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时间:2019-05-24
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1、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
2、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
3、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
4、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/rsini/sinr106.71.501.492013.31.501.493019.61.531.494025.21.591.515030.71.631.506035.11
5、.671.517038.61.811.508040.61.971.51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
6、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
7、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°
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