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时间:2018-07-29
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1、光的折射和透镜成像教材分析和教法建议 有关光的反射的知识,内容本身比较简明,又有初中的基础,学生学习时并不感到困难.光的折射的知识,初中学习的内容是很粗浅的,到这里要进一步深化,学生学习时就会有些困难了,主要反映在折射率概念的理解、产生全反射的条件和透镜成像的计算上.因此,本单元知识既是全章的重点,也是难点,教学中要充分重视.(1)折射定律在初中是作为实验的结论提出来的,定律没有讲入射角的正弦跟折射角的正弦成正比,只是说人射角与折射角哪个大.现在,教材中简要地介绍了折射定律发现的过程,通过史料的学习可以使学生认识到科学上的发现,是经过曲折艰辛的过程的,培养学生为科学献
2、身的精神.同时,也可以启发学生遵循人类认识发展的规律去学习物理定律.实践——假设——再实践——修正假设,认识得到发展.通过定律发现历史的讲述,还会使定律在学生脑中留下深刻的印象.课文中图7-19画的是光的折射,没有画出反射光线,事实上一束光射到介质表面,其能量会分配成入射和折射两部分.可以让学生了解,对不同的入射角,能量分配比例也不同.比如光由空气射到玻璃表面时能量分配情况如下表:(2)折射率是掌握折射定律的关键,也是难点.学生感到难,是因为没有弄清掌握折射率的几个层次,即1)当光由真空射入水中时,入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的,但是正弦值之比却是个常数.
3、2)对不同的介质,比如光由真空射入玻璃时,入射角的正弦跟折射角的正弦之比也是个常数,此常数与光由真空射入水时的那个常数是不同的.不同的介质具有不同的常数,说明常数反映着介质的光学一点,由于学生的知识准备不够,很难讲清它的道理,不必做进一步的讲解.(3)阅读材料《光在大气中的折射》,可以给学生增加一点常识,同时也是折射规律的应用实例.在阅读时要给学生一些指导,对书上插图可补充两点:光路弯曲是由于折射,在图中画出法线就一目了然了(见图7-5甲);人眼根据经验,总是逆着光线方向去寻找发光的天体,认为天体是在MS′方向上.为了帮助学生理解可画辅助图7-5乙.小实验,可留给学生
4、课下做,露出水面部分在水中的像往往不太清重合.本实验原理要运用反射与折射的规律,是个很有物理意义的实验.实验中由于读数不易准确,误差可能较大.(4)全反射现象在生活中常会遇到,要让学生认识并掌握全反射现象产生的条件:一是光由光密介质进入光疏介质,二是入射角大于(或等于)临界角.教学中首先要让学生正确理解“光密”和“光疏”的概念,不但要了解“密”与“疏”是相对而言的,还要让学生知道不能把光密与光疏跟介质密度的大小混同起来,例如酒精对水来说是光密介质,它的密度却比水小.其次,要让学生正确理解临界角的概念.为此,必须把演示实验做好,给学生留下深刻的印象.不但要让学生看到,折
5、射角随入射角的增大而增大,入射角增大到某一角度时,折射角达到最大值(90°),再增大入射角,光疏介质中就没有折射光了,还要让学生看到,随着入射角和折射角的增大,反射光不断增强,折射光不断减弱,当折射角接近90°时,折射光急剧减弱(直到为零),反射光急剧增强(直到跟入射光强度相等).在学生理解并掌握了全反射现象及其产生的条件后,可以举出一些现象让学生运用全反射的知识进行分析解释,例如,草叶上的露珠在阳光照射下晶莹透亮,空试管放在盛水的烧杯中,会看到试管壁很明亮,等等.光导纤维是全反射的实际应用,虽然是选学内容,但与现代科学技术的发展关系密切,在课时允许的条件下,还应该讲
6、一讲.教学中要注意讲清传光束与传像束的区别,前者只能传光,后者才能传像.在讲传像原理时,要注意讲清每根光纤只传送一个“像素”,多个像素集合起来才形成完整的像,输入端和输出端像素必须是一一对应的才能传像,所以传像束两端排列的相对位置是相同的.(5)学生实验:测定玻璃的折射率,这是几何光学部分的基本实验之一.本实验的设计是比较巧妙的,需要提醒学生的是:①大头针P3、P4和大头针P1、P2重合,是看玻璃砖里的那一截,不是看玻璃砖上方大头针的头部.②必须把玻璃砖的折射面aa′(和bb′)画准确,法线NN′才能准确,入射角和折射角的测量才能准确.另外,大头针要插直,不能歪斜.观
7、看时用一只眼睛(另一只最好闭上).(6)棱镜.作为一种光学元件,可用来改变光路(如全反射棱镜),也是分光镜中的主要元件.讲解棱镜的另一个目的是为讲透镜的折光作准备.要让学生抓住棱镜控制光路的要点:光线向底面偏折;虚像向顶角偏移.建议把棱镜光路图改画成如图7-6甲,使学生对“底面”、“顶角”有个灵活的看法.对棱镜成虚像的光路图(图7-6乙)要作点说明:从光源一点S发出的光线中选出两条作为入射光线,这两条光线的入射角不同,折射后将更加分开,从棱镜射出的两条光线肯定是不相交的.但它们的反向延长线交于S′,S′就是S经棱镜所成的虚像.还要让学生了解,全反射棱
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