人教版选修3-4光的折射教学设计

我们生活在五彩缤纷的世界里,生活在光的世界中。

毛泽东在他的词《菩萨蛮·大柏地》中写道:“赤橙黄绿青蓝紫,谁持彩练当空舞?”“彩练”是指雨后天空出现的彩虹,这是太阳光在通过空中的雨滴时,发生折射而色散的结果。

大诗人李白在他的《梦游天姥吟留别》中写道:“海客谈瀛洲,烟涛微茫信难求。

”意思是传说中的东海仙山实在难找,也有人认为这是指“海市蜃楼”,其实这是光发生全反射的结果。

光现象与我们的生活密不可分,如图所示,插入水杯中的筷子“弯曲”了,雨后马路上积水表面的油膜呈现出五颜六色,家用宽带用光纤送入……这一章我们将从光的反射、折射开始,学习光的干涉、衍射、激光的特性及应用等知识。

让我们一起打开光学的大门,在光学世界的殿堂中遨游吧!课时13.1光的反射和折射1.认识光的反射及折射现象,知道法线、入射角、反射角、折射角的含义。

2.理解反射和折射定律,会利用折射定律解释相关光现象和计算有关问题。

3.理解折射率的概念,会测定玻璃的折射率。

重点难点:折射定律的应用和折射率的测量,以及折射定律与光路可逆原理相结合的应用。

教学建议:本节主要讲光的反射定律、折射定律和折射率的测定,教学中要充分重视。

折射是在初中学习的知识上的进一步深化;折射率是一个全新的知识点,它对于后面理解全反射非常重要。

在求解折射率时,切忌死套公式。

在教科书的结构上,先介绍折射定律和折射率,再引入实验和例题,体现从基本知识到实际应用的过程。

导入新课:雨过天晴,顺着太阳看去,可以看到含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的“鹊桥”,俗称“彩虹”。

你知道这“彩虹”是如何形成的吗?1.光的反射与反射定律(1)光的反射:光照射到两种介质的界面上,一部分返回①原来介质的现象。

(2)入射角与反射角:入射光线与②法线的夹角叫入射角,反射光线与③法线的夹角叫反射角。

(3)反射定律:在光的反射现象中,反射光线、入射光线和④法线在同一平面内,且反射光线与入射光线分别位于法线的两侧,反射角⑤等于入射角。

《光的折射》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）了解光的折射现象。

（2）知道光从空气斜射入水或其他介质中时的折射规律。

（3）能解释生活中常见的光的折射现象。

2、过程与方法目标（1）通过观察实验，经历探究光的折射规律的过程，培养学生的观察能力和分析归纳能力。

（2）通过绘制光路图，提高学生运用几何知识解决物理问题的能力。

3、情感态度与价值观目标（1）激发学生对光学现象的好奇心和求知欲，培养学生探索自然的兴趣。

（2）培养学生尊重科学、实事求是的态度。

二、教学重难点1、教学重点（1）光的折射规律。

（2）解释生活中的光的折射现象。

2、教学难点（1）探究光的折射规律的实验设计和数据分析。

（2）用光的折射规律解释实际问题。

三、教学方法讲授法、实验法、讨论法、多媒体辅助教学法四、教学准备玻璃砖、激光笔、水槽、水、量角器、多媒体课件五、教学过程（一）导入新课通过播放一段潜水员在水中看物体的视频，引导学生观察潜水员看到的物体位置与实际位置的差异，从而引出光的折射现象，激发学生的学习兴趣。

（二）新课讲授1、光的折射现象（1）教师演示：将激光笔斜射入装有水的水槽中，让学生观察光在空气中和水中的传播路径。

（2）引导学生观察并总结光的折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫做光的折射。

（3）让学生列举生活中常见的光的折射现象，如筷子在水中“折断”、潭水看起来变浅等。

2、光的折射规律（1）提出问题：光的折射有什么规律呢？（2）实验探究：①介绍实验器材：玻璃砖、激光笔、量角器等。

②实验步骤：让激光笔沿着玻璃砖的表面入射，观察光在玻璃砖中的传播路径。

改变入射角的大小，多次重复实验，记录入射角和折射角的大小。

让光从玻璃砖的另一侧射出，观察折射光线的方向。

（3）学生分组实验，教师巡视指导。

（4）分析实验数据，得出光的折射规律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内。

折射光线和入射光线分居法线两侧。

当光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角；当光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。

1光的反射和折射(教师用书独具)●课标要求1 .通过实例分析掌握光的反射定律与光的折射定律．2 .理解折射率的定义及其与光速的关系．3 .学会用光的折射、反射定律来处理有关问题．●课标解读1 .理解光的反射定律和折射定律，并能用来解释和计算有关的问题．2 .理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系．3 .会依据光的反射定律和折射定律做出光路图．●教学地位光的反射定律和折射定律是研究几何光学的重要法宝，是全章的重点，折射率是掌握折射定律的关键，本节内容是高考的热点．(教师用书独具)●新课导入建议有经验的渔民叉鱼时，不是正对着看到的鱼去叉，而是对着所看到鱼的下方叉，如图教13－1－1所示．你知道这是为什么吗？通过本节课的学习，你将明白其中的道理．图教13－1－1●教学流程设计课前预习安排1.看教材.2.学生合作讨论完成【课前自主导学】.步骤1：导入新课，本节教学地位分析 步骤2：老师提问，学生回答补充，检查预习效果 步骤3：师生互动完成“探究1”教师讲解例题步骤7：指导学生完成【当堂双基达标】验证学习情况 步骤6：完成“探究3”方式同完成“探究1” 步骤5：师生互动完成“探究2”方式同完成“探究1” 步骤4：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】1(1)光的反射光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质的现象．(2)反射定律反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角．2 .思考判断(1)反射定律是确定反射光线的位置的规律．(√)(2)不是所有的反射现象都遵循反射定律．(×)3 .探究交流光发生反射现象时，反射光线和入射光线传播的速度是否相同？【提示】光在反射时，入射光线和反射光线是在同一介质中，因此入射光线和反射光线的传播速度相同．1 .基本知识(1)光的折射和折射定律(2)折射率①物理意义反映介质的光学性质的物理量．②定义光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，简称折射率，即n＝sin θ1 sin θ2．③折射率与光速的关系某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝c v．④特点任何介质的折射率都大于1．2 .思考判断(1)一束光从空气进入水中时，传播方向一定发生变化．(×)(2)入射光线、反射光线与法线必共面．(√)(3)光的反射现象中，光路是可逆的，光的折射现象中，光路不是可逆的．(×)3 .探究交流折射率大的介质，其密度一定大吗？【提示】折射率反映介质对光的一种性质，与密度没有直接关系，密度大，折射率未必大，例如水和酒精相比．1 .光折射的实质是什么？2 .光折射时频率改变吗？3 .光折射时速度改变吗？1. 光的方向光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化(斜射)，并非一定变化，当光垂直界面入射时，传播方向就不发生变化．2. 光的传播速度光从一种介质进入另一种介质时，传播速度一定发生变化，当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，但也属于折射，光传播的速度发生变化．3 .入射角与折射角的大小关系光从一种介质进入另一种介质时，折射角与入射角的大小关系不要一概而论，要视两种介质的折射率大小而定．当光从真空斜射入介质时，入射角大于折射角；当光从介质斜射入真空时，入射角小于折射角．1 .应用折射定律和反射定律解题的关键是确定入射角、反射角和折射角．画出正确的光路图是解题的必要前提．2 .入射角、折射角、反射角均以法线为标准来确定，注意法线与界面的区别．光在某种介质中的传播速度是1.73×108m/s，要使光由这种介质射入空气时折射光线与反射光线成90°夹角，求入射角．【审题指导】解答本题时可按以下思路分析：(1)正确作出光路图．(2)明确入射角、反射角和折射角间的关系．【解析】依题意作光路图如图所示，则折射角θ2＝90°－θ1，其中θ1为入射角．这种介质的折射率n＝cv＝3×1081.73×108＝3，由折射定律知n＝sin θ2sin θ1，即n sin θ1＝cosθ1，所以tan θ1＝1n＝13，故入射角θ1＝30°.【答案】30°1 .假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比()A．将提前B．将延后C．在某些地区将提前，在另一些地区将延后D．不变【解析】假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所示．在地球上B点的人们将在太阳到达A′点时看到日出；而地球表面有大气层，由于空气的折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层越密，折射率越大，太阳光将沿如图所示AB曲线射入在B处的人眼中，使在B处的人看到了日出．但B 处的人认为光是沿直线传播的，则认为太阳位于地平线上的A′点，而此时太阳还在地平线下，日出的时间提前了，所以无大气层时日出的时间将延后，故正确答案为B.【答案】 B1 .折射率与入射角的大小有关吗？2 .折射率与光速的关系如何？3 .折射率与哪些因素有关？1. 关于正弦值当光由真空中射入某种介质中，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值之比是一个常数．2. 关于常数n入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数，但不同介质具有不同的常数，说明常数反映着该介质的光学特性．3. 光传播速度介质的折射率n跟光在其中的传播速率v有关，即n＝cv，由于光在真空中的传播速率c大于光在任何介质中的传播速率v，所以任何介质的折射率n都大于1.因此，光从真空斜射入任何介质时，入射角均大于折射角；而光由介质斜射入真空时，入射角均小于折射角．4. 决定因素介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量，它的大小只能由介质本身及光的性质共同决定，不随入射角、折射角的变化而变化．折射率的定义式n＝sin θ1sin θ2中的θ1为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角；而θ2为介质中的光线与法线的夹角，也不一定为折射角．一半圆柱形透明物体横截面如图13－1－1所示，底面AOB镀银，O 表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N 点射出，已知光线在M点的入射角为30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求：图13－1－1(1)光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率．【审题指导】解答本题时可先作出光路图，根据几何关系确定在M点的折射光线和N点的入射光线，从而确定它们的折射角和入射角．【解析】(1)如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P、N三点共线．设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，∠OMQ＝α，∠PNF＝β，根据题意有α＝30°①由几何关系得∠PNO＝∠PQO＝r，于是β＋r＝60°②α＋r＝β③由①②③式得r＝15°.(2)根据折射率公式有n＝sin isin r＝sin 30°sin15°＝6＋22.【答案】(1)15°(2)6＋2 2光的折射问题的分析方法1 .根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图．2 .充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系．根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等．图13－1－22. (2013·烟台检测)一束光从某种介质射入空气中时，入射角θ1＝30°，折射角θ2＝60°，折射光路如图13－1－2所示，则下列说法正确的是()A．此介质折射率为3 3B．此介质折射率为 3C．相对于空气此介质是光密介质D．光在介质中的速度比在空气中大【解析】由入射角、折射角及折射定律的含义知n＝sin θ2sin θ1＝3，则此介质比空气的折射率大，故相对于空气为光密介质，又由n＝cv知D错误．【答案】BC【问题导思】1 .如何确定在玻璃中的折射光线？2 .在本实验中是否入射角越大越好？1. 实验原理用插针法确定光路，找出与入射光线相应的出射光线，就能在玻璃砖中画出对应的折射光线，从而可以测出一组对应的入射角和折射角，根据折射定律便可求出玻璃的折射率．2. 实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉(3～4枚)、量角器、直尺、铅笔．3. 操作步骤(1)把白纸用图钉钉在木板上．(2)沿玻璃砖的一个面画一条线aa′作为界面，过aa′上一点O作垂直于aa′的直线NN′作为法线，过O点画一条入射光线AO，使入射角θ1适当大些．如图13－1－3所示．图13－1－3(3)在AO线上竖直地插两枚大头针P1、P2，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa′重合．(4)沿玻璃砖的另一侧面画一条直线bb′.(5)在玻璃砖的bb′一侧白纸上竖直地立一枚大头针P3，用眼睛观察调整视线，同时移动大头针P3的位置，使P3恰好能同时挡住玻璃砖aa′一侧所插的大头针P1、P2的像，把此时大头针P3插好．(6)在玻璃砖bb′一侧再竖直地插一枚大头针P4，使P4能挡住P3本身，同时也能挡住P1、P2的像．(7)记下P3、P4的位置，移去玻璃砖，拔去大头针，过P3、P4连一条直线BO′交bb′于O′点，连接OO′，OO′就是入射光线AO在玻璃砖内的折射光线，折射角为θ2.(8)用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的大小．(9)改变入射角θ1，重复上面的步骤再做三、四次，量出相应的入射角和折射角．(10)算出不同入射角时sin θ1sin θ2的值，求出几次实验中的平均值就是玻璃的折射率．用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住．接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使从另一侧隔着棱镜观察时，大头针P4、P3和P1、P2的像恰好在一条直线上．画出大头针位置和三棱镜轮廓，如图13－1－4所示．(1)在本题的图上画出所需的光路．(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是________，在图上标出它们．(3)计算折射率的公式是n＝________．【解析】(1)如图所示，画出通过P1、P2的入射光线交AC面于O，画出通过P3、P4的出射光线交AB面于O′，则光线OO′就为入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线．(2)在所画的图上，标明入射角θ1和折射角θ2，并画出虚线部分．用量角器测量出θ1和θ2或用刻度尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度．(3)因为n＝sin θ1sin θ2，sin θ1＝EFOE，sin θ2＝GHOG，则n＝EFOE÷GHOG＝EFOE·OGGH.【答案】(1)如解析中图所示(2)入射角θ1折射角θ2(或EF和OE、GH和OG)如解析中图所示(3)n＝sin θ1sin θ2(或n＝EFOE·OGGH)3. (2013·苏州中学检测)由某种透明物质制成的等腰直角棱镜AOB，两腰都为16 cm，且两腰与Ox和Oy轴都重合，如图13－1－5所示，从BO边的C点注视A点，发现A点的位置在D点，在C、D两点插上大头针，测出C点的坐标为(0，12)，D点的坐标为(9，0)，由此可以算出该透明物质的折射率为多大？【解析】假设从A点发出一条光线射在C点，经折射后，射入眼睛．当逆着折射光线看去，好似光线是从D点射出．sin θ1＝cos∠ACO＝12122＋162＝1220sin θ2＝cos∠DCO＝12122＋92＝1215所以，该透明物质的折射率n＝sin θ2sin θ1＝2015＝43.【答案】4 31. 关于光的折射现象，正确的说法是( ) A ．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射 B ．折射定律是托勒密发现的C ．人观察盛水容器的底部，发现水变浅了D ．若光从空气射入液体中，它的传播速度一定增大【解析】 光的反射也可改变光的传播方向，A 错；折射定律是斯涅耳发现的，B 错；由于折射现象，人观察盛水容器的底部时，发现水变浅了，C 对；由公式n ＝cv知光从空气射入液体中，传播速度要变小，D 错．【答案】 C2. 若某一介质的折射率较大，那么( ) A ．光由空气射入该介质的折射角较大 B ．光由空气射入该介质时折射角较小 C ．光在该介质中的速度较大 D ．光在该介质中的速度较小 【解析】 由n ＝sin isin r可知，光由空气射入介质时的折射角是由折射率n 和入射角i 共同决定的，所以A 、B 均错．由n ＝cv 可知，介质的折射率越大，光在该介质中的速度越小，故C 错，D 正确．【答案】 D3 .光从某种玻璃中射向空气，入射角θ1从零开始增大到某一值的过程中，折射角θ2也随之增大，则下列说法正确的是( )A ．比值θ1/θ2不变B ．比值sin θ1/sin θ2是一个大于1的常数C ．比值sin θ1/sin θ2不变D ．比值sin θ1/sin θ2是一个小于1的常数【解析】 光从玻璃射向空气时，玻璃的折射率n ＝sin θ2sin θ1>1且不变，因此C 、D 正确．【答案】CD4. (2011·江苏高考)一束光从空气射向折射率为3的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为______．真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为________．【解析】由题意知n＝sin isin （90－i）＝3，得i＝60°v＝cn＝33c.【答案】60°3 3 c5. 某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为O，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃一侧竖直插两枚大头针P1和P2，在另一侧再先后插两枚大头针P3和P4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P4、P3和P2、P1的像恰在同一直线上．移去圆形玻璃和大头针后，在图13－1－6中画出：图13－1－6(1)沿P1、P2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向；(2)光线在玻璃内的传播方向；(3)过光线的入射点作法线，标出入射角i和折射角r；(4)写出计算玻璃折射率的公式．【解析】(1)P1P2光线为入射光线，P3P4为通过圆形玻璃后的折射光线．(2)O1O2光线为入射光线P1P2在玻璃中的折射光线．(3)如图所示．(4)n＝sin i sin r.【答案】见解析1. 关于光的反射与折射，下列说法正确的是()A．光发生反射时，光的传播方向不一定改变B．光发生反射时，光的传播方向可能偏转90°C．光发生折射时，一定伴随着反射现象D．光发生反射时，一定伴随着折射现象【解析】发生反射时，光的传播方向一定发生改变，且可以改变90°，A 错，B对；发生折射时，一定伴随着反射现象，但有反射现象，不一定有折射现象，C对，D错．【答案】BC2. 在折射现象中，下列说法正确的是()A．折射角一定小于入射角B．折射率跟折射角的正弦值成反比C．折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍D．折射率大的介质，光在其中传播速度小【解析】折射角可能小于入射角，也可能大于入射角，例如光从水中射入空气时，折射角就大于入射角，故A错；某种介质的折射率对特定的光是一定的，不随折射角的正弦值的变化而变化，故B错；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，而不是入射角与折射角成正比，故C错；由n＝cv知，D正确．【答案】 D图13－1－73 .(2013·杭州二中检测)如图13－1－7所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知()A．光是从真空射入介质的B．介质的折射率为3 2C．介质的折射率为 3D．反射光线与折射光线的夹角为60°【解析】根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率n＝sin isin r＝sin 60°sin 30°＝3，只有C正确．【答案】 C图13－1－84. 如图13－1－8所示，虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是() A．bO可能是入射光线B．aO可能是入射光线C．cO可能是入射光线D．Ob可能是反射光线【解析】由于入射角等于反射角，入射光线、反射光线关于法线对称，所以aO、Ob应是入射光线或反射光线，PQ是法线．又因为反射光线、折射光线都不与入射光线位于法线同侧，所以aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线．【答案】BD5 .如图13－1－9所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况．造成这种现象的原因是()图13－1－9A．光的反射B．光的折射C．光的直线传播D．小孔成像【解析】太阳光线进入大气层发生折射，使传播方向改变，使人感觉太阳的位置比实际位置偏高，故B正确．【答案】 B6. (2013·黄冈中学检测)如图13－1－10所示，一玻璃棱镜的横截面是等腰△abc，其中ac面是镀银的．现有一光线垂直于ab面入射，在棱镜内经过两次反射后垂直于bc面射出，则()图13－1－10A．∠a＝30°，∠b＝75°B．∠a＝32°，∠b＝74°C．∠a＝34°，∠b＝73°D．∠a＝36°，∠b＝72°【解析】在光路图中作出法线，由反射定律和三角形几何知识可得出∠b ＝2∠a.由三角形内角和等于180°得2∠b＋∠a＝180°.所以∠a＝36°，∠b＝72°.【答案】 D7 .用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa′和bb′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图13－1－11所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将()图13－1－11A．偏大B．偏小C．不变D．无法确定【解析】可作出经过玻璃砖的光路图，由几何知识可知，测出的折射角与正确值相同．【答案】 C8 .如图13－1－12，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°.已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为()图13－1－12A. 2 B．1.5C. 3 D．2【解析】如图为光线在玻璃球内的光路图．A、C为折射点，B为反射点，作OD平行于入射光线，故∠AOD＝∠COD＝60°，所以∠OAB＝30°，玻璃的折射率n＝sin 60°sin 30°＝3.【答案】 C图13－1－139 .如图13－1－13所示，空气中有一块横截面呈扇形的玻璃砖，折射率为 2.现有一细光束垂直射到AO面上，经玻璃砖反射、折射后，经OB面平行返回．已知∠AOB＝135°，扇形的半径为r，则入射点P距圆心O的距离为()A.14r B.12rC ．r sin 7.5°D ．r sin 15°【解析】 如图所示，过D 点作法线，光线在D 点折射时，由于∠AOB ＝135°，可知折射角为45°，由折射定律得sin 45°sin i ＝n ，得i ＝30°.由几何关系知∠PCD ＝15°，连接OC ，由反射定律知∠PCO ＝7.5°，PO ＝r sin 7.5°.选项C 正确．【答案】 C图13－1－1410. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图13－1－14所示．(1)此玻璃的折射率计算式为n ＝________(用图中的θ1、θ2表示)； (2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．【解析】 由折射定律得n ＝sin isin r 入射角i ＝90°－θ1，折射角r ＝90°－θ2，解得n ＝sin （90°－θ1）sin （90°－θ2）＝cos θ1cos θ2；为了减小测量误差，应选用宽度较大的玻璃砖来测量． 【答案】 (1)cos θ1cos θ2或sin （90°－θ1）sin （90°－θ2）(2)大11 .有一水池实际深度为3 m ，当垂直水面向下看时水的视深为多少？已知水的折射率为4/3.【解析】设水池的实际深度为H，水的视深为h，从正上方沿竖直向下的方向观察池底S时，由于光的折射现象，其视深位置在S′处，观察光路如图所示．由几何关系和折射定律可知：sin i＝n sin γ，O1O2＝h tan i＝H tan γ，考虑到从正上方观察时，角度i和γ均很小，所以有sin i≈tan i、sin γ≈tanγ，因此h＝Hn＝3×34m＝94m＝2.25 m.【答案】 2.25 m图13－1－1512. (2013·长沙一中检测)如图13－1－15所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表面的A点射出．已知入射角为i，A与O相距l，介质的折射率为n，试求介质的厚度d.【解析】设折射角为r，折射定律sin isin r＝n；几何关系l＝2d tan r解得d＝n2－sin2i2sin il.【答案】n2－sin2i 2sin il。

第一节光的折射教目标：（一）知识与技能1、理解折射定律的确切含义，并能用解释有关的光现象和进行有关的计算。

2、理解光的折射率，了解介质的折射率与光速的关系，并能用计算。

3、知道光路是可逆的，并能用处理有关的问题。

（二）过程与方法通过实验，理解光的折射定律。

（三）情感、态度与价值观通过本节内容的习，能够认识和解释生活中的一些光现象，增强习物理的兴趣。

教重点：光的折射定律的理解和应用。

教难点：光的折射率的理解。

教方法实验探究，计算机辅助教教用具：激光光演示器、激光手电、水槽、刻度盘、三角板、计算机、大屏幕、自制AI课件教过程：（一）引入新课教师：初中我们了光的反射定律，请同们回忆一下。

生：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别位于法线的两侧，反射角等于入射角。

且反射现象中，光路是可逆的。

（课件演示：光的反射）教师：今天我们习光的另外一种现象，看小实验。

［小实验］让生自己带水杯（最好都带快餐杯），筷子、铅笔、圆珠笔等，将筷子插入水中，让生观察水面处筷子形状的变化，水中的筷子是向上折了还是向下折了；让生向盛水的杯和无水的杯中分别投放硬币，观察水中的硬币看上去是变浅了还是深了。

生：插入水中的筷子，看上去好像在水面处折断了，且向上折；水中的硬币变浅了。

教师：如何解释上面的现象呢？下面我们就习光的折射及其规律，看究竟是怎样的情况。

（二）新课教1、折射定律师：光从空气射入玻璃这一介质时，传播方向发生了改变，我们把这种光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象，叫做光的折射。

[课件演示：光的折射]入射光线与法线间的夹角θ1 叫入射角，折射光线与法相间的夹角θ2叫做折射角。

教师引导生复习初中过的光的折射定律。

[多媒体辅助] 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于法线的两侧。

师：但是，入射角跟折射角之间究竟有什么关系呢？现在我们做实验看看。

[多媒体辅助] 介绍仪器特别是半圆形玻璃砖的直面是沿刻度盘的90°——90°刻度线放置的，当激光器发出的一束水平细光束有空气进入半圆形玻璃砖的直面，即界面时，垂直直面的0°——0°刻度线为二者界面的法线。

学案：光的折射【学习目标】1、掌握光的折射定律2、了解介质的折射率与光速的关系；3、掌握介质的折射率的概念．【学习过程】一、温故知新：1、当光射到两种介质的界面上时，会同时发生和现象。

2、光的反射定律：；；。

二、自主学习与合作探究：1、入射角是和之间的夹角；折射角是和之间的夹角。

2、合作探究：光的折射现象中，折射角与入射角之间的关系：下面是光线从空气射入某种玻璃时的入射角和折射角，请计算并找出其规律：光的折射定律：（1）内容：（2）在光的折射现象中，光路是的。

3、折射率：（1）定义：光从射入某种介质时，角的正弦与角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。

（2）介质的折射率与光在这种介质中传播速度的关系：n =（3）任何介质的折射率都于1。

（填写大于，或小于）问题讨论：1、为什么光在同一种均匀介质中能够沿直线传播？2、为什么任何介质的折射率都大于1？3、光由其他介质射入空气时，n =sinθ1/sinθ2是否还适用，如果适用则θ1和θ2分别应是什么角？三、例题讲解：课本49页四、跟踪练习：1、在折射现象中，下列说法中正确的是：A、折射角一定比入射角小B、光从真空射入不同介质，入射角一定时，折射角大，表示该介质的折射率小。

C、介质的折射率大，光在其中的传播速度小。

D、折射角和入射角的关系是：入射角增大多少倍，折射角也同样增大多少倍。

2、光从空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中，O点是玻璃砖的圆心，下面四个光路图中正确的是：3、光从空气射入折射率为√3 的介质中，反射光线恰垂直于折射光线，求入射角为多大？五、本节小结：1、2、。

【教学目标】一．知识目标：1、理解折射定律的确切含义，并能用来解释光现象和计算有关的问题；2、理解折射率（指绝对折射率）的定义，以及折射率是反映介质光学性质的物理量；3、知道折射率与光速的关系，并能用来进行计算。

二．能力目标：1．能在学习光的传播和反射的基础上提出新的问题，培养提出问题的能力；2．通过实验观察、认识折射现象，培养学生初步观察的能力；3．使学生进一步了解科学探究活动过程，培养学生初步的探究能力；4. 体验由折射引起的错觉。

三．情感目标：1．有与他人交流和合作的精神、敢于提出自己不同的见解；2．逐步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的感觉；3．借助课堂小实验、多媒体课件和丰富的网上资料，培养学生热爱物理、热爱科学的情感。

【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，由介质本身来决定。

【教学难点】1．了解光在发生折射时，光路的可逆性；2．解释有关光的折射现象。

【教学难点的突破】１、设置实验，让学生有切身体会；２、引导学生自己作出光路图来解释光的各种折射现象。

【教学过程】一、创设情景、引入新课1．多媒体播放各种光的奇妙美丽的现象。

2．光的发展史：从17世纪波、粒二种学说，到19世纪波动说的完美，再到二十世纪的波粒二象性。

二光的反射定律学生回忆光的反射现象和光的反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。

三光的折射1、回忆光的折射现象：折射光线、入射光线、法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居法线两侧。

2、重做光的折射演示实验，定性演示折射角和入射角的关系：①入射角增大，折射角增大；②入射角减小，折射角减小。

玻璃3、折射角和入射角之间到底有什么定量关系呢？我们又怎样找到这些物理量呢？学生分组实验:两面实验器材：平行的玻璃砖,大头针，量角器，三角板，白纸。

学生讨论怎样测得入射角和折射角。

引导学生做实验： ①光是沿直线传播的，现在我们没有激光等各种光源，怎么利用现有的实验器材确定一条光线？ ②怎样确定入射光线和折射光线？尤其是玻璃中的折射光线怎么确定下来？③请设计一个表格记录实验数据。

物理《光的折射》教案一、教学目标1. 让学生了解光的折射现象，掌握折射定律。

2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

3. 引导学生通过实验探究，提高动手操作和观察能力。

二、教学内容1. 光的折射现象2. 折射定律3. 折射现象的应用三、教学重点与难点1. 重点：光的折射现象，折射定律。

2. 难点：折射定律的应用，光的折射现象的解释。

四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生探究光的折射现象。

2. 利用实验演示，让学生直观地感受光的折射。

3. 运用案例分析法，分析光的折射在现实生活中的应用。

五、教学过程1. 导入：通过日常生活中的实例，如水中的鱼看起来更浅等，引导学生思考光的折射现象。

2. 探究：分组进行实验，观察光的折射现象，引导学生发现折射定律。

3. 讲解：讲解折射定律的原理，并用图示直观地展示光的折射过程。

4. 应用：分析光的折射在现实生活中的应用，如眼镜、光纤通信等。

5. 练习：布置课后习题，巩固所学知识。

6. 总结：对本节课内容进行总结，强调光的折射现象及其应用。

7. 拓展：引导学生思考光的折射与其他光学现象的联系，如全反射等。

六、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况。

2. 课后习题：检查学生对光的折射现象和折射定律的理解与应用。

3. 实验报告：评估学生在实验中的观察、分析、总结能力。

4. 小组讨论：评价学生在团队合作中的表现，如沟通、协作等。

5. 学生自评：鼓励学生反思自己的学习过程，提高自我认知。

七、教学资源1. 实验器材：折射仪、玻璃棒、水等。

2. 教学课件：通过动画、图片等形式展示光的折射现象。

3. 案例素材：收集现实生活中的光的折射现象实例。

4. 课后习题：编写针对本节课内容的习题。

八、教学进度安排1. 课时：2课时。

2. 教学过程：第一课时：光的折射现象，折射定律的发现。

第二课时：光的折射定律的应用，现实生活中的光的折射现象。

九、教学反馈与调整1. 课后收集学生反馈，了解学生对光的折射现象的理解程度。

我们生活在五彩缤纷的世界里,生活在光的世界中。

毛泽东在他的词《菩萨蛮·大柏地》中写道“赤橙黄绿青蓝紫,谁持彩练当空舞?”“彩练”是指雨后天空出现的彩虹,这是太阳光在通过空中的雨滴时,发生折射而色散的结果。

大诗人李白在他的《梦游天姥吟留别》中写道“海客谈瀛洲,烟涛微茫信难求。

”意思是传说中的东海仙山实在难找,也有人认为这是指“海市蜃楼”,其实这是光发生全反射的结果。

光现象与我们的生活密不可分,如图所示,插入水杯中的筷子“弯曲”了,雨后马路上积水表面的油膜呈现出五颜六色,家用宽带用光纤送入……这一章我们将从光的反射、折射开始,习光的干涉、衍射、激光的特性及应用等知识。

让我们一起打开光的大门,在光世界的殿堂中遨游吧!课时131光的反射和折射1认识光的反射及折射现象,知道法线、入射角、反射角、折射角的含义。

2理解反射和折射定律,会利用折射定律解释相关光现象和计算有关问题。

3理解折射率的概念,会测定玻璃的折射率。

重点难点折射定律的应用和折射率的测量,以及折射定律与光路可逆原理相结合的应用。

教建议本节主要讲光的反射定律、折射定律和折射率的测定,教中要充分重视。

折射是在初中习的知识上的进一步深化;折射率是一个全新的知识点,它对于后面理解全反射非常重要。

在求解折射率时,切忌死套公式。

在教书的结构上,先介绍折射定律和折射率,再引入实验和例题,体现从基本知识到实际应用的过程。

导入新课雨过天晴,顺着太阳看去,可以看到含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的“鹊桥”,俗称“彩虹”。

你知道这“彩虹”是如何形成的吗?1光的反射与反射定律(1)光的反射光照射到两种介质的界面上,一部分返回①原介质的现象。

(2)入射角与反射角入射光线与②法线的夹角叫入射角,反射光线与③法线的夹角叫反射角。

(3)反射定律在光的反射现象中,反射光线、入射光线和④法线在同一平面内,且反射光线与入射光线分别位于法线的两侧,反射角⑤等于入射角。

新课程新理念新设计人教版选修3-4《光的折射》教学设计（第一课时）永嘉中学肖飞燕yjxfy@一、设计思想“光的折射”主要内容是折射定律、折射率以及材料折射率的测定。

根据学习内容和学生实际情况本节课安排两课时，第一课时主要学习折射定律、折射率及初步应用；第二课时研究折射率的测量方法并测定玻璃的折射率。

“光的折射”是几何光学的主要内容，与以前教材相比，新人教版对几何光学内容删去较多，所以对“光的折射”的教学内容要更加重视。

设计时突出以下三方面：1、基于学生的已有知识，以实例和实验为基础，简单回顾光的反射定律和反射现象中光路可逆，初步形成光路概念。

在通过折射定律的应用培养分析光路图的能力，养成用光路研究几何光学的良好习惯。

2、用探究法得出折射定律，让学生经历规律发现的过程。

所以在折射定律的得出过程上多花些时间，首先用实验定性探究“折射角与入射角的定性关系”；接着重点定量分析折射角与入射角的定量关系，鼓励学生猜测并验证。

3、充分挖掘教材在情感态度价值观方面的教育功能。

通过“折射角与入射角的定量关系”的探究和历史足迹的介绍，使学生认识到科学的发现是经过曲折艰辛过程的，体验到认识发展的规律：实践——假设——再实践——修正假设，培养学生严谨的科学态度，同时使学生认识到各学科间是相互联系、互相促进，各学科全面发展的必要性，特别是数学与物理。

二、教材分析1、《课程标准》对本课教学内容“折射定律”的要求是“通过实验，理解光的折射定律；测定材料的折射率”。

《学科教学指导意见》对本课教学内容的教学要求如下：基本要求①知道光的反射与折射时光路可逆②掌握光的反射和折射定律③知道折射率的定义和表达式，知道折射率的决定因素发展要求①会用实验方法测出折射率②经历测定玻璃折射率的实验，体会其中蕴含的实验方法说明①不要求用惠更斯原理得出折射定律②不要求引入相对折射率的概念第一课时主要是达到基本要求，同时为第二课时铺垫。

2、本节课是光学的第一小节，教材在节前首先介绍了光学的发展史。

一、教学目标1. 知识目标：- 理解光的折射现象，掌握折射定律的基本内容。

- 了解光在不同介质中传播速度的差异，以及折射率的概念。

- 能够运用折射定律计算折射角和入射角。

2. 能力目标：- 培养学生观察光折射现象的能力，提高学生的实验操作技能。

- 培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的逻辑思维能力。

3. 情感目标：- 激发学生对光学现象的兴趣，培养学生的探索精神和创新意识。

- 增强学生的科学素养，树立正确的科学态度。

二、教学内容1. 光的折射现象2. 折射定律3. 折射率4. 折射现象的应用三、教学过程（一）导入新课1. 展示日常生活中的折射现象，如透镜、眼镜、水中的筷子等。

2. 提问：这些现象是如何产生的？引发学生的思考和讨论。

（二）讲授新课1. 光的折射现象：- 通过实验演示光从一种介质进入另一种介质时的折射现象。

- 引导学生观察并描述折射现象的特点。

2. 折射定律：- 介绍斯涅尔定律的基本内容。

- 通过实验验证折射定律，引导学生理解入射角、折射角和折射率之间的关系。

3. 折射率：- 讲解折射率的概念和意义。

- 引导学生了解不同介质之间的折射率差异。

4. 折射现象的应用：- 介绍折射现象在光学仪器、光纤通信、光学成像等方面的应用。

- 引导学生思考折射现象在科技发展中的作用。

（三）课堂练习1. 完成课后习题，巩固所学知识。

2. 设计简单的折射实验，培养学生动手操作能力。

（四）课堂小结1. 总结本节课所学内容，强调光的折射现象、折射定律和折射率的重要性。

2. 引导学生思考折射现象在日常生活中的应用，激发学生的创新意识。

四、教学评价1. 过程性评价：- 观察学生在课堂上的参与度、提问次数、实验操作能力等。

- 评估学生在小组讨论中的表现。

2. 结果性评价：- 通过课后习题、实验报告等形式，评估学生对知识的掌握程度。

- 结合学生的课堂表现，进行综合评价。

五、教学反思1. 关注学生的个体差异，因材施教。

选修3-4第十三章第1节《光的折射》一、教材分析本节课是光的第一小节，教材在节前首先介绍了光的发展史。

正文直接由生活中的反射和折射现象回顾初中所知识——反射定律和折射现象，接着由光的折射现象中折射角与入射角的定性关系直接给出了光的折射定律。

折射定律是研究几何光的重要法宝，是全章的重点，折射率是掌握折射定律的关键，也是难点。

高中阶段只研究在两种介质中并且其中一种介质是空气的两界面间的折射情况及所遵循的规律。

二、教目标1、通过观察实验，了解光的反射和折射现象，并能规范做光路图。

2、通过对实验据的分析，探究折射角与入射角的关系并归纳折射定律。

3、通过比较光从空气射入不同介质（玻璃和空气）时，入射角的正弦与折射角的正弦比值的不同引出折射率的概念和解其物意义，并能用解释光现象和计算有关的问题。

4、知道折射率与光速的关系，并能用进行计算。

5、知道在光的反射和折射现象中光路是可逆的，建立光路是可逆的的观点并能用此处有关的问题。

三、教重点难点重点：折射定律的得出过程以及对光的折射率的解难点：折射率的解，折射定律与光路可逆原的综合运用四、情分析（根据个人情况写）五、教方法实验观察、论分析、案导六、课前准备光的折射演示器，多媒体课件，直尺七、课时安排：1课时八、教过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了生的预习情况并了解了生的疑惑，使教具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

1．多媒体播放各种光的奇妙美丽的现象。

（创设情景）2．介绍光的发展史：从17世纪波、粒二种说，到19世纪波动说的完美，再到二十世纪的波粒二象性。

3．介绍本书安排的知识：物光和几何光三）合作探究、精讲点拨一、反射定律结合实验现象回忆光的反射现象和光的反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。

二、折射定律1、插针法体现光路图：生回顾光的反射定律和折射定律。

激励个别生主动用实物放置体现光的反射定律和折射定律，并请生放置体现的具体含义。

养学生总结分析的逻辑能力。

新课教学1 这一节课我们复习光的反射和折射现象，知道光的反射遵循反射定律，那光的折射应该遵循何规律？1．介绍折射的相关物理量如图所示，光从空气射入介质，AO为入射光线，O为入射点，OC为折射光线。

入射角: 入射光线与法线间的夹角i叫做入射角。

折射角: 折射光线与法线间的夹角r叫做折射角。

2．在黑板上演示：激光笔发出绿光对准半圆形玻璃砖的光心从空气射入玻璃，观察折射光线和入射光线的相对位置及折射角和入射角的关系：（要解释半圆形玻璃砖内的折射光线与半圆面的出射光线共线，在半圆面发生了第二次折射，垂直入射垂直折射，所以折射角可以看出射光线。

先演示特殊情况——光沿法线入射，不偏折，再演示任意角入射。

a.让学生观察折射光线、入射光线及界面的法线空间关系：b.光从空气斜射入玻璃时，入射角始终大于折射角。

3．定量测量8组入射角与折射角数共面，分居法线两侧学生读取数据并记录学生计算数据验证老师的猜测，不对。

入射角增大，折射角也增大，猜测：会不会两角培养类似概念的迁移能力培养学生观察和分析推理能力培养学生读取实验数据的能力培养学生处理实验数据的能力、培养学生创新精神和创新思维能A介质riC空气O据，建议入射角分别取10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°，列出原始数据表（为了方便学生参与获取数据，用摄像头投影到大屏幕，大家一起读取和记录数据。

但要先明确光线有一定宽度，可用光线的中心来读入射角和折射角）教师打开excel表格，录入测量数据并处理：入射角增大，折射角也增大，猜测：两者的差是不是定值呢？同学还有什么猜测？教师选择实验数据，运用excel自带的数据处理描点作图，得到i-r坐标中的8个点，前几个点大致在一条直线，后几个点位置明显不在线上，入射角与折射角存在着简单的正比关系，但只有对比较小的入射角才大致相符，这点早在公元1400年，托勒密也曾经这样认识，否定了这种猜测。

光的反射和折射-人教版选修3-4教案一、教学目标1.了解光的反射和折射的基本概念。

2.熟悉平面镜和球面镜的特点、成像规律及其应用。

3.掌握透镜的种类、性质和成像的基本公式。

4.能够解决简单的光学问题。

二、教学重点1.光的反射和折射的概念和规律。

2.平面镜和球面镜的成像规律及其应用。

3.透镜的种类、性质和成像的基本公式。

三、教学难点1.球面镜的成像规律。

2.透镜的成像公式。

四、教学内容1. 光的反射光线垂直入射到镜面上，反射光线和入射光线在反射面法线上的投影互相重合。

光的反射是铜镜、水面、玻璃等不透明物体所表现的基本特性。

2. 光的折射光在介质之间传播时，由于光速的变化而改变传播的方向。

光的折射是指光线经过不同密度介质时改变传播方向的现象。

3. 平面镜平面镜是由平面玻璃或透明板在一面附着上铝或其他金属制成的镜子，是最简单的光学元件。

平面镜有以下特点：1.光线入射平面镜上的法线和镜面成等角。

2.光线被平面镜反射后，入射和反射两条光线与法线成等角，并在法线上对称。

3.平面镜不会引起光线的聚焦和分散，只能产生虚像。

4. 球面镜球面镜是由一块球面的内侧或外侧镀上一层反光材料而制成的光学元件。

球面镜有以下特点：1.光线入射时，法线、光线入射点和球心三点在同一条直线上。

2.球面镜内侧反射和外侧反射的特点不同。

3.球面镜能够聚光或发散光线，产生实像或虚像。

5. 透镜透镜是一种光学元件，可以将光线的传播方向改变，并能产生实像或虚像。

透镜有以下种类：1.凸透镜：中央较厚，边缘较薄，能使平行光线聚焦，形成实像。

2.凹透镜：中央较薄，边缘较厚，能使平行光线散开，形成虚像。

3.双凸透镜和双凹透镜：两面都是曲面，都能形成实像和虚像。

透镜的成像公式为：透镜成像公式透镜成像公式其中，s1为物距，s2为像距，f为透镜的焦距。

五、教学方法1.讲授法：讲解相关知识点，加强学生对光学知识的理解。

2.实验法：展示光的反射和折射的实验，让学生亲手进行实验。

光的反射和折射-人教版选修3-4教案学习目标
•了解光线在平面镜中的反射规律，并能应用反射规律解决与平面镜有关的问题；
•掌握光线在凸面镜中的折射规律，并能应用公式、图像解决与凸面镜有关的问题；
•了解光线在光密介质和光疏介质中传播的规律，并能应用公式、图像解决与介质有关的问题。

学习内容
一、光线在平面镜中的反射规律
1.光线的入射角与反射角相等；
2.入射光线、法线、反射光线都在同一平面内；
3.反射光线的方向与入射光线相对称。

二、光线在凸面镜中的折射规律
1.光线从一种介质斜入另一种介质中，会发生折射；
2.折射光线、法线、入射光线都在同一平面内；
3.根据斯涅尔定律，可以求得入射角、折射角以及两介质之间的折射率。

三、光线在光密介质和光疏介质中传播的规律
1.光线从光疏介质入射到光密介质中时，会向法线方向偏折；
2.光线从光密介质入射到光疏介质中时，会离开法线方向；
3.根据折射率公式，可以求得两种介质之间的折射率。

学习方法
1.学习前理清思路，先了解基本概念，以便掌握全局；
2.针对不同情况可以使用不同的解题方法，例如平行光、撇点光、遥远物体的解题法不同；
3.多做习题，熟能生巧，通过反复练习将学过的知识加以巩固。

学习评价
通过本次学习，学生应该掌握光的反射和折射规律，能够应用这些规律解决与平面镜、凸面镜、介质等相关的问题，能够理解和解释现实世界中的一些光学现象，可以通过搜集和整理资料，如动手做实验等方式提高对光的认识。