《光的折射》教案課題選擇性必修一第四章第一節(jié)：光的折射課型新課時1-1教學(xué)目標(biāo)1.認(rèn)識光的反射現(xiàn)象，知道法線、入射角、反射角、折射角的含義及反射定律。2.通過觀察實驗，理解折射率的概念和光的折射定律。學(xué)習(xí)重點折射率，光的折射定律學(xué)習(xí)難點根據(jù)物理情境畫光路圖，進行有關(guān)計算或解釋現(xiàn)象教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)（含備注）教學(xué)內(nèi)容情境引入知識復(fù)習(xí)新課教學(xué)課堂練習(xí)一.情境引入1.觀看“翻轉(zhuǎn)箭頭”小魔術(shù)，通過“控制變量”的思想，觀察不同的實驗條件對魔術(shù)是否成功的影響。圓玻璃杯和箭頭組合，注水后可使箭頭翻轉(zhuǎn)；圓玻璃杯和圖案組合，注水后依然可使圖案翻轉(zhuǎn)；八角玻璃杯和箭頭組合，注水后箭頭方向無任何變化。思考為何會出現(xiàn)如此效果？2.觀察斜靠在杯中的筷子，隨著水的注入，在視覺上出現(xiàn)了筷子“折斷”的效果，實際上，將筷子從水中拿出后，筷子依舊是完好無損的。思考該實驗現(xiàn)象是怎么產(chǎn)生的？3.同樣，觀察自然界中的許多神奇現(xiàn)象，如：海市蜃樓、彩虹等。嘗試用已學(xué)過的知識進行解釋。二.知識復(fù)習(xí)光的反射(1)光的反射是光在傳播到不同介質(zhì)的分界面時，在分界面上改變傳播方向又返回原來介質(zhì)中的現(xiàn)象。實質(zhì)上是光在同一種介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象。(2)光的反射定律：反射線跟入射線和法線在同一平面內(nèi)，反射線和入射線分居法線兩側(cè)，并且與界面法線的夾角相等。(3)光路是可逆的三.新課教學(xué)1.折射現(xiàn)象(1)光的折射：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向一般會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫做光的折射。(2)光的折射實質(zhì)是光在兩種介質(zhì)界面處傳播的現(xiàn)象。且光的折射與光的反射是同時發(fā)生的。(3)折射定律：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(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。eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12(4)光路是可逆的2.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，簡稱折射率，用符號n表示。(2)公式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)(3)物理意義:是一個與介質(zhì)有關(guān)的常數(shù)，反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量。(4)用光速表示的折射率n＝eq\f(c,v)，都大于1。從真空（空氣）射入介質(zhì)時，入射角大于折射角四.課堂練習(xí)見PPT課后篇鞏固提升必備知識基礎(chǔ)練1.(多選)光從某介質(zhì)射入空氣,入射角θ1從零開始增大到某一值的過程中,折射角θ2也隨之增大,則下列說法正確的是()A.比值θ1B.比值sinC.比值sinD.比值sin解析因折射率不變,可知sinθ1sinθ2不變,A錯誤,B正確;又因為入射角小于折射角,答案BD2.若某一介質(zhì)的折射率較大,那么()A.光由空氣射入該介質(zhì)時折射角較大B.光由空氣射入該介質(zhì)時折射角較小C.光在該介質(zhì)中的速度較大D.光在該介質(zhì)中的速度較小解析由n=sinθ1sinθ2可知,光由空氣射入介質(zhì)時的折射角是由折射率n和入射角θ1共同決定,因此選項A、B錯誤;由n=cv可知,介質(zhì)的折射率越大答案D3.光線由空氣射向某介質(zhì),當(dāng)入射角為i時,折射光線與反射光線正好垂直,那么這種介質(zhì)的折射率和光在該介質(zhì)中的速度分別為()A.n=sini,v=c·sini B.n=tani,v=c·taniC.n=tani,v=ctani D.n=cosi,解析由于折射光線與反射光線正好垂直,所以折射角r=90°-i,則n=sinisinr=sinisin(90°-i)=tani,A、D項錯誤答案C4.如圖所示,一束單色光射入一玻璃球體,入射角為60°,已知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后,再次折射回到空氣中時與入射光線平行。此玻璃的折射率為()A.2 B.1.5 C.3 D.2解析根據(jù)題意畫出光的傳播光路圖如圖所示。作OD使其與入射光和出射光平行,由幾何知識得∠AOB=60°+60°=120°,所以∠ACB=60°,得到折射角為30°,所以n=sin60°答案C5.(四川北師大廣安實驗學(xué)校高二月考)在水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時,看到的物體()A.比物體所處的實際位置高B.比物體所處的實際位置低C.跟物體所處的實際位置一樣高D.以上三種情況都有可能解析物體反射的光斜射到水面上,會發(fā)生折射現(xiàn)象,當(dāng)光進入水中后會靠近法線,射入潛水員眼睛,而潛水員的眼睛認(rèn)為光始終沿直線傳播,逆著光的方向形成虛像,所以比實際位置高,故選A。答案A6.如圖所示,一根豎直插入水中的桿AB,在水中部分長1.0m,露出水面部分長0.3m,已知水的折射率為43,則當(dāng)陽光與水平面成37°時,桿AB解析光路如圖所示。由題意可得入射角為53°由折射定律sinsin53則θ2=37°,由幾何關(guān)系得影長s=0.3m·tan53°+1m·tan37°=1.15m。答案1.15m7.(湖南高二期末)如圖所示為一個半徑為R的透明介質(zhì)球體,M、N兩點在一條直線上關(guān)于球心O對稱,與球心的距離均為85R,一細(xì)束單色光從M點射向透明介質(zhì)球體,從P點射入,穿過球體后到達N點。PA垂直于MN,且PA=35R,設(shè)光在真空(空氣)中傳播的速度為c。已知sin37°=35,cos37°=45(1)介質(zhì)球的折射率;(2)光從M點射出后到達N點所用的時間。解析(1)根據(jù)題意畫出光路圖如圖所示,根據(jù)幾何知識有AO2=R2-PA2解得AO=45又因為MO=85R所以有AO=AM,α=θ,β=α+θ因為sinα=sinθ=35所以sinβ=sin(α+θ)=24根據(jù)折射定律有n=sin(2)光在介質(zhì)中的傳播速度為v=cn光在介質(zhì)外傳播的時間為t1=2光在介質(zhì)中傳播的時間為t2=l所以光從M點射出后到達N點所用的時間為t=t1+t2=114答案(1)85(2)關(guān)鍵能力提升練8.為了觀察門外情況,有人在門上開一小圓孔,將一塊圓柱形玻璃嵌入其中,圓柱體軸線與門面垂直,如圖所示。從圓柱底面中心看出去,可以看到門外入射光線與軸線間的最大夾角稱為視場角。已知該玻璃的折射率為n,圓柱長為l,底面半徑為r,則視場角的正弦是 ()A.nlr2+C.rr2+解析光路圖如圖所示。n=sinisinα,sin所以sini=nsinα=nrr2答案B9.如圖所示,在長方體玻璃磚的底面中心和實心玻璃半球的球心處,分別放有點光源,人從上面觀察,看到的像點位置()A.均在點光源位置B.均在點光源上方C.玻璃磚的在光源上方,玻璃半球的在光源處D.玻璃磚的在光源處,玻璃半球的在光源上方解析玻璃磚底面中心點光源發(fā)出的光,經(jīng)玻璃表面折射后,折射角大于入射角,人逆著折射光看去,看到的虛像在光源上方,玻璃半球球心處的點光源發(fā)出的光射出時不發(fā)生偏折,看到的像點仍在光源處,選項C正確,A、B、D錯誤。答案C10.如圖所示,井口大小和深度相同的兩口井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),兩井底部各有一只青蛙,則()A.水井中的青蛙覺得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星B.枯井中的青蛙覺得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星C.水井中的青蛙覺得井口小些,晴天的夜晚,枯井中的青蛙能看到更多的星星D.兩只青蛙覺得井口一樣大,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星解析根據(jù)邊界作出邊界光線,如圖所示。水井中的青蛙相當(dāng)于枯井中離開井底一定高度的青蛙看向井口和天空,β>α,所以水井中的青蛙會覺得井口大些,且可看到更多的星星,故選項A正確,B、C、D錯誤。答案A11.一半徑為R的14球體放置在水平桌面上,球體由折射率為3的透明材料制成?，F(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線,平行于桌面射到球體表面上,折射入球體后再從豎直表面射出,如圖所示。已知入射光線與桌面的距離為3R2解析如圖所示,設(shè)入射光線與14球體的交點為C,連接OC,OC即為入射點的法線。因此,圖中的角α為入射角,過C點作球體水平表面的垂線,垂足為B,依題意,∠COB=α又由△OBC知sinα=32, 設(shè)光線在C點的折射角為β,由折射定律得sinαsin由①②式得β=30°。由幾何關(guān)系知,光線在球體的豎直表面上的入射角γ為30°。由折射定律得sinγsinθ=13,因此sinθ=3答案60°12.如圖所示,兩面平行的玻璃磚下表面涂有反射物質(zhì),一束與上表面成30°角入射的光線,在右端垂直標(biāo)尺上形成了A、B兩個光斑,A、B間距為4cm,已知玻璃磚的折射率為3。(1)畫出形成兩光斑的光路圖;(2)求此玻璃磚的厚度d。解析(1)光路圖如圖所示。(2)光束入射角i=90°-30°=60°設(shè)折射角為r,n=sinisinr,由幾何關(guān)系有BO=EO·tan30°,AO=CO·tan30°,AB=AO-BO=(CO-EO)·tan30°=CE·tan30°。且CE=2dtanr,代入數(shù)據(jù)解得d=6答案(1)見解析圖(2)6cm13.如圖所示,一等腰直角三棱鏡放在真空中,斜邊BC=d,一束單色光以60°的入射角從AB側(cè)面的中點入射,折射后從側(cè)面AC折射出。已知三棱鏡的