2019-2020年新課標(biāo)教科版3-4選修三4.1《光的折射定律》WORD教案1.doc

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2019-2020年新課標(biāo)教科版3-4選修三4.1《光的折射定律》WORD教案1 教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo) 1.知道反射定律的確切含義，并能用來解釋有關(guān)現(xiàn)象. 2.知道反射現(xiàn)象中光路是可逆的，并能用來處理有關(guān)問題. 3.知道平面鏡成像特點(diǎn)及作圖方法. 4.理解折射定律的確切含義，并能用來解釋有關(guān)的光現(xiàn)象和計(jì)算有關(guān)的問題. 5.知道折射光路是可逆的，并能用來處理有關(guān)的問題. 6.知道折射率的定義及其與光速的關(guān)系，并能用來進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算. 二、能力目標(biāo) 1.會(huì)用反射定律解釋有關(guān)現(xiàn)象和處理有關(guān)問題. 2.會(huì)用折射定律計(jì)算有關(guān)的問題，能理解折射率與光速的關(guān)系，并能用來進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算. 三、德育目標(biāo) 1.通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力，通過相關(guān)物理量變化規(guī)律的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理能力. 2.滲透物理研究和學(xué)習(xí)的科學(xué)態(tài)度教育. ●教學(xué)重點(diǎn) 光的折射定律.折射率概念. ●教學(xué)難點(diǎn) 光的折射定律和折射率的應(yīng)用. ●教學(xué)方法 本節(jié)課成功的關(guān)鍵在于做好實(shí)驗(yàn).通過實(shí)驗(yàn)先定性觀察再定量測(cè)量，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納.再來領(lǐng)略前人所做的思考從而領(lǐng)會(huì)數(shù)據(jù)分析的幾種常用方法——比值法、乘積法、加減法、圖象法等，為學(xué)生今后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理打開思路.最后通過例題練習(xí)鞏固所學(xué)內(nèi)容. ● 教學(xué)過程 一、引入新課 我們已經(jīng)知道了，光在同一均勻介質(zhì)中是沿著直線傳播的，那么，當(dāng)介質(zhì)不均勻或當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中時(shí)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？ ［學(xué)生］反射，折射 ［教師］對(duì)，這一節(jié)課，我們先簡(jiǎn)要地復(fù)習(xí)光的反射，再深入地研究光的折射現(xiàn)象. 二、新課教學(xué) （一）光的反射現(xiàn)象反射定律 1.介紹光學(xué)演示儀，指明觀察對(duì)象——光在從一種介質(zhì)（空氣）進(jìn)入另一種介質(zhì)（玻璃）時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象（半圓柱玻璃磚直面柱心正對(duì)入射光） 2.演示：光在到達(dá)空氣和玻璃的交界面處時(shí)，一部分光被反射回空氣中，另一部分光進(jìn)入玻璃繼續(xù)傳播，但傳播方向發(fā)生了改變. 3.學(xué)生邊觀察邊回憶反射定律：轉(zhuǎn)動(dòng)光具盤以改變?nèi)肷浣?，讓前排學(xué)生讀出幾組入射角和反射角數(shù)據(jù).兩者相等.同時(shí)提醒學(xué)生注意.光具盤面是豎直的，在這個(gè)面上同時(shí)能看到反射光線和入射光線.說明兩線共面，又因?yàn)榉ň€也在這個(gè)面內(nèi).故三線共面. 4.歸納反射定律：三線共面兩角相等. 5.反射光路可逆 （二）平面鏡成像及作圖 1.讓學(xué)生回憶平面鏡成像的特點(diǎn)：正立、等大、異側(cè)、虛像、對(duì)稱. 2.教師簡(jiǎn)述平面鏡成像原理、作圖方法并予以示范. a.平面鏡成像原理：如圖19—9，光點(diǎn)S入射到平面鏡的光線，其反射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為S的像，人眼根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)，感覺反射光都是從S′發(fā)出的. b.平面鏡成像作圖. 圖19—9 講：兩條光線即可確定像點(diǎn)的位置.所以無需多畫.步驟是：（1）由對(duì)稱性確定像點(diǎn)的位置；（2）任意畫兩條入射光線；（3）過像點(diǎn)作出對(duì)應(yīng)的兩條反射光線；（4）若是作物體AB的成像光路圖，則只需作出A、B點(diǎn)的成像光路圖.連接A、B點(diǎn)即可. （三）光的折射折射定律 1.實(shí)驗(yàn)觀察變?yōu)榭凑凵涔夂腿肷涔獾南鄬?duì)位置及折射角和入射角關(guān)系的觀察： a.讓學(xué)生觀察折射光.入射光及界面的法線也是共面的. b.光從空氣進(jìn)入玻璃時(shí)，入射角增大.折射角也增大，但入射角始終大于折射角. 2.定量測(cè)量5組數(shù)據(jù)，仿照課本列出原始數(shù)據(jù)表（可讓前排的學(xué)生讀取數(shù)據(jù).但要先明確法線） 3.分析測(cè)量數(shù)據(jù)：（建議入射角分別取10,20,30,40,50） ［教師］［故意自言自語地］入射角增大，折射角也增大，兩者的差是不是定值呢？（有學(xué)生開始計(jì)算） ［學(xué)生甲］不是，差值是越來越大的. ［師］是不是有規(guī)律地增大，比如入射角增大10，折射角一定增大某一個(gè)數(shù)值？ ［生］不是，前兩組差不多，后兩組又不同了. ［師］那么，會(huì)不會(huì)兩角的比值不變呢，大家算算看.（學(xué)生計(jì)算，有學(xué)生算了兩組數(shù)據(jù)說好像是相等的） ［師］能不能從兩組數(shù)據(jù)下結(jié)論？ ［生］不能. ［師］對(duì)，那樣太輕率了點(diǎn).把5組數(shù)據(jù)都算出來看看. ［學(xué)生繼續(xù)計(jì)算.發(fā)現(xiàn)比值也是不相等的］ ［師］看來我們碰到麻煩了，如果讓你來猜的話，你還能猜想它們之間可能是什么關(guān)系？ ［生沉默］ ［師］其實(shí)不是你們不夠聰明，實(shí)在是因?yàn)槿肷浣呛驼凵浣侵g的關(guān)系太出乎人意料了.人類從積累入射角與折射角的數(shù)據(jù)到找出兩者之間的定量關(guān)系，經(jīng)歷了近1500年的時(shí)間［有學(xué)生驚嘆］. ［教師抓住機(jī)會(huì)教育］科學(xué)研究是一件很艱苦的工作，需要有持之以恒的毅力和必勝的信念.有時(shí)需要幾代人的努力.我們要學(xué)好物理也需要這樣一種恒心和解決困難的勇氣.希望大家不畏難，不怕苦，勇于探索，在科學(xué)學(xué)習(xí)之路上能走得很遠(yuǎn)很遠(yuǎn). ［教師繼續(xù)］實(shí)際上在公元1400年，托勒密也曾經(jīng)認(rèn)為，入射角與折射角存在著簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，但只有對(duì)比較小的入射角才大致相符，就像我們剛剛在計(jì)算中發(fā)現(xiàn)的那樣.直到1621年，才由斯涅耳找到了這個(gè)關(guān)系.這個(gè)謎終于被解開了，謎底是——入射角的正弦和折射角的正弦成正比. 即=常數(shù).請(qǐng)大家看課本的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析. ［學(xué)生看書30秒］ 4.師生一起歸納總結(jié)折射定律的內(nèi)容. 5.折射現(xiàn)象中光路可逆——直接給出即可，學(xué)生能領(lǐng)會(huì). （四）折射率n 1.折射率的定義 ［教師］剛才我們已經(jīng)知道了.光從空氣進(jìn)入玻璃時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦成正比.比值約為1.50.進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn).若光從空氣進(jìn)入另一種介質(zhì).比如進(jìn)入水中時(shí)，盡管入射角的正弦與折射角的正弦之比仍為常數(shù).但這個(gè)常數(shù)卻不是1.50.而是約1.33,可見這個(gè)常數(shù)跟介質(zhì)有關(guān)系.它反映了介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì).我們?cè)O(shè)想光從空氣進(jìn)入玻璃和光從空氣進(jìn)入水中的入射角都是30，則有： 空氣→玻璃：=1.50 空氣→水：=1.33 顯然θ2′＞θ2，我們畫出光路圖如圖19—11甲、乙.可以看到，光從空氣進(jìn)入玻璃時(shí).折射光偏離原來的傳播方向更厲害.也就是說，這個(gè)比值的大小能反映介質(zhì)對(duì)光的偏折程度，比值越大.表明介質(zhì)對(duì)光的偏折作用越大.我們把這個(gè)比值叫做折射率，用n表示.定義折射率n=.圖19—11 2.對(duì)折射率的幾點(diǎn)說明 a.引導(dǎo)學(xué)生看課本加點(diǎn)字對(duì)折射率定義的敘述，強(qiáng)調(diào)：光從真空進(jìn)入介質(zhì)，若光從介質(zhì)進(jìn)入真空.則入射角正弦與折射角正弦之比= b.光從空氣進(jìn)入介質(zhì)近似于光從真空進(jìn)入介質(zhì) c.介質(zhì)對(duì)真空的折射率也叫絕對(duì)折射率，簡(jiǎn)稱折射率.若光從水中進(jìn)入玻璃中，則入射角正弦與折射角正弦之比叫玻璃對(duì)水的折射率.也叫相對(duì)折射率.若水為介質(zhì)Ⅰ，玻璃為介質(zhì)Ⅱ,則寫作n21= 3.折射率的決定因素 a.光折射的原因是：光在不同介質(zhì)中的速度不同. ［做課本后的“做一做”小實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解這一點(diǎn)］ b.折射率n的決定式：n= c.n＞1 d.仿照n=可寫出相對(duì)折射率n21=== （五）課堂鞏固訓(xùn)練 三、小結(jié) 1.光的反射定律和折射定律是幾何光學(xué)的兩大基本規(guī)律（另外一個(gè)是光的直線傳播規(guī)律）.是研究幾何光學(xué)的重要法寶.在應(yīng)用時(shí)一定要注意作圖，突出幾何的特點(diǎn). 2.反射成像和折射成像的原理分別是：平面鏡成像是反射光線反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn).折射成像是同一光點(diǎn)的折射光線或其反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn).為該光點(diǎn)的像.應(yīng)在明確成像原理的基礎(chǔ)上正確畫出光路圖再行求解. 3.折射率是幾何光學(xué)中非常重要的基本概念之一.它反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)，每一種介質(zhì)在一定條件下有一個(gè)確切的折射率，不同種類的介質(zhì)在相同的條件下，一般具有不同的折射率.例如：玻璃的折射率是1.50，水的折射率是1.33. 4.通常所說的介質(zhì)的折射率是指介質(zhì)的絕對(duì)折射率，即光從真空射入某種介質(zhì)的折射率.若光由介質(zhì)1射入介質(zhì)2，這時(shí)的折射率確切地說應(yīng)該叫做介質(zhì)2對(duì)介質(zhì)1的相對(duì)折射率.通常用n21來表示. 四、布置作業(yè)