人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射教学设计

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射教学设计，共7页。教案主要包含了实验，折射定律，折射率等内容，欢迎下载使用。

课 题
人教版班中物理 选择性必修 第一册
第四章 第一节 光的折射
课 型
新授课 eq \\ac(□,√) 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：通过定量探究得出折射定律、测定折射率和应用折射定律解决问题。
教材分析：本节的重点是光的折射定律和折射率的测定，教学中要给予充分重视。教学中要求学生能在折射实验现象的基础上，经过分析和推理得出定性结论；再通过实验探究，分析实验数据，发现特点和规律，得出定量结论，从而培养学生科学思维和科学探究的能力。
学习者
分析
知识储备：光在同一种介质中沿直线直播、光的反射定律及其应用等。
能力基础：对于光的折射，也做过定性的研究，知道光从真空（空气）斜射入其他透明介质或从其他透明介质斜射入真空（空气）时，入射角与折射角之间的大小关系，学习了透镜等与光的折射有关的现象。
思维能力：学生已具备一定的实验操作技能和科学探究能力。
核心素养
物理观念∶知道折射定律与折射率，能够完成测量玻璃的折射率实验。
科学思维∶会区别光从空气入水和从水进入空气时的折射定律，知道折射率与介质有关，会利用折射定律解释相关光现象和计算有关问题。
科学探究：会测定玻璃折射率，能解释生活中的折射现象。
科学态度与责任∶从实验现象激发学生兴趣引出课题，使学生感受奇妙的物理现象，培养学生的科学素养。
教学准备
多媒体课件
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一:导入新课
活动一： 情境引入
（播放动图）射水鱼在水中能准确射中水面上不远处的小昆虫。水中的鱼看到小昆虫在什么位置？是在昆虫的上方还是下方？
展示问题和情境
结合初中的知识思考回答问题。
学生通过对初中物理的学习，对折射的概念已经有所了解，但对折射的本质还不清楚，再次引导学生思考产生折射现象的原因。
活动二：回顾
阳光照射水面时，我们能够看到水中的鱼和草，同时也能看到太阳的倒影，这说明：光从空气射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光返回到空气中。
2、我们已经知道光从一种介质斜射入另一种介质中，传播方向通常会发生改变，这种现象称为光的折射。
这种现象发生在两种介质的分界面上，而且光必须是斜射入的，也就入射角不等于零度，才会有折射现象。
1、一般说来，光从第 1 种介质射到该介质与第 2 种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质，这个现象叫作光的反射。
问题：光在反射时遵从反射定律，光在折射时遵从什么规律呢？
遵循反射定律：
①反射光线与入射光线、法线在同一平面。
②反射光线和入射光线分居法线两侧。
③反射角等于入射角。
了解学生的知识储备。
环节二:新课教学
活动一：折射定律
折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧。
播放光的折射的实验视频。
如图所示进行投影实验，多次改变入射角度，观察。得出实验规律：
思考：光发生了折射，它的入射角θ1和折射角θ2存在什么样的关系呢？
引导学生通过实验探究入射角和折射角之间的关系。
θ1
sinθ1
θ2
sinθ2
sinθ1/sinθ2
1
30
0.50
19
0.33
1.54
2
40
0.64
25
0.42
1.52
3
50
0.77
30
0.50
1.53
4
60
0.87
35
0.57
1.51
平均值
1.52
测量多个入射角和折射角，找出这些数据之间的关系。从数据可以看出如果由光疏介质向光密介质传播，入射角大于折射角。但他们数值上并不是简单的正比关系，经过科学家进行了大量的实验，找到了他们之间的关系。
入射角和折射角的正弦函数成正比
这个规律称为光的折射定律。式中 n12 是比例常数，它与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关。
活动二：折射率
对于不同的介质，这个常数n是不同的，他是一个反应光学性质的物理量，被称作介质的折射率。
光从真空射入某种介质时，入射角和折射角正弦的比值叫做该种介质绝对折射率，简称折射率。实际生活中接触的都是由空气射入某种介质的情况，因为空气对光的传播影响很小，所以可以把空气当做真空处理，即把光从空气到某种介质的折射率近似看作绝对折射率。
在这个定律的基础上，在经过大量的实验发现介质的折射率还等于光在真空中的速度除以光在该介质中的速度
n的大小与介质有关，与θ1和θ2无关，对于确定的介质，n是定值，不能说n∝sinθ1或n∝1/sinθ2
以水为例，光在水中的速度等于在真空中速度的3/4，则水的折射率就等于真空的光速，除以水中的速度，约等于1.33（）。
折射率的应用
由于光在任何介质中的传播速度都小于真空中的光速，即分母小于分子，所以折射率永远是一个大于一的数。另外折射率还等于两个角的正弦之比，也就是两个数的比，所以折射率还是没有单位的。
1.海市蜃楼
2.蒙气差现象
3.铅笔弯折之谜
加深学生对折射率的理解,并进行应用。提高学生用图像处理数据的能力。
活动三：测量玻璃的折射率
1.实验原理
我们已经知道了折射率的定义式，显然要测量技术的折射率，只需要测定光在两气质中的入射角和折射角就可以了。要用激作为光源才能看到比较清晰的光路，然后再测定入射角和折射角。
引导学生理解实验步骤的和目的。
从三角函数表中查出他们的正弦值，记住表格里用以上方法分别求出入射角是30度，40度，50度，60度时与其对应的折射角，并查出他们的正弦值，利用折射率的定义式算出折射率，求出平均值，就是玻璃的折射率。
物理是一门以实验为基础的学科，让学生通过实验探究，掌握测量折射率的方法和科学处理实验数据的方法，提高学生的动手操作能力和数据处理能力。
θ1
sinθ1
θ2
sinθ2
sinθ1/sinθ2
1
30
0.50
19
0.33
1.54
2
40
0.64
25
0.42
1.52
3
50
0.77
30
0.50
1.53
4
60
0.87
35
0.57
1.51
平均值
1.52
注意：在做这个实验的时候，不能用手直接拿玻璃砖的光洁面 不然会变脏影响测量结果。也不能直接把玻璃砖当尺子画边界线，这样也会弄脏光洁面，甚至造成玻璃打破损。
2.数据处理
列表法：插针法测定玻璃的折射率，这是通过测量多组数据求平均值的方法来减小偶然误差。
图像法：以sinθ1为纵坐标，以sinθ2横坐标，用表中的数据找到对应的点，连出一条过原点的直线，他的斜率k等于纵坐标比上横坐标写成式子，不就是折射率的定义式吗。这样，你只要将数据画到这样的图像中，求出直线斜率，可以求出折射率。
但是每次实验数据都要查正弦函数表显很麻烦。
正圆法：教你一个更简便的方法，以O点为圆心，任取一个长度为半径画圆。则有
一样可以求得折射率。
3.注意事项
①插针的间距适当大些。实验中的四根针，AB，CD的间距如果过小，在确定光路方向时，容易出现较大的误差，只要他们的间距适当大些，这个误差就会减小很多。所以插针的间距要适当大些。
②选用较厚的玻璃砖。类似的问题在选择玻璃砖时，砖的厚度如果太小，折射光线会不够明显 这样也会造成光路较大的误差。所以要选用较厚的玻璃砖。
③大头针要竖直插入。如果倾斜，一样会造成光路方向的误差。
④入射角最好在30-60之间。最后是插针确定的入射角，如果太小，对应的折射角会更小，在角度测量时相对误差会更大，反之，如果入射角太大，反射光会太强，那么折射光就会非常弱，这样就不容易观察到钢针的像造成实验误差，所以入射角最好存在30度~60度之间。另外，如果折射光线受到了玻璃砖右侧，可将玻璃砖向右平移适当的距离即可。
环节三:练习
完成教材例题
例题：图是光由空气射入某种介质时的折射情况，试由图中所给出的数据求出这种介质的折射率和这种介质中的光速。
解：
展示题目
分析解决问题
检验学生是否掌握求解折射率的两种方法.
环节四：课堂小结
折射定律
折射率：
三、实验：折射定律的测定
引导学生总结
总结本节课所学知识。
帮助学生梳理基础知识，建立知识框架。
活动五：练习与作业
完成教材P94页练习与应用
布置作业
完成作业
检验学生对知识的掌握情况。
环节六：主板书设计
4.1光的折射
一、折射定律
折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
二、折射率
研究表明，光在不同介质中的传播速度不同；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
三、实验：折射定律的测定
教学反思