呢？

生1：传播方向不改变，仍沿直线传播.

生2：传播方向要发生改变.

师上面问题的回答谁对谁错呢？下面我们用实验来验证一下.

教师利用演示实验让学生观察光的折射现象.实验装置如图所示，其中圆形白色屏E（可用2cm厚木板刷上白油漆制成）边缘标有均匀刻度，中间开有长方形口，恰好将长方形玻璃容器放进去，容器中装适量的水，并在水中插有可转动的白色屏F（树脂板或塑料板），白色屏E和F可显示光束传播的路径.白色屏E周围上有一可移动的激光光源S（可用激光棒）.

演示1：使E、F在同一平面上，让光从空气斜射向水面.

现象：光从空气斜射入水中，在空气中发生反射，同时在水面处改变方向进入水中，并向法线偏折.

师生共同分析得出结论；

归纳：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射.

二、光的折射规律

1.有关折射的几个专用名词

教师把刚才的光的折射现象在黑板上画出它的光路图.从图中介绍，什么是折射光线和折射角.为了防止学生把折射光线与界面的夹角误认为折射角，所以，要特别指出，折射角是折射光线与法线的夹角.

2.光的折射规律

演示2：使E、F在同一平面上，让光从空气斜射向水面，改变入射角，再做两次.

演示过程要让学生观察两点：

（1）光从空气射入水中，入折角和折射角哪个大？

（2）随着入射角的增大（减小）折射角将如何改变？

现象：

（1）光从空气斜射入水中，折射角小于入射角.

（2）折射角随着入射角的增大（减小）而增大（减小）.

演示3：把白色屏F分别向前、向后折（使E、F不在同一平面上），让光以某一角度射向水面.

师大家能否看到水中的光线？

生：看不见.

师生共同分析得出结论：

1.折射光线、入射光线、法线位于同一平面内.

2.折射光线、入射光线位于法线的两侧.

演示4：让光垂直射向水面.

师大家观察一下进入水中的光线沿什么方向前进？

生：光沿直线传播，传播方向不变.

师生共同分析得出结论：当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变.

师当光线垂直射向介质表面时，入射角和折射角各是多少度？

生：当光线垂直射向介质表面时，入射角为0°，折射角也为0°.

师如果让光线逆着折射光线的方向从水或其他介质射入空气中，光线是否沿原入射光线射出呢？

演示5：

（1）先让光由空气射入水中，记下入射光线、入射点、折射光线的位置.

（2）再让光线逆着折射光线方向射入，观察光线是否逆着原入射光线方向射出.

教师演示，学生观察后师生共同分析得出结论：

在折射时光路是可逆的.

归纳：

1.三线共面：折射光线、入射光线、法线在同一平面上；

2.两线分居：折射光线和入射光线分居法线的两侧，且位于不同的两种介质中；

3.两角关系：

（1）光从空气斜射入水或玻璃等透明物质中时，折射光线向法线方向偏折，即折射角小于入射角；

（2）光从水或玻璃等透明物质斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，即折射角大于入射角；

（3）折射角随入射角的改变而改变：入射角增大时，折射角也增大，入射角减小时，折射角也减小；

（4）光线垂直射入界面时，传播方向不变，入射角为零度，折射角为零度，反射角也为零度.

（5）在折射现象中，光路是可逆的.

教师用多媒体播放课件“光的反射和光的折射的异同点”，并讲解.

例题（多媒体展示）如图所示各光路图能反映光从玻璃斜射入空气中的是（   ）

解析：

按照光的折射规律判断.当光从空气中斜射入玻璃中，折射角小于入射角，由此可判断A项错误、D项正确.当光线从玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角，由此判断B项错误、C项正确，而本题是光从玻璃斜射入空气中，故正确答案是C.

答案：C

课堂演练

完成练习册中本课时对应课堂作业部分.

【教师结束语】

这一课我们学习了光的折射，我们一起来回顾学习了哪些新知识.我们首先认识了光的折射现象，光从一种介质斜射向另一种介质时，其传播方向一般会发生变化，这种现象就叫光的折射.然后我们通过实验总结出了光的折射规律.我们认识的光的折射现象都要遵守光的折射规律，在光的折射中，同反射一样，光路也是可逆的.

课后作业

完成练习册中课后习题，并预习下一节 完成练习册中课前预习部分.

1.由于学生学习物理的时间不长，动手实验有一定的模仿性，在这一阶段需做必要的演示.有光的反射探究的经验，只要引导学生处理好光路的可视化问题，折射规律的探究操作就不困难了；由于学生的视角远不同于老师，在实验归纳环节可能会纠缠于某些枝节或偏重于某一方面得不出完整的结论，所以在这里采用了类比法，以光的反射为比照来归纳光的折射规律，同时用多媒体展示台加强交流和评估，力争让所有学生都能获得正确完整的实验方案和结论，以利于规律运用环节的教学和后续学习.

2.光折射的可逆性探究是本节的难点之一，学生对可逆的概念理解不到位，逆向思维能力有待培养，影响实验的设计和操作，实验既要探究可逆性，又要促进学生对可逆性的理解，有必要引导学生用两点定线法标注折射光线和入射光线，引导学生找到合适的位置逆向入射.改变角度反复做几次，这样可以实现实验的双重目的，又不必花费大量的时间，分散学生的注意力.