光學(xué)是研究光的行為和性質(zhì)的物理學(xué)科。光是一種電磁波，在物理學(xué)中，電磁波由電動(dòng)力學(xué)中的麥克斯韋方程組來(lái)描述；同時(shí)，光具有波粒二象性，光的粒子性則需要用量子力學(xué)來(lái)描述。
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光的折射
●教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)目標(biāo)
1.了解光的折射的現(xiàn)象.
2.了解光從空氣射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)的偏折規(guī)律.
3.了解光在發(fā)生折射時(shí)，光路的可逆性.
二、能力目標(biāo)
1.通過(guò)觀察，認(rèn)識(shí)折射現(xiàn)象.
2.體驗(yàn)由折射引起的錯(cuò)覺.
三、德育目標(biāo)
初步領(lǐng)略折射現(xiàn)象的美妙，獲得對(duì)自然現(xiàn)象的熱愛、親近的情感.
●教學(xué)重點(diǎn)
知道光的折射規(guī)律.
●教學(xué)難點(diǎn)
解釋簡(jiǎn)單的折射現(xiàn)象.
●教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)法、歸納法、講練法.
●教學(xué)用具
演示用：激光光源、光的折射演示裝置、水槽.
學(xué)生用：碗、筷子、茶杯、硬幣、適量的水.
●課時(shí)安排
1 課時(shí)
●教學(xué)過(guò)程
一、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引入新課
讓學(xué)生做兩個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣.
〔學(xué)生實(shí)驗(yàn)1〕在碗中盛滿水，把筷子斜插到碗的底部，從側(cè)面斜視水面，會(huì)發(fā)現(xiàn)水中的筷子看上去好像向上彎折了.
〔學(xué)生實(shí)驗(yàn)2〕在空的茶杯里放一枚硬幣，移動(dòng)杯子，使眼睛剛剛看不到硬幣，保持眼睛和杯子的位置不變，慢慢地向杯里倒水，隨著水面的升高，觀察者看到了硬幣，還會(huì)發(fā)現(xiàn)硬幣升高了.
上述實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生能看見水中“彎折”的筷子和“升高”的硬幣，是由于光在水和空氣的界面上發(fā)生了一種光現(xiàn)象，這就是本節(jié)要學(xué)習(xí)的光的折射，由此引入新課.
二、新課教學(xué)
（一）光的折射
〔師〕我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了光的直線傳播現(xiàn)象、反射現(xiàn)象.以及光在反射時(shí)所遵循的規(guī)律——光的反射定律.這些現(xiàn)象都是光在同種均勻介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象.那么光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)又將如何傳播呢？
教師利用演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察光的折射現(xiàn)象.實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，其中圓形白色屏E（可用2 cm厚木板刷上白油漆）邊緣標(biāo)有均勻刻度，中間開有長(zhǎng)方形口，恰好將長(zhǎng)方形玻璃容器放進(jìn)去，容器中裝適量的水，并在水中插有可轉(zhuǎn)動(dòng)的白色屏F（樹脂板或塑料板），白色屏E和F可顯示光束傳播的路徑.圓周上有一可移動(dòng)的激光光源S（可用激光棒）.
〔師〕光從空氣斜射入水中，傳播方向是否改變呢？
〔生甲〕傳播方向不改變，仍沿直線傳播.
〔生乙〕傳播方向要發(fā)生改變.
〔師〕光從空氣斜射入水中，如果改變方向，是向介面偏折呢？還是向法線偏折？
〔生甲〕向介面偏折.
〔生乙〕向法線偏折.
〔師〕上面問(wèn)題的回答誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)呢？下面我們用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下.
〔演示1〕
使E、F在同一平面上，讓光從空氣斜射向水面.
〔現(xiàn)象〕光從空氣斜射入水中，在空氣中發(fā)生反射，同時(shí)在水面處改變方向進(jìn)入水中，同時(shí)向法線偏折.
師生共同分析得出結(jié)論：
光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫光的折射.（refraction)
（二）有關(guān)折射的幾個(gè)專用名詞
1.教師把剛才光的折射現(xiàn)象在黑板上畫出光的折射光路圖.
2.從圖中介紹，什么是折射光線和折射角.為了防止學(xué)生把折射光線與界面的夾角誤認(rèn)為折射角，所以，要特別指出，折射角是折射光線與法線的夾角.
（三）光的折射規(guī)律
〔演示2〕使E、F在同一平面上，讓光從空氣斜射向水面，改變?nèi)肷浣牵僮鰞纱?
演示過(guò)程要讓學(xué)生觀察兩點(diǎn)：
1.光從空氣射入水中，入折角和折射角哪個(gè)大？
2.隨著入射角的增大（減小）折射角將如何改變？
〔現(xiàn)象〕①光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角.
②折射角隨著入射角的'增大 （減小）而增大（減小）.
〔演示3〕把白色屏F分別向前、向后折，讓光以某一角度射向水面.
〔師〕大家能否看到水中的光線.
〔生〕看不見.
師生共同分析得出結(jié)論：
①折射光線、入射光線、法線位于同一平面內(nèi).
②折射光線、入射光線位于法線的兩側(cè).
〔演示4〕讓光垂直射向水面
〔師〕大家觀察一下進(jìn)入水中的光線沿什么方向前進(jìn)？
〔生〕光沿直線傳播，傳播方向不變.
師生共同分析得出：
當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，傳播方向不改變.
〔師〕當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，入射角和折射角各是多少度？
〔生〕當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，入射角為0°,折射角也為0°.
〔師〕利用圖提出問(wèn)題：如果讓光線逆著折射光線的方向從水或其他介質(zhì)射入空氣中，光線是否沿原入射光線射出呢？
〔演示5〕
①先讓光由空氣射入水中，記下入射光線、入射點(diǎn)、折射光線的位置.
②再讓光線逆著折射光線方向射入，觀察光線是否逆著原入射光線方向射出.
教師演示，學(xué)生觀察后師生共同分析得出結(jié)論：
在折射時(shí)光路是可逆的.
（四）用光的折射規(guī)律解釋一些簡(jiǎn)單的現(xiàn)象
1.盛了水的碗，看上去好像變淺了
〔分析〕如圖所示，從碗底S點(diǎn)發(fā)出的光線，由水進(jìn)入空氣時(shí)，在水面上會(huì)發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進(jìn)入人眼，人眼逆著折射光線的方向看去，覺得這些光線好像是從它們反向延長(zhǎng)線交點(diǎn)S′發(fā)出來(lái)的.S′就是S的虛像，S′比S與水面的距離近.所以，人看上去盛水的碗底好像變淺了.
2.放在杯底剛好看不見的小石頭，加上水又會(huì)看得見.
〔分析〕在未加水之前的小石頭S點(diǎn)，射入人眼的這部分光，被杯的邊沿?fù)踝∪鐖D甲所示，射向其他方向的光線，也沒有射進(jìn)人的眼睛，所以，人眼看不見小石頭.當(dāng)水加到一定程度時(shí)，S點(diǎn)從水射入空氣時(shí)，在水面發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進(jìn)入人眼.如圖乙所示，人可以看見小石頭，其實(shí)，人看到的只是小石頭的虛像.
三、知識(shí)小結(jié)
通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題：
1.光的折射現(xiàn)象.
2.光的折射規(guī)律.
3.用光的折射解釋簡(jiǎn)單的光現(xiàn)象.
四、布置作業(yè)
1.復(fù)習(xí)本節(jié)課文.
2.P48動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理①②③④.
3.預(yù)習(xí)第五節(jié)“看不見的光”.
五、板書設(shè)計(jì)
第四節(jié)光的折射
1.光的折射
光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫光的折射.
2.光的折射規(guī)律
①折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi).
②折射光線和入射光線分居法線兩側(cè).
③折射角隨著入射角的增大（減小）而增大（減小）.
④當(dāng)光從空氣斜射入其他透明介質(zhì)時(shí)，入射角大于折射角；當(dāng)光從其他透明介質(zhì)斜射入空氣時(shí)，入射角小于折射角.
⑤當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，傳播方向不改變.
⑥在折射時(shí)光路是可逆的.
3.解釋現(xiàn)象
①池水變淺.
②硬幣升高.
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