高中物理：4.1《光的折射定律》教案(鲁科版选修3-4)
【2019-2020】高中物理第四章光的折射第1节光的折射定律教学案教科版选修3_4
教学资料参考范本【2019-2020】高中物理第四章光的折射第1节光的折射定律教学案教科版选修3_4撰写人：__________________部门：__________________时间：__________________对应学生用书P49[自读教材·抓基础]1．光的反射光射到两种介质的分界面时，一部分光仍回到原来的介质里继续传播的现象。
2．光的折射现象(1)光的折射：图4－1－1如图4－1－1所示，当光线入射到两种介质的分界面上时，一部分光被反射回原来的介质，即反射光线OB。
另一部分光进入第二种介质继续传播的现象，即光线OC，叫做光的折射，光线OC称为折射光线。
折射光线与法线的夹角称为折射角r。
(2)入射角与折射角：在如图4－1－2所示光路中：图4－1－2①MN表示界面，PQ表示法线。
②AO表示入射光线，OB表示折射光线。
③∠3表示入射角，∠1表示折射角。
(3)折射定律：入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线与折射光线分别位于法线的两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比是一个常数，即＝n，n为比例常数。
[跟随名师·解疑难]1．对折射定律的理解(1)“同面内”：“折射光线与入射光线、法线在同一平面内”，这句话大体上说明了三线的空间位置：折射光线在入射光线与法线决定的平面内，即三线共面。
(2)“线两旁”：“折射光线与入射光线分居在法线两侧”，这句话把折射光线的位置又作了进一步的确定，使得折射光线的“自由度”越来越小。
(i>0)(3)“正比例”：“入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一常数”，即＝n，折射角r随入射角i的变化而变化，入射角i的正弦与折射角r的正弦之比是定值，当入射光线的位置、方向确定下来时，折射光线的位置、方向就确定了。
所以，光的折射定律是光从一种介质射向另一种介质中时，在传播过程中遵循的必然规律。
2．光线偏折的方向(1)如果光线从折射率(n1)小的介质射向折射率(n2)大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大(减小)，折射角也会增大(减小)。
1.光的折射定律-教科版选修3-4教案
光的折射定律-教科版选修3-4教案一、概述本教案以教科版选修3-4为基础，针对光的折射定律进行教学设计。
通过本文的学习，可以了解光的折射和反射的基本原理，掌握光的折射定律的推导方法和应用，提高学生的实验操作能力和科学思维能力。
二、知识点1.光线定义2.光的折射和反射3.折射角和入射角之间的关系4.光的折射定律的推导5.光的折射定律的应用三、教学目标1.知道光的折射和反射的概念和基本原理；2.掌握光的折射定律的推导方法和应用；3.认识到光的折射定律在生活中的实际应用；4.提高实验操作能力和科学思维能力。
四、教学内容和步骤1. 光的折射和反射1.1 前置知识光线，光的直线传播。
1.2 师生互动引导学生了解光的折射和反射的现象和基本原理。
1.3 实验演示通过实验演示，展示光的反射和折射的过程，让学生观察和思考。
2. 折射角和入射角之间的关系2.1 前置知识平面镜和反射角定义。
2.2 师生互动通过交互式讨论，让学生了解光线的入射角、反射角和折射角的概念和关系。
3. 光的折射定律的推导3.1 前置知识空气和玻璃的折射率的定义。
3.2 实验演示通过实验演示，证实光线在过渡介质中的折射规律。
3.3 数学推导根据光的直线传播和折射规律，推导得出光的折射定律。
4. 光的折射定律的应用4.1 前置知识菲涅尔透镜。
4.2 实践操作通过实践操作，应用光的折射定律，制作菲涅尔透镜，展示其在凸透镜上的作用。
五、教材参照光的折射定律-教科版选修3-4。
六、教学反思本教案的设计以任务为导向，注重实践操作和思维启发。
同时，引导学生不断思考光的折射和反射的现象和规律，促进科学思维的发展。
在教学过程中，要注重个性化教学，适时引导学生自主探索，提高学习兴趣和积极性。
2020高考物理第3讲光的折射全反射教案鲁科版选修3_4
第3讲 光的折射 全反射知识排查光的折射定律 折射率图11.折射现象光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图1所示。
2.折射定律(1)折射角与入射角的定量关系：入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数。
(2)表达式：sin isin r ＝n 。
3.折射率(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i 的正弦与折射角r 的正弦的比值n ，叫做这种介质的折射率。
(2)物理意义：折射率n 反映介质的光学特性，不能说n 与sin i 成正比，与sin r 成反比，n 由介质本身的光学性质和光的频率决定。
全反射 光导纤维1.光密介质与光疏介质2.(1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到一定程度时，折射光线完全消失，全部光线都被反射回光密介质内的现象。
(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质。
②入射角大于等于临界角。
(3)临界角：折射角等于90°时的入射角。
若光从光密介质(折射率为n )射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C ，由n ＝sin 90°sin C ，得sin C ＝1n 。
介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。
3.光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射(如图2)。
图2 小题速练1.(多选)一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图3所示。
下列说法中正确的是( )图3A.此介质的折射率等于1.5B.此介质的折射率等于 2C.当光线从介质射向真空中时，入射角大于45°时可发生全反射现象D.当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象E.光进入介质时波长变短 答案 BCE2.(多选)一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为该玻璃砖截面的圆心，下图中能正确描述其光路的是( )答案 ACE3.(多选)如图4所示，两束不同频率的平行单色光a 、b 从水射入空气(空气折射率为1)发生如图所示的折射现象(α<β)，下列说法正确的是( )图4A.随着a 、b 入射角度的逐渐增加，a 先发生全反射B.水对a 的折射率比水对b 的折射率小C.在水中的传播速度v a >v bD.在空气中的传播速度v a >v bE.当a 、b 入射角为0°时，光线不偏折，但仍然发生折射现象解析 由于α<β，所以折射率n a 小于n b ，由于n ＝c v知，在水中的传播速度v a ＞v b ，由sin C ＝1n知，随着a 、b 入射角的逐渐增大，b 先发生全反射，a 、b 在空气中的传播速度都是c ，故A 、D 错误，B 、C 正确；当a 、b 入射角为0°时，光线虽然不偏折，但仍然发生折射现象，故E 正确。
鲁科版选修3-4 第4章 第1讲 光的折射定律
B．根据ssiinn θθ12＝n 可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比
C．根据 n＝vc可知，介质的折射率与光在该介质中的光速成反比
D．同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与波长成反比
第1讲 光的折射定律
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解预析习导介学质的折射率是一个反映介质光学性质的物梳理理量·识，记由·点介拨质 本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故选项A、B 均错； 由于真空中的光速是个定值，故n与v成反比是正确的，这也说明 折射率与光在该介质中的光速是有联系的，选项C正确； 由于v＝λf，当f一定时，v与λ成正比，又n与v成反比，故n与λ也成 反比，选项D正确． 答案 CD
2．色散现象
红光的传播速度最 大，折射率最 小 ；紫光的传播速度最小 ，
折射率最 大 .
第1讲 光的折射定律
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预习导学
一、对折射率的理解
梳理·识记·点拨
1．折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，其大小由 介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无 关．
第1讲 光的折射定律
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2预．习“导相学对折射率”与“绝对折射率”
第1讲 光的折射定律
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预习导学
梳理·识记·点拨
3.实验步骤：(1)如图1所示，将白纸用图钉钉在方木板上．
(2)在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)，
过aa′上的一点
O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO
作为入射光线． 图1
(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，
画出玻璃砖的另一边bb′.
第1讲 光的折射定律
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预习导学
梳理·识记·点拨
(4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察
鲁科版选修3-4 4.1 光的折射 学案
第1节光的折射学案学习目标：1.理解光的折射定律，并能用来解释和计算有关的问题．2．理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系．3．掌握测定玻璃折射率的实验，会解决与实验相关的问题．根底知识：一、折射角与入射角的定量关系1．折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象．2．折射定律(1)内容：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．(2)表达式：sin θ1sin θ2＝n12.光路的特点：在光的折射现象中，光路是可逆的．二、折射率的意义1．定义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，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n表示．真空的折射率为1，空气的折射率近似为1.2．定义式：n＝sin θ1 sin θ23．物理意义折射率n是一个与介质有关的常数，是反映介质光学性质的物理量．4．用光速表示折射率n＝cv某种介质的折射率，等于光在真空中传播的速度c与光在这种介质中的传播速度v之比．特点：任何介质的折射率都大于1．三、测定介质的折射率1．实验原理用插针法确定光路，找出与入射光线相应的出射光线，就能在玻璃砖中画出对应的折射光线，从而可以测出一组对应的入射角和折射角，根据折射定律便可求出玻璃的折射率．2．实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针4枚、图钉(3～4枚)、量角器、直尺、铅笔．3．操作步骤(1)把白纸用图钉钉在木板上；(2)沿玻璃砖的一个面画一条线aa′作为界面，过aa′上一点O作垂直于aa′的直线NN′作为法线，过O点画一条入射光线AO，使入射角θ1适当大些．如下图；(3)在AO线上竖直地插两枚大头针P1、P2，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa′重合；(4)沿玻璃砖的另一侧面画一条直线bb′；(5)在玻璃砖的bb′一侧白纸上竖直地立一枚大头针P3，用眼睛观察调整视线，同时移动大头针P3的位置，使P3恰好能同时挡住玻璃砖aa′一侧所插的大头针P1、P2的像，此时把大头针P3插好；(6)在玻璃砖bb′一侧再竖直地插一枚大头针P4，使P4能挡住P3本身，同时也能挡住P1、P2的像；(7)记下P3、P4的位置，移去玻璃砖，拔去大头针，过P3、P4连一条直线BO′交bb′于O′点，连接OO′，OO′就是入射光线AO在玻璃砖内的折射光线，折射角为θ2；(8)用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的大小；(9)改变入射角θ1，重复上面的步骤再做三、四次，量出相应的入射角和折射角；(10)算出入射角不同时sin θ1sin θ2的值，求出几次实验中的平均值就是玻璃的折射率．重难点理解：一、折射定律的理解和应用1．光的方向光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化(斜射)，并非一定变化，当光垂直界面入射时，传播方向就不发生变化．2．光的传播速度光从一种介质进入另一种介质时，传播速度一定发生变化，当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，但也属于折射，光传播的速度发生变化．3．入射角与折射角的大小关系光从一种介质进入另一种介质时，折射角与入射角的大小关系不要一概而论，要视两种介质的折射率大小而定．当光从真空斜射入介质时，入射角大于折射角；当光从介质斜射入真空时，入射角小于折射角．二、对折射率的理解和计算1．关于正弦值当光由真空中射入某种介质中时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值之比是一个常数．2．关于常数n入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数，但不同介质具有不同的常数，说明常数反映着该介质的光学特性．3．光传播速度介质的折射率n跟光在其中的传播速率v有关，即n＝cv，由于光在真空中的传播速率c大于光在任何介质中的传播速率v，所以任何介质的折射率n，光从真空斜射入任何介质时，入射角均大于折射角；而光由介质斜射入真空时，入射角均小于折射角．4．决定因素介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量，它的大小只能由介质本身及光的性质共同决定，不随入射角、折射角的变化而变化．典例1、(多项选择)一束光从某种介质射入空气中时，入射角θ1＝30°，折射角θ2＝60°，折射光路如下图，那么以下说法正确的选项是()A．此介质折射率为3 3B．此介质折射率为 3C．将入射角改为60°，此介质折射率不变D．光在介质中的速度比在空气中大解析：选BC．由入射角、折射角及折射定律的含义知n＝sin θ2sin θ1＝3，A错误，B正确；折射率反映介质的光学性质，与入射角的大小无关，故C正确；由n＝cv知，D错误．典例2、如下图，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线局部)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO 的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，那么玻璃砖的折射率可表示为________．(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(填“偏大〞“偏小〞或“不变〞)．[解析](1)sin θ1＝l1BO，sin θ2＝l3CO，因此玻璃的折射率n＝sin θ1sin θ2＝l1BOl3CO＝l1l3，因此只需测量l1和l3即可．(2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为l1是不变的，即入射角不变，而l3减小，所以测量值n＝l1l3将偏大．[答案](1)l1和l3n＝l1l3(2)偏大稳固练习：1.关于光的折射现象，以下说法正确的选项是( )A.光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定发生变化D.介质的折射率越大，光在这种介质中传播速度越快2.关于折射现象，以下说法中正确的选项是( )C.折射角增大为原的2倍时，入射角也增大为原的2倍D.折射率越大的介质，光在其中传播的速度越小3.如果光以同一入射角从真空射入不同介质，那么折射率越大的介质( )A.折射角越大，表示这种介质对光线偏折作用越大B.折射角越大，表示这种介质对光线偏折作用越小C.折射角越小，表示这种介质对光线偏折作用越大D.折射角越小，表示这种介质对光线偏折作用越小4.在水中同一深度并排放着红、蓝、紫三种颜色的球，假设在水面正上方俯视这三个球，感觉最浅的是( )参考答案1.选B。
#物理：鲁科版 选修3-4 41 光的折射定律 (教案)
第一节光的折射定律三维教学目标1、知识与技能（1）掌握光的反射及反射定律；（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，使学生了解到光在两种介质界面上发生的现象(反射和折射)，观察反射光线、折射光线随入射角的变化而变化，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，实验的客观性与人的观察的主观性的矛盾应如何解决，人的直接观察与用仪器探测是有差别的，我们使用科学的态度看待用仪器探测的结果。
教学重点：光的折射定律、折射率。
折射率是反映介质光学性质的物理量，由介质来决定。
教学难点：光的折射定律和折射率的使用，通过问题的分析解决加深对折射率概念的理解，学会解决问题的方法。
教学方法：引导、探究教学用具：光的折射演示器，附件：接线板、火柴、烟雾发生器及烟雾源、半圆柱透明玻璃、直尺、计算器。
（一）引入初中已学过光的折射规律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居在法线的两侧；当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角。
初中学的光的折射规律只是定性地描述了光的折射现象，而我们今天要定量地进行研究：（二）新课教学演示：将光的激光演示仪接通电源，暂不打开开关，将烟雾发生器点燃置入光的折射演示器中，将半圆柱透明玻璃放入对应的位置，打开开关，将激光管点燃，让一束激光照在半圆柱透明玻璃的平面上，让光线垂直于平面过圆心入射(沿法线入射)，观察：折射情况，a．角度，b．明暗程度与入射光线进行对比。
然后改变入射角进行记录，再次观察能量改变的情况。
1、在两种介质的分界面上入射光线、反射光线、折射光线的能量分配随入射角的增大，反射光线的能量比例逐渐增加，而折射光线的能量比例逐渐减小。
2、经历了近1500年才得到完善的定律（1）历史发展：公元2世纪古希腊天文学家托勒密通过实验得到：A．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；B．折射光线和入射光线分居在法线的两侧；C．折射角正比于入射角。
高中物理 4.1 光的折射定律教案1 教科版选修3-4
第一节光的折射定律教学目标一、知识目标1.知道反射定律的确切含义，并能用来解释有关现象.2.知道反射现象中光路是可逆的，并能用来处理有关问题.3.知道平面镜成像特点及作图方法.4.理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题.5.知道折射光路是可逆的，并能用来处理有关的问题.6.知道折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有关的计算.二、能力目标1.会用反射定律解释有关现象和处理有关问题.2.会用折射定律计算有关的问题，能理解折射率与光速的关系，并能用来进行有关的计算.三、德育目标1.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教学，培养学生分析、推理能力.2.渗透物理研究和学习的科学态度教育.●教学重点光的折射定律.折射率概念.●教学难点光的折射定律和折射率的应用.●教学方法——比值法、乘积法、加减法、图象法等，为学生今后对实验数据的处理打开思路.最后通过例题练习巩固所学内容.●教学过程一、引入新课我们已经知道了，光在同一均匀介质中是沿着直线传播的，那么，当介质不均匀或当光从一种介质进入另一种介质中时，会发生什么现象呢？［学生］反射，折射［教师］对，这一节课，我们先简要地复习光的反射，再深入地研究光的折射现象.二、新课教学（一）光的反射现象反射定律1.介绍光学演示仪，指明观察对象——光在从一种介质（空气）进入另一种介质（玻璃）时发生的现象（半圆柱玻璃砖直面柱心正对入射光）2.演示：光在到达空气和玻璃的交界面处时，一部分光被反射回空气中，另一部分光进入玻璃继续传播，但传播方向发生了改变.3.学生边观察边回忆反射定律：转动光具盘以改变入射角，让前排学生读出几组入射角和反射角数据.两者相等.同时提醒学生注意.光具盘面是竖直的，在这个面上同时能看到反射光线和入射光线.说明两线共面，又因为法线也在这个面内.故三线共面.4.归纳反射定律：三线共面两角相等.（二）平面镜成像及作图1.让学生回忆平面镜成像的特点：正立、等大、异侧、虚像、对称.2.教师简述平面镜成像原理、作图方法并予以示X.a.平面镜成像原理：如图19—9，光点S入射到平面镜的光线，其反射光线的反向延长线的交点即为S的像，人眼根据光沿直线传播的经验，感觉反射光都是从S′发出的.b.平面镜成像作图.图19—9讲：两条光线即可确定像点的位置.所以无需多画.步骤是：（1）由对称性确定像点的位置；（2）任意画两条入射光线；（3）过像点作出对应的两条反射光线；（4）若是作物体AB 的成像光路图，则只需作出A、B点的成像光路图.连接A、B点即可.（三）光的折射折射定律1.实验观察变为看折射光和入射光的相对位置及折射角和入射角关系的观察：a.让学生观察折射光.入射光及界面的法线也是共面的.b.光从空气进入玻璃时，入射角增大.折射角也增大，但入射角始终大于折射角.2.定量测量5组数据，仿照课本列出原始数据表（可让前排的学生读取数据.但要先明确法线）3.分析测量数据：（建议入射角分别取10°,20°,30°,40°,50°）［教师］［故意自言自语地］入射角增大，折射角也增大，两者的差是不是定值呢？（有学生开始计算）［学生甲］不是，差值是越来越大的.［师］是不是有规律地增大，比如入射角增大10°，折射角一定增大某一个数值？［生］不是，前两组差不多，后两组又不同了.［师］那么，会不会两角的比值不变呢，大家算算看.（学生计算，有学生算了两组数据说好像是相等的）［师］能不能从两组数据下结论？［生］不能.［师］对，那样太轻率了点.把5组数据都算出来看看.［学生继续计算.发现比值也是不相等的］［师］看来我们碰到麻烦了，如果让你来猜的话，你还能猜想它们之间可能是什么关系？［生沉默］［师］其实不是你们不够聪明，实在是因为入射角和折射角之间的关系太出乎人意料了.人类从积累入射角与折射角的数据到找出两者之间的定量关系，经历了近1500年的时间［有学生惊叹］.［教师抓住机会教育］科学研究是一件很艰苦的工作，需要有持之以恒的毅力和必胜的信念.有时需要几代人的努力.我们要学好物理也需要这样一种恒心和解决困难的勇气.希望大家不畏难，不怕苦，勇于探索，在科学学习之路上能走得很远很远.［教师继续］实际上在公元1400年，托勒密也曾经认为，入射角与折射角存在着简单的正比关系，但只有对比较小的入射角才大致相符，就像我们刚刚在计算中发现的那样.直到1621年，才由斯涅耳找到了这个关系.这个谜终于被解开了，谜底是——入射角的正弦和折射角的正弦成正比. 即2sin sin θθ=常数.请大家看课本的实验数据及分析. ［学生看书30秒］4.师生一起归纳总结折射定律的内容.——直接给出即可，学生能领会.（四）折射率n°，则有：空气→玻璃：2sin sin30θ=1.50 空气→水：'2sin sin30θ 显然θ2′＞θ2，我们画出光路图如图19—11甲、乙.可以看到，光从空气进入玻璃时.折射光偏离原来的传播方向更厉害.也就是说，这个比值的大小能反映介质对光的偏折程度，比值越大.表明介质对光的偏折作用越大.我们把这个比值叫做折射率，用nn =21sin sin θθ.a 21sin sin θθ=n1 图19—11b .光从空气进入介质近似于光从真空进入介质Ⅰ，玻璃为介质Ⅱ,则写作n 21=21sin sin θθa .光折射的原因是：光在不同介质中的速度不同.［做课本后的“做一做”小实验，帮助学生理解这一点］b .折射率n 的决定式：n =vcc.n ＞1 n =vc 可写出相对折射率n 21=21v v =21n c n c =12n n （五）课堂巩固训练三、小结1.光的反射定律和折射定律是几何光学的两大基本规律（另外一个是光的直线传播规律）.是研究几何光学的重要法宝.在应用时一定要注意作图，突出几何的特点.2.反射成像和折射成像的原理分别是：平面镜成像是反射光线反向延长线的交点.折射成像是同一光点的折射光线或其反向延长线的交点.为该光点的像.应在明确成像原理的基础上正确画出光路图再行求解.3.折射率是几何光学中非常重要的基本概念之一.它反映介质的光学性质，每一种介质在一定条件下有一个确切的折射率，不同种类的介质在相同的条件下，一般具有不同的折射率.例如：玻璃的折射率是1.50，水的折射率是1.33.n 21来表示.四、布置作业。
2024-2025学年高中物理第四章光的折射1光的折射定律教案教科版选修3-4
1. 课前自主探索
教师活动：
- 发布预习任务：通过学校在线学习平台，发布关于光的折射定律的预习资料，包括PPT、教学视频和预习指导文档，明确预习目标和要求。
- 设计预习问题：围绕光的折射现象，设计问题如“光从空气进入水中，为什么会有折射现象？”和“你能想到哪些生活中的折射实例？”引导学生自主思考。
- 培养学生的团队合作精神和解决问题的能力。
3. 课后拓展应用
教师活动：
- 布置作业：根据光的折射定律，布置相关的课后习题，要求学生完成并提交。
- 提供拓展资源：推荐相关的科学文章、视频和在线模拟实验，供学生进一步学习。
- 反馈作业情况：及时批改作业，给予学生个性化的反馈和指导。
学生活动：
- 完成作业：学生认真完成作业，巩固课堂所学。
- 拓展学习：利用提供的资源，进行深入的拓展学习。
- 反思总结：学生对自己的学习过程进行反思，总结学习收获和不足。
教学方法/手段/资源：
- 自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。
- 反思总结法：帮助学生形成反思习惯，促进自我提升。
作用与目的：
- 巩固学生对光的折射定律的理解和应用能力。
- 通过拓展学习，拓宽学生的知识视野。
【讲解与演示】（15分钟）
1. 详细讲解斯涅尔定律的三个要点：入射光线、折射光线和法线在同一平面内；入射角和折射角的正弦值成正比；光从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。
2. 通过实验演示，让学生直观地理解光的折射现象及折射定律。
【练习与讨论】（10分钟）
1. 分组讨论：如何运用光的折射定律解释生活中的实例，如凸透镜成像、水中物体看起来位置变化等。
2. 布置练习题：根据光的折射定律，计算光从空气进入水中的折射角。
高中物理 4.1 光的折射定律课件 鲁科版选修34
介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小
无关，“折射率与sin i(i为入射角)成正比，与sin r(r为反射
角)成反比”的说法和“折射率n与光速v成反比”的说法
是错误的．
三、对折射现象的解释
要． 白光浅通过棱镜时的色散 (1)一束白光通过三棱镜后形成如图 4-1-1的光谱，由上到下的色光顺序 为：红、橙、 、 、 、靛、 紫．说明白光是由这七种色光组成 的复色光． 黄 绿 蓝
在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值
的基础上，以sin θ1值为横坐标、以sin θ2值为纵坐标，建立 直角坐标系，如图4-1-3乙所示．描数据点，过数据点连线 得一条过原点的直线．
正弦
常数
即ssiinn ri＝n.
光路可逆性：在光的反射现象和折射现象中，光路都是 可逆 的．
二、折射率的意义 跟折射角r的
率正．弦用符号 表示．正弦
，入射角i的 之比，叫做这种介质的折射
n
公式：n＝
.
sin i sin r
注意 (1)利用该公式求折射率时，i必须是在真空中的光线与 法线之间的夹角．若光线从介质射入真空，则i为折射角，r 为入射角．
，θ越 ．
大
大
大大ຫໍສະໝຸດ 小一、对光的折射及折射率的进一步理解
(1)在光的折射现象中，同光的反射现象一样，光路是可 逆的． (2)当光垂直介质界面入射时，光的传播方向就不发生变 化，但这时光也发生了折射，因为光速发生了变化． (3)当光发生折射且有一种介质是真空时，表达式中的θ1 表示的是真空中的光线与法线的夹角，θ2表示的是介质中 的光线与法线的夹角． (4)光从一种介质射到两种介质的分界面时一定发生反射， 但不一定发生折射．
鲁科版高中物理选修(3-4)第4章第1节《光的折射定律》ppt课件
思考感悟
如何使一束光进入水中而传播方向不发生变化？
提示：光从一种介质斜射入另一种介质时，传
播方向会发生变化，而当光垂直界面入射时，
光的传播方向不变，因此可以使光束垂直水面
入射．
二、折射率的意义
1．定义：光从____射入某种介质发生折射时， 真空 入射角i的____与折射角 r的____之比用 正弦 正弦 __表示． n 2．定义式：n＝_______. sini/sinr 3．折射率与光速的关系 光在不同介质中的________ 不同，且都____光 传播速度 小于 在真空中的传播速度；某种介质的折射率，等 光在真空中 光在这种介质中 于__________ 的传播速度c与______________ 的 c 传播速度v之比，即n＝____. v
当光垂直界面射入时，光的传播方向就不变
化．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1．关于光的折射，错误的说法是( 面内 B．入射光线和法线一定在一个平面内 C．入射角总大于折射角 D．光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射 角 )
A．折射光线一定在法线和入射光线所确定的平
解析：选C.由光的折射定律知折射光线一定在法 线和入射光线所确定的平面内，A、B都正
三、测量介质的折射率 1．在测量介质的折射率的实验中，作出的光路 图如图4－1－2所示． 图 4－ 1－ 2
图 中 AO 为 ________ ， OE 为 ________ ， NN′ 为 入射光线 折射光线 ____法线 ，i为______ ，r是______ ，玻璃折射率的表 入射角 折射角 sini 达式n＝______. sinr
(4)实验表明，当入射角增大时，折射角____． 增大 图 4－ 1－ 1
3．折射定律
4.1光的折射定律_教案_
第1节光的折射定律教案【三维目标】【知识与技能】1.理解光的折射定律，并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题。
2.知道折射率的含义及其与光速的关系，并能用来进行计算。
【过程与方法】1.利用实验采集数据，从而推出折射定律。
2.通过对自然界中折射现象的分析，培养学生应用已有物理知识分析实际问题的能力。
【情感态度与价值观】1.通过体验折射定律的发现过程培养学生的探索精神。
2.渗透物理研究和学习的科学态度。
【教学重点】光的折射定律、折射率．折射率是反映介质光学性质的物理量，由介质来决定。
【教学难点】光的折射定律和折射率的应用．通过实际问题的分析解决加深对折射的理解，学会解决问题的科学方法。
【教具】光的折射演示器，ppt课件。
【主要教学过程】(一)引入新课光从一种介质斜射入另一介质时，传播方向发生改变的现象，叫做光的折射。
在遥远的古代科学家们就开始研究光的折射现象了。
公元2世纪古希腊天文学家托勒密通过实验得到：A．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；B．折射光线和入射光线分居在法线的两侧；托勒密关于光的折射的最早的理论我们已经在初中学习过了。
（注意强调光路图的规范画法）德国物理学家开普勒在托勒密的基础上继续有关光的折射的研究，可惜没有得到最终的折射定律。
最后在经历了1500年的辛苦探索后，在1621年，由荷兰数学家斯涅耳找到了光的折射定律，即入射角和折射角之间的关系．今天就让我们回到几百年前，通过实验一起去体会斯涅耳科学家是如何找到折射定律的。
(二)教学过程试验与探究：探究折射角与入射角的关系要求学生：记录入射光、折射光偏离法线的角度；不断改变入射光的方向，观察折射光的方向如何变化，将相应的角度值填入下表。
光线从空气射入玻璃中通过分析表中数据可以得出结论：入射角增大，折射角也在增大，但是折射角个入射角之间的关系不是简单的正比关系。
入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．如果用n来表示这个比例常数，就有i这就是光的折射定律，也叫斯涅耳定律。
2024-2025学年高中物理第四章光的折射1光的折射定律教案1教科版选修3-4
3.小组讨论和课堂展示环节，培养了学生的合作能力和表达能力，增强了课堂的互动性。
（二）存在主要问题
1.在课堂讨论中，部分学生表现出较强的依赖性，缺乏独立思考和解决问题的能力。
2.在实验操作中，部分学生对实验设备的操作不够熟练，影响了实验结果的准确性。
2.辅助材料：收集光的折射现象的相关图片、图表和视频，以便在课堂上进行展示和讲解，帮助学生更好地理解光的折射定律。
3.实验器材：准备实验所需的玻璃棒、水、三棱镜等器材，并确保其完整性和安全性，以便学生进行实验操作和观察。
4.教室布置：将教室布置成实验操作区和讨论区，以便学生在实验和小组讨论时能够有合适的环境。
（2）引导学生观察生活中的光的折射现象，思考光的折射定律在其中的应用。
（3）邀请光学实验设备的制作原理和操作方法的专家进行讲座，提供必要的指导和帮助。
（4）组织学生进行光的折射主题的研究项目，鼓励学生创新和实践，提高学生的研究能力。
反思改进措施
（一）教学特色创新
1.导入环节采用提问和展示相结合的方式，激发了学生的兴趣和思考能力。
3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习光的折射定律时，学生可能会对光速变化、入射角和折射角之间的关系感到困惑。此外，进行实验时，学生可能对实验操作的精确性和数据处理的准确性存在困难。此外，将理论知识应用于实际问题解决中，也是学生面临的挑战之一。
教学资源准备
1.教材：确保每位学生都有《教科版选修3-4》教材，以便跟随教学进度进行学习。
过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与光的折射相关的主题进行深入讨论。
小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。
高中物理 光的折射定律课件 鲁科选修34
红光的传播速度最 大 ，折射率最 小 ；紫光的传播速度 最 小 ，折射率最 大 .
一、对折射率的理解 1．折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，其大小由
介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大 小无关．
2．“相对折射率”与“绝对折射率”
图4－1－4
解析 光路如图所示．红光和紫光在AC 面上的入射角相同，设为i，折射角分别 为r1和r2，它们射到屏上的位置离O点的 距离分别为d1和d2.由折射定律得 n1sin i＝sin r1
①
n2sin i＝sin r2 ②
由几何关系得 i＝∠A
③
d1＝Ltan r1
④
d2＝Ltan r2
⑤
图4－1－2
(1)在本题的图上画出所需的光路； (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是________， ________，在图上标出它们； (3)计算折射率的公式是________． 解析 (1)如图所示，画出通过P1，P2的入射光线，交AC面 于O，画出通过P3，P4的出射光线交AB面于O′.则光线OO′就 是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线．
(4)实验中入射角不宜过小，否则会使测量误差大，也不宜过 大． (5)本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖，而是采用三 棱镜、半圆形玻璃砖等，那么只是出射光和入射光不平行， 同样能测出折射率．
【例2】 用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上 放好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2，然 后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住， 接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、 P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位 置和三棱镜轮廓如图4－1－2所示．
4.1 光的折射定律 (鲁科版选修3-4)
A.上紫下红的彩色光带 B.上红下紫的彩色光带 C.外红内紫的环状光带 D.一片白光
【解析】选B.某一单色光的光路如
图所示，由三角关系知在水面的折 射角大，在平面镜反射时的入射角 小，光线在墙上的光点高.红光的折 射率最小，在水面的折射角最大，在墙上的光点最高，
形成上红下紫的彩色光带.
2．一小球掉入一水池中，小球所受重力恰与其所受阻力 和浮力的合力相等，使小球匀速下落，若从水面到池底 深h=1.5 m，小球3 s到达水底，那么，在下落处正上方 观察时( )
图如图所示，设入射角为θ，折射角
为r，则θ+r=90°，又
sinr = 3, sin
所以θ=30°.
4．一束复色光由空气射向玻璃,发
生折射而分为a、b两束单色光,其 传播方向如图所示.设玻璃对a、b 的折射率分别为na和nb,a、b在玻 璃中的传播速度分别为va和vb,则（ ）
A．na>nb
C．va>vb
【例3】某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用 的玻璃砖两面平行.正确操作后，做出的光路图及测出的 相关角度如图所示.（1）此玻璃的折射率计算式为 n=____（用图中的θ 1、θ 2表示）；
（2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，
为了减小误差，应选用宽度____（填“大”或“小”）
C.成为会聚光束
D.成为发射光束
【解析】选B.光路图如图所示,
由此可知,从玻璃砖下表面射出
的光线仍是平行光束.但宽度小 于d,B正确.A、C、D错误.
二、非选择题（14分） 6．（10分）为了测定光在透明的有机玻璃中的传播速度， 实验室提供的器材有：矩形有机玻璃砖、秒表、平行光
源、刻度尺、三角板、木板、白纸、大头针等，已知真
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第一节光的折射定律
三维教学目标
1、知识与技能
（1）掌握光的反射及反射定律；
（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，使学生了解到光在两种介质界面上发生的现象(反射和折射)，观察反射光线、折射光线随入射角的变化而变化，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，实验的客观性与人的观察的主观性的矛盾应如何解决，人的直接观察与用仪器探测是有差别的，我们应用科学的态度看待用仪器探测的结果。
教学重点：光的折射定律、折射率。
折射率是反映介质光学性质的物理量，由介质来决定。
教学难点：光的折射定律和折射率的应用，通过问题的分析解决加深对折射率概念的理解，学会解决问题的方法。
教学方法：引导、探究
教学用具：光的折射演示器，附件：接线板、火柴、烟雾发生器及烟雾源、半圆柱透明玻璃、直尺、计算器。
（一）引入
初中已学过光的折射规律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居在法线的两侧；当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角。
初中学的光的折射规律只是定性地描述了光的折射现象，而我们今天要定量地进行研究：
（二）新课教学
演示：将光的激光演示仪接通电源，暂不打开开关，将烟雾发生器点燃置入光的折射演示器中，将半圆柱透明玻璃放入对应的位置，打开开关，将激光管点燃，让一束激光照在半圆柱透明玻璃的平面上，让光线垂直于平面过圆心入射(沿法线入射)，
观察：折射情况，a．角度，b．明暗程度与入射光线进行对比。
然后改变入射角进行记录，再次观察能量改变的情况。
1、在两种介质的分界面上入射光线、反射光线、折射光线的能量分配
随入射角的增大，反射光线的能量比例逐渐增加，而折射光线的能量比例逐渐减小。
2、经历了近1500年才得到完善的定律
（1）历史发展：公元2世纪古希腊天文学家托勒密通过实验得到：
A．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；
B．折射光线和入射光线分居在法线的两侧；
C．折射角正比于入射角。
德国物理学家开普勒也做了研究。
（2）折射定律：最终在1621年，由荷兰数学家斯涅耳找到了入射角和折射角之间的关系。
将一组测量数据抄写在黑板上让学生进行计算(用计算器)，光线从空气射入某种玻璃。
入射角i(°) 折射角r(°) i/r sini/sinr
10 6.7 1.50 1.49
20 13.3 1.50 1.49
30 19.6 1.53 1.49
40 25.2 1.59 1.51
50 30.7 1.63 1.50
60 35.1 1.67 1.51
70 38.6 1.81 1.50
80 40.6 1.97 1.51
通过分析表中数据可以得出结论：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，如果用n来表示这个比例常数，就有
这就是光的折射定律，也叫斯涅耳定律。
演示：如果使光线逆着原来的折射光线到界面上，折射光线就逆着原来的入射光线射出，这就是说，在折射现象中光路也是可逆的(在反射现象中，光路是可逆的)。
3、折射率 n
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跟介质有关系，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。
（1）折射率的定义式为量度式：折射率无单位，任何介质的折射率不能小于1，记住水的折射率为1.33（4/3），玻璃的折射率为1.50（3/2）
说明：
i是光线在真空中与法线之间的夹角，r是光线在介质中与法线之间的夹角。
光从真空射入某种介质时的折射率，叫做该种介质的绝对折射率，也简称为某种介质的折射率。
相对折射率在高中不作要求，又因为空气的绝对折射率为1.00028，在近似计算中认为空气和真空相同，故有时光从空气射入某种介质时的折射率当作绝对折射率进行计算。
4、介质的折射率与光速的关系
理论和实验的研究都证明：某种介质的折射率，等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度之比：
例1：光在某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？
解：由介质的折射率与光速的关系得：
又根据介质折射率的定义式得：
r为在空气中光线、法线间的夹角即为所求，i为在介质中光线与法线间的夹角30°。
由(1)、(2)两式解得：
所以r=45°。