高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-4第十三章 光1 光的反射和折射教案

浙江省衢州市仲尼中学高二物理《光的反射和折射》教案

教材分析

本节主要讲光的反射定律，折射定律和折射率的测定，它们是本章的重点，教学中要充分重视。初中学习的折射的知识程度是很粗浅的，到这里要进一步化。折射率是一个全新的知识点，它对于理解全反射非常重要。因此，本节知识需要重点讲解的有两处，一是折射定律的应用，二是折射率的测量。难点是折射定律与光路可逆原理相结合的应用，特别是在求解折射率时，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。

学情分析

折射现象在初中是作为实验的结论提出来的，只是定性介绍，但在高中有所提升，即介绍了比较完整的反射定律，不要求学生解决有关反射定律的复杂难题。对于光路可逆原理对正确理解光的折射定律有着不可忽视的作用，初学者容易认为只要发生光的折射，则其折射角一定小于入射角。学生容易错误地把折射率的概念和物体的密度联系起来，可以引导学生分析教科书。

教学目标

一、知识与技能

1.知道反射定律的确切含义，并能用来解释有关现象.

2.知道反射现象中光路是可逆的，并能用来处理有关问题.

3.知道平面镜成像特点及作图方法.

4.理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题.

5.知道折射光路是可逆的，并能用来处理有关的问题.

6.知道折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有关的计算.

二、过程与方法

1.会用反射定律解释有关现象和处理有关问题.

2.会用折射定律计算有关的问题，能理解折射率与光速的关系，并能用来进行有关的计算.

三、情感态度与价值观

1.通过观察演示实验，培养学生的观察、概括能力，通过相关物理量变化规律的教学，培养学生分析、推理能力.

2.渗透物理研究和学习的科学态度教育.

教学重点

光的折射定律.折射率概念.

教学难点

光的折射定律和折射率的应用.

教学过程

一、引入新课

我们已经知道了，光在同一均匀介质中是沿着直线传播的，那么，当介质不均匀或当光从一种介质进入另一种介质中时，会发生什么现象呢？

［学生］反射，折射

［教师］对，这一节课，我们先简要地复习光的反射，再深入地研究光的折射现象.

二、新课教学

（一）光的反射现象及反射定律

1.介绍光学演示仪，指明观察对象——光在从一种介质（空气）进入另一种介质（玻璃）时发生的现象（半圆柱玻璃砖直面柱心正对入射光）

2.演示：光在到达空气和玻璃的交界面处时，一部分光被反射回空气中，另一部分光进入玻璃继续传播，但传播方向发生了改变.

3.学生边观察边回忆反射定律：转动光具盘以改变入射角，让前排学生读出几组入射角和反射角数据.两者相等.同时提醒学生注意.光具盘面是竖直的，在这个面上同时能看到反射光线和入射光线.说明两线共面，又因为法线也在这个面内.故三线共面.

4.归纳反射定律：三线共面两角相等.

5.反射光路可逆

（二）光的折射现象及折射定律

1.实验观察变为看折射光和入射光的相对位置及折射角和入射角关系的观察：

a.让学生观察折射光.入射光及界面的法线也是共面的.

b.光从空气进入玻璃时，入射角增大.折射角也增大，但入射角始终大于折射角.

2.定量测量5组数据，仿照课本列出原始数据表（可让前排的学生读取数据.但要先明确法线）

3.分析测量数据：（建议入射角分别取10°,20°,30°,40°,50°）

［教师］［故意自言自语地］入射角增大，折射角也增大，两者的差是不是定值呢？（有学生开始计算）

［学生甲］不是，差值是越来越大的.

［师］是不是有规律地增大，比如入射角增大10°，折射角一定增大某一个数值？

［生］不是，前两组差不多，后两组又不同了.

［师］那么，会不会两角的比值不变呢，大家算算看.（学生计算，有学生算了两组数据说好像是相等的）

［师］能不能从两组数据下结论？

［生］不能.

［师］对，那样太轻率了点.把5组数据都算出来看看.

［学生继续计算.发现比值也是不相等的］

［师］看来我们碰到麻烦了，如果让你来猜的话，你还能猜想它们之间可能是什么关系？

［生沉默］

［师］其实不是你们不够聪明，实在是因为入射角和折射角之间的关系太出乎人意料了.人类从积累入射角与折射角的数据到找出两者之间的定量关系，经历了近1500年的时间［有学生惊叹］。

［教师抓住机会教育］科学研究是一件很艰苦的工作，需要有持之以恒的毅力和必胜的信念.有时需要几代人的努力.我们要学好物理也需要这样一种恒心和解决困难的勇气.希望大家不畏难，不怕苦，勇于探索，在科学学习之路上能走得很远很远。

［教师继续］实际上在公元1400年，托勒密也曾经认为，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，就像我们刚刚在计算中发现的那样.直到1621年，才由斯涅耳找到了这个关系.这个谜终于被解开了，谜底是——入射角的正弦和折射角的正弦成正比. 即=常数.请大家看课本的实验数据及分析。

4.师生一起归纳总结折射定律的内容。

5.折射现象中光路可逆——直接给出即可，学生能领会。

（三）折射率n

1.折射率的定义

［教师］刚才我们已经知道了.光从空气进入玻璃时，入射角的正弦与折射角的正弦成正比.比值约为1.50.进一步的实验发现.若光从空气进入另一种介质.比如进入水中时，尽管入射角的正弦与折射角的正弦之比仍为常数.但这个常数却不是1.50.而是约1.33,可见这个常数跟介质有关系.它反映了介质的光学性质.我们设想光从空气进入玻璃和光从空气进入水中的入射角都是30°，则有：

空气→玻璃：=1.50      空气→水：=1.33

显然θ2′＞θ2，我们画出光路图如图 甲、乙.可以看到，光从空气进入玻璃时.折射光偏离原来的传播方向更厉害.也就是说，这个比值的大小能反映介质对光的偏折程度，比值越大.表明介质对光的偏折作用越大.我们把这个比值叫做折射率，用n表示.定义折射率n=.  

2.对折射率的几点说明

a.引导学生看课本加点字对折射率定义的叙述，强调：光从真空进入介质，若光从介质进入真空.则入射角正弦与折射角正弦之比=

b.光从空气进入介质近似于光从真空进入介质

c.介质对真空的折射率也叫绝对折射率，简称折射率.若光从水中进入玻璃中，则入射角正弦与折射角正弦之比叫玻璃对水的折射率.也叫相对折射率.若水为介质Ⅰ，玻璃为介质Ⅱ,则写作n21=

3.折射率的决定因素

a.光折射的原因是：光在不同介质中的速度不同.

b.折射率n的决定式：n=

c.n＞1

板书设计

（一）光的反射现象及反射定律

1．反射定律：三线共面两角相等.

2．反射光路可逆

（二）光的折射现象及折射定律

折射定律：（1）入射光及界面的法线也是共面的.

（2）入射角的正弦和折射角的正弦成正比. 即=常数。

（三）折射率n

1．折射率的定义

2．用n表示.定义折射率n=。 

3．对折射率的几点说明

a．强调：定义为光从真空进入介质，若光从介质进入真空.则入射角正弦与折射角正弦之比=

b．光从空气进入介质近似于光从真空进入介质

c．介质对真空的折射率也叫绝对折射率，简称折射率.若光从水中进入玻璃中，则入射角正弦与折射角正弦之比叫玻璃对水的折射率.也叫相对折射率.若水为介质Ⅰ，玻璃为介质Ⅱ,则写作n21=

4．折射率的决定因素

a．光折射的原因是：光在不同介质中的速度不同.

b．折射率n的决定式：n=

c．n＞1

分层练习

A层

1．光线以30°的入射角从玻璃射向空气，它的反射光线与折射光线成90 °夹角，则玻璃的折射率为          ？

（              ）

B层

2．光在某种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？（45°）

C层

3．斜插入水中的筷子与竖直方向成45°角，由空气中向下观察，看到筷子在水中的部分与竖直方向成的角度为θ，则(   B   )

     A.θ＜45°

    B.θ＞45°

    C.θ=45

    D .条件不足，无法判断