探究光的折射规律教案及习题教案修订版

探究光的折射规律教案

及习题教案

Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

探究光的折射规律

1．教学目标

◆知识与技能

⑴知道什么是光的折射现象。

⑵知道光的折射的初步规律，并能用该规律分析说明生活中常见的折射现象。

◆过程与方法

⑶经历实验探究光的折射规律的过程，重点培养通过观察和分析，从现象中发现物理规律的能力。

⑷观察生活中因光的折射而发生的现象。

◆情感态度与价值观

⑸在探究光的折射规律的过程中，激发学生的好奇心，培养学生的探索精神，让学生体验科学发现的乐趣。

⑹关注周围生活中的折射现象，乐于用学过的知识研究其中的原因。

2．教材说明

本节主要内容有：认识光的折射现象，探究光的折射规律，运用光的折射规律分析生活中的折射现象。

光的折射是学生学了光的反射后，接触到的又一重要的光学现象，这种现象在生活中普通存在，学生可能注意过一些由光的折射产生的现象，却不能理解其中的原因，因此学生对研究光的折射怀有较强的求知愿望。光的折射规律不仅能解释生活中的有关现象，同时又是理解透镜作用的基础。

本节的编写思路是：通过教材图3-37所示的实验，首先让学生认识光的折射现象；然后让学生做“活动1”中的实验，学生在实验中发现一些奇妙（而又不能明确解释）的现象，并急于想知道其中的原因，从而激发学生进一步探究光

的折射规律的欲望；“活动2”让学生通过实验，探究光的折射规律；最后运用光的折射规律，解释生活中的折射现象。本节教材与传统教材的最大区别，就是让学生通过科学探究的方式学习光的折射规律。传统教材比较重视科学知识，而本教材增设了两个学生活动，“活动1”激发学生产生探究光的折射规律的兴趣，“活动2”让学生经历探究光的折射规律的过程，这些都给学生进行开放性的自主探究学习提供了广阔的空间。

本节教学重点：光的折射规律是几何光学的基本规律，是解释生活中折射现象的主要依据，另外光的折射规律的探究过程，能够很好地培养学生科学探究的能力，所以光的折射规律及其探究过程是本节教学的重点。

本节教学难点：分析解释生活中的一些折射现象，既涉及到光的折射规律，又与人的视觉习惯有关，学生不容易理解，是本节教学的难点。

3．教学建议

本节可按照学生的认识规律，由浅入深进行教学，首先让学生认识光的折射现象，然后探究光的折射规律，最后解释生活中的折射现象。其中探究光的折射规律是本节教学的重点，组织学生做好实验，为学生自主探究提供充足的时间和实验条件，是本节教学的关键。

光的折射

可以开门见山，直接演示教材图3-37所示的实验，让学生通过观察，发现光的折射现象，总结出光的折射的定义。

也可以设置一些情境，引起学生的兴趣。例如：让激光笔发出的光照在大屏幕上（或远处的墙壁上），大家看到一个光点，教师问学生：激光笔发出的光是沿怎样的路线到达银幕（或墙壁）的——光沿直线传播。把盛水的玻璃杯或玻璃砖在光路上挡一下，光点发出了位移，让学生猜想“为什么”然后用教材图3-37所示的实验检验学生的猜想。

对于教材图3-37所示的实验，可以用玻璃水槽、

激光笔、光屏来做，将光屏竖直插入水槽中，一半浸入水中，一半在空气中，使激光笔发出的光掠射在光屏上。为使掠射效果明显，可用改制的激光笔作光源，

改制方法参见本章“课程资源”之“1.激光笔的改制”。还可

图

以改用大烧瓶做此实验，如图所示，为了显示光路，可以在水中滴入少许牛奶，在上部（空气中）放一支点燃的香，形成一些烟雾。

活动1 观察光的折射现象

“活动1”的主要目的是设疑激趣，通过两个实验让学生意识到，由于光的折射，在实际中会看到一些奇妙的现象，而这些现象仅凭现有的知识不能完全解释，必须进一步研究光的折射规律。

这两个实验，做起来并不复杂，可完全放给学生，让他们尽情地观察、体验。

实验后让学生说说“可能的原因”，主要是引起学生思考，让他们提出自己的猜想。其实要准确解释他们观察到的现象，既要用到光的折射规律，又涉及到人的视觉习惯，此时学生给出圆满的解释几乎是不可能的。

在学生的猜想中，可能会出现一些错误的说法，教师（或其他学生）要及时给予纠正，如：

生：铅笔发生了折射。

师：“铅笔”能折射吗

生：人的“光眼（或视线）”发生折射。

师：人眼会发光吗

对于学生提出的正确猜想，教师也要步步追问，引起他们深思，如：

生：来自物体的光在水面处折射，然后进入眼中。

师：那么光向哪个方向偏折这样、还是这样（可以用两根木棍帮助说明）为什么水中的物体看起来似乎变浅了、而不是变深

……

面对学生的种种推测和疑惑，教师最后用一句话总结和过渡：看来要正确解释大家看到的这些奇妙的现象，必须弄清光折射的规律。

探究光的折射规律

“活动2”的目的是让学生通过实验，探究光的折射规律，即探究“三线”、“两角”的关系，重点研究折射角与入射角的关系及条件。

除教材图3-39(a)所示的器材外，教师和学生可因地制宜创造性地自制器材，如上文图所示的器材和下面的器材，实验效果也比较好，可供参考。

如图(a)所示，取一块直径约20cm的胶木板圆盘做面板，面板上沿圆周标上角度，再用透明有机玻璃与面板粘合成半圆形水槽。光源固定在连杆的一端，连杆的另一端用螺栓固定在面板背面的中心位置，要求连杆可以绕螺栓转动。整个装置安装在铁架台上。将玻璃水槽换成半圆玻璃砖粘在面板上，还可用来探究光在“空气—玻璃”界面上发生折射的规律，如图 (b)所示。

(a) (b)

图

实验前，要让学生明确实验观察的目的：探究光从一种介质进入另一种介质时如何偏折，具体来说要注意以下4点：⑴是否也像光的反射那样，折射光线跟入射光线、法线在同一平面内⑵当光从空气斜射到水或玻璃

图

表面时，是像图所示OB那样偏折还是像OC那样偏折（为便于描述，引入“入射角”和“折射角”）⑶当入射角增大或减小时，折射角如何变化⑷折射光路可逆吗可将上述实验目的归纳成简要的文字，用多媒体投出，并让学生观看1分钟。

学生明确了实验目的，则把“主动权”完全放给学生，一定要给学生留有足够的活动时间，让他们在实验中观察、发现、交流，进行开放式地探索。

活动后，全班集中交流，学生汇报自己的发现，教师适时点评、引导。学生亲身经历了实验探究的过程，大都能发现光折射的初步规律；个别学生有一些不准确甚至错误的结论，可引导学生讨论，最终对光的折射规律获得正确的认识；有的学生的发现可能超出了初中物理范畴，如发现了全反射现象，教师应给予表扬和鼓励。

最后总结，得到光折射的规律：

光折射时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧。

光从空气斜射到水或玻璃表面时，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。光垂直射到水或玻璃的表面时，光的传播方向不改变。

在光的折射现象中，光路也是可逆的。

为帮助学生理解和巩固光的折射规律，可让学生作一些光路图。如图所示，作出折射光线的大致位置。