1、人教版高中物理選擇性必修1第4章第1節(jié)光的折射教學(xué)設(shè)計課題 光的折射單元4學(xué)科物理年級高二教材分析本節(jié)教村對光的反時知識作了簡單的回題，這部分內(nèi)容學(xué)生在初中已有所學(xué)習(xí)本節(jié)的重點是光的折射定律、折射率的測定，教學(xué)中要給予充分重視。教學(xué)中要求學(xué)生能在折射實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析和推理得出定性結(jié)論:再通過實驗探究，分析實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)特點和規(guī)律，得出定量結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究的能力。本節(jié)內(nèi)容是第2節(jié)“全反射”的基礎(chǔ)。教材首先以射水魚為情境，引出光的折射的概念。接著通過折射實驗，觀察人射角和折射角的大小和動態(tài)變化情況，引導(dǎo)學(xué)生對物理現(xiàn)象進行簡單的分析和推理，構(gòu)建物理模型。通過對數(shù)據(jù)的定量

2、研究，得到折射定律并介紹折射率這個反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量。最后，教材通過一個測量玻璃折射率的實驗和例題來落實折射率公式的應(yīng)用，加深對折射率公式的理解。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)物理觀念：認(rèn)識光的折射現(xiàn)象，知道法線、入射角、折射角的含義?？茖W(xué)思維：理解折射定律會利用折射定律解釋相關(guān)光現(xiàn)象和計算有關(guān)問題?？茖W(xué)探究：理解折射率的概念，會通過實驗測定玻璃的折射率。科學(xué)態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)用物理實驗探究科學(xué)問題的方法，養(yǎng)成細心嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。重點理解折射定律會利用折射定律解釋相關(guān)光現(xiàn)象和計算有關(guān)問題。難點理解折射率的概念，會通過實驗測定玻璃的折射率。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖導(dǎo)入新課射水魚在水中能

3、準(zhǔn)確射中水面.上不遠處的小昆蟲。水中的魚看到小昆蟲在什么位置?是在昆蟲的上方還是下方?觀察演示圖片。思考在水中魚的視覺里看昆蟲是在什么位置。 學(xué)生通過對初中物理的學(xué)習(xí)，對折射的概念已經(jīng)有所了解，但對折射的本質(zhì)還不清楚，再次引導(dǎo)學(xué)生思考產(chǎn)生折射現(xiàn)象的原因。講授新課一、光的折射光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象。實驗一：探尋入射角和折射角之間的關(guān)系。 折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比。二、折射率1. 定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射

4、率。2.定義式:（n1）3. 說明：（1）折射率無單位，任何介質(zhì)的折射率皆大于1。（2）n的大小與介質(zhì)有關(guān)，與i和r無關(guān)，對于確定的介質(zhì)，n是定值.（3）物理意義-反映介質(zhì)對光的偏折能力的大小（4）折射的原因-光在不同介質(zhì)中的速度不同。課堂練習(xí)1、(多選)關(guān)于光的折射,下列說法錯誤的是( )A.折射光線一定在法線和入射光線所確定的平面內(nèi)B.入射光線和法線與折射光線不一定在一個平面內(nèi)C.入射角總大于折射角D.光線從空氣斜射入玻璃時,入射角大于折射角解析：根據(jù)折射定律,入射光線、折射光線和法線一定在同一平面內(nèi),選項B錯誤;入射角不一定總大于折射角,選項C錯誤。答案：BC思考1、插入水中的筷子為什么

5、會彎折？人看水中的物體，看到的是物體的虛像，像的位置比物體的實際位置偏高，人感覺筷子彎折了，杯中的水也變淺了。思考2、水中的魚看岸上的景物會是怎樣的情景？思考3、如果沒有大氣，將遲一些看到太陽還是早一些看到太陽？例題、如圖一個儲油桶的底面直徑與高均為d當(dāng)桶內(nèi)沒有油時，從某點恰能看到桶底邊緣的某點。當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時，仍沿方向看去，恰好看到桶低上的點C，兩點距離d/4求油的折射率和光在油中傳播的速度。解析：三、折射率的測定實驗二：測定玻璃的折射率。原理：如圖所示,通過插針法找出跟入射光線對應(yīng)的出射光線,從而找出折射光線和折射角2,再根據(jù)求出玻璃的折射率。討論1：本次實驗需要哪些器材？

6、木板、白紙、玻璃磚、大頭針、量角器、刻度尺、鉛筆。討論2、簡述主要的實驗步驟1、在白紙上畫一直線aa作為界面,過aa上的一點O畫出界面的法線NN,并畫一條線段AO作為入射光線。2、把長方形玻璃磚放在白紙上,并使其長邊與aa重合,再用刻度尺畫出玻璃磚的另一邊bb。3、在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2。4、從玻璃磚bb一側(cè)透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像,調(diào)整視線的方向直到P1的像被P2的像擋住。再在bb一側(cè)插上兩枚大頭針P3、P4,使P3能擋住P1、P2的像,P4能擋住P3本身及P1、P2的像。5、移去玻璃磚,在拔掉P1、P2、P3、P4的同時分別記下它們的位置,過P3、P4作直線O

7、B交bb于O。連接O、O,OO就是玻璃磚內(nèi)折射光線的方向。AON為入射角,OON為折射角。6、改變?nèi)肷浣?重復(fù)實驗。討論3、本實驗有哪些注意事項？1.實驗時,應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上,且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O、P3與O之間距離要稍大一些。2.入射角1不宜太大(接近90),也不宜太小(接近0)。當(dāng)1太大時,反射光較強,出射光較弱;當(dāng)1太小時,入射角、折射角測量的相對誤差較大。3.操作時,手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面,更不能把玻璃磚界面當(dāng)作尺子畫界線。4.實驗過程中,玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。5.玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的,宜在5 cm以上,若寬度太小,則測量誤差較大。討論

8、4、如何進行數(shù)據(jù)處理計算法用量角器測量入射角1和折射角2,并查出其正弦值sin1和sin2。算出不同入射角時的 sin1/sin2 ,并取平均值。作sin1-sin2圖象改變不同的入射角1,測出不同的折射角2,作sin1-sin2圖象,由n= sin1/sin2 ,可知圖象應(yīng)為直線,如圖所示,其斜率為玻璃的折射率。討論5、怎樣可以減小誤差？1、入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性造成誤差,故在入射側(cè)和出射側(cè)所插兩枚大頭針的間距應(yīng)大一些。2、入射角和折射角的測量造成誤差。入射角應(yīng)適當(dāng)大一些,可以減小測量的相對誤差。課堂練習(xí)3、在測定玻璃折射率的實驗中:(1)某同學(xué)實驗插針的步驟如下A.在表示入射光線的

9、AO上插上大頭針P1、P2;B.通過玻璃磚觀察P2、P1,調(diào)整視線,直到P1的像被P2的像擋住;C.再觀察一側(cè)插上大頭針P3、P4,記下P3、P4的位置。這位同學(xué)在操作中有什么重要疏漏?(2)以通過P1、P2的直線與玻璃磚的交點O為圓心,以某一適當(dāng)長度R為半徑畫圓,與OA交于A,與OO的延長線交于C,如圖所示,過A、C分別作玻璃磚界面的法線MN的垂線,圖中B、D分別為垂足,用刻度尺量得AB=45 mm,CD=30 mm,則玻璃磚的折射率為。(3)在測定玻璃的折射率的實驗中,對一塊兩面平行的玻璃磚,用“插針法”找出與入射光線對應(yīng)的出射光線,現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別做出如圖所示的四組插針結(jié)果

10、。從圖上看,肯定把針插錯了的同學(xué)是。從圖上看,測量結(jié)果準(zhǔn)確度最高的同學(xué)是。答案：插針時應(yīng)使P3擋住P1和P2的像,P4擋住P1、P2、P3的像；1.5；丙；丁。觀察折射現(xiàn)象。并畫出光路圖。學(xué)生動手實驗操作?？偨Y(jié)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。總結(jié)折射率的定義。完成課堂練習(xí)。結(jié)合折射率的概念，思考為什么筷子會折彎。完成課本例題。學(xué)生結(jié)合折射率的概念，自主設(shè)計實驗，探究測量折射率的方法。掌握科學(xué)處理實驗數(shù)據(jù)的方法。完成課堂練習(xí)。引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究入射角和折射角之間的關(guān)系。讓學(xué)生通過圖像處理數(shù)據(jù)，總結(jié)出折射角與入射角之間的關(guān)系。提高學(xué)生用圖像處理數(shù)據(jù)的能力。結(jié)合思考問題，讓學(xué)生對折射現(xiàn)象能有進一步的認(rèn)識，并用動畫

11、演示解釋原因。練習(xí)利用折射率解決實際問題。物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，讓學(xué)生通過實驗探究，掌握測量折射率的方法和科學(xué)處理實驗數(shù)據(jù)的方法，提高學(xué)生的動手操作能力和數(shù)據(jù)處理能力。拓展提高1、關(guān)于折射率,下列說法正確的是()A.根據(jù) 可知,介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比B.根據(jù) 可知,介質(zhì)的折射率可能為任何正數(shù)C.根據(jù)可知,介質(zhì)的折射率等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比D.以上說法都不對解析：某種介質(zhì)的折射率只與介質(zhì)本身有關(guān),與角度無關(guān),選項A錯誤;介質(zhì)的折射率都大于1,選項B錯誤;由可知,選項C正確,D錯誤。答案：C2、一束光線與水面方向成30,從空氣射入水中,其反射光線和折射光線恰好垂直,則反射角和折射角分別為()A.30,30B.60,60C.60,30D.30,60解析：畫光路圖如圖所示,入射角與反射角相等,故入射角為60,反射角也為60,故選項A、D錯誤;由幾何知識,折射角為30,故選項B錯誤,C正確。答案：C3、(多選)一束光從某種介質(zhì)射入空氣中時,入射角1=30,折射角2=60,折射光路如圖所示,則下列說法正確的是()A.