2019-2020年新課標人教版3-4選修三13.1《光的反射和折射》WORD教案3.doc
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2019-2020年新課標人教版3-4選修三13.1《光的反射和折射》WORD教案3.doc
2019-2020年新課標人教版3-4選修三13.1《光的反射和折射》WORD教案3
教學目標
一、知識目標
1.知道反射定律的確切含義,并能用來解釋有關現(xiàn)象.
2.知道反射現(xiàn)象中光路是可逆的,并能用來處理有關問題.
3.知道平面鏡成像特點及作圖方法.
4.理解折射定律的確切含義,并能用來解釋有關的光現(xiàn)象和計算有關的問題.
5.知道折射光路是可逆的,并能用來處理有關的問題.
6.知道折射率的定義及其與光速的關系,并能用來進行有關的計算.
二、能力目標
1.會用反射定律解釋有關現(xiàn)象和處理有關問題.
2.會用折射定律計算有關的問題,能理解折射率與光速的關系,并能用來進行有關的計算.
三、德育目標
1.通過觀察演示實驗,培養(yǎng)學生的觀察、概括能力,通過相關物理量變化規(guī)律的教學,培養(yǎng)學生分析、推理能力.
2.滲透物理研究和學習的科學態(tài)度教育.
●教學重點
光的折射定律.折射率概念.
●教學難點
光的折射定律和折射率的應用.
●教學方法
本節(jié)課成功的關鍵在于做好實驗.通過實驗先定性觀察再定量測量,引導學生對測量數(shù)據(jù)進行分析、歸納.再來領略前人所做的思考從而領會數(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,為學生今后對實驗數(shù)據(jù)的處理打開思路.最后通過例題練習鞏固所學內(nèi)容.
● 教學過程
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,當介質(zhì)不均勻或當光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)中時,會發(fā)生什么現(xiàn)象呢?
[學生]反射,折射
[教師]對,這一節(jié)課,我們先簡要地復習光的反射,再深入地研究光的折射現(xiàn)象.
二、新課教學
(一)光的反射現(xiàn)象反射定律
1.介紹光學演示儀,指明觀察對象——光在從一種介質(zhì)(空氣)進入另一種介質(zhì)(玻璃)時發(fā)生的現(xiàn)象(半圓柱玻璃磚直面柱心正對入射光)
2.演示:光在到達空氣和玻璃的交界面處時,一部分光被反射回空氣中,另一部分光進入玻璃繼續(xù)傳播,但傳播方向發(fā)生了改變.
3.學生邊觀察邊回憶反射定律:轉(zhuǎn)動光具盤以改變?nèi)肷浣?,讓前排學生讀出幾組入射角和反射角數(shù)據(jù).兩者相等.同時提醒學生注意.光具盤面是豎直的,在這個面上同時能看到反射光線和入射光線.說明兩線共面,又因為法線也在這個面內(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.讓學生回憶平面鏡成像的特點:正立、等大、異側(cè)、虛像、對稱.
2.教師簡述平面鏡成像原理、作圖方法并予以示范.
a.平面鏡成像原理:如圖19—9,光點S入射到平面鏡的光線,其反射光線的反向延長線的交點即為S的像,人眼根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗,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的位置.所以無需多畫.步驟是:(1)由對稱性確定像點的位置;(2)任意畫兩條入射光線;(3)過像點作出對應的兩條反射光線;(4)若是作物體AB的成像光路圖,則只需作出A、B點的成像光路圖.連接A、B點即可.
(三)光的折射折射定律
1.實驗觀察變?yōu)榭凑凵涔夂腿肷涔獾南鄬ξ恢眉罢凵浣呛腿肷浣顷P系的觀察:
a.讓學生觀察折射光.入射光及界面的法線也是共面的.
b.光從空氣進入玻璃時,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(可讓前排的學生讀取數(shù)據(jù).但要先明確法線)
3.分析測量數(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?(有學生開始計算)
[學生甲]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數(shù)值?
[生]不是,前兩組差不多,后兩組又不同了.
[師]那么,會不會兩角的比值不變呢,大家算算看.(學生計算,有學生算了兩組數(shù)據(jù)說好像是相等的)
[師]能不能從兩組數(shù)據(jù)下結論?
[生]不能.
[師]對,那樣太輕率了點.把5組數(shù)據(jù)都算出來看看.
[學生繼續(xù)計算.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系?
[生沉默]
[師]其實不是你們不夠聰明,實在是因為入射角和折射角之間的關系太出乎人意料了.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系,經(jīng)歷了近1500年的時間[有學生驚嘆].
[教師抓住機會教育]科學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.有時需要幾代人的努力.我們要學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,在科學學習之路上能走得很遠很遠.
[教師繼續(xù)]實際上在公元1400年,托勒密也曾經(jīng)認為,入射角與折射角存在著簡單的正比關系,但只有對比較小的入射角才大致相符,就像我們剛剛在計算中發(fā)現(xiàn)的那樣.直到1621年,才由斯涅耳找到了這個關系.這個謎終于被解開了,謎底是——入射角的正弦和折射角的正弦成正比. 即=常數(shù).請大家看課本的實驗數(shù)據(jù)及分析.
[學生看書30秒]
4.師生一起歸納總結折射定律的內(nèi)容.
5.折射現(xiàn)象中光路可逆——直接給出即可,學生能領會.
(四)折射率n
1.折射率的定義
[教師]剛才我們已經(jīng)知道了.光從空氣進入玻璃時,入射角的正弦與折射角的正弦成正比.比值約為1.50.進一步的實驗發(fā)現(xiàn).若光從空氣進入另一種介質(zhì).比如進入水中時,盡管入射角的正弦與折射角的正弦之比仍為常數(shù).但這個常數(shù)卻不是1.50.而是約1.33,可見這個常數(shù)跟介質(zhì)有關系.它反映了介質(zhì)的光學性質(zhì).我們設想光從空氣進入玻璃和光從空氣進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,光從空氣進入玻璃時.折射光偏離原來的傳播方向更厲害.也就是說,這個比值的大小能反映介質(zhì)對光的偏折程度,比值越大.表明介質(zhì)對光的偏折作用越大.我們把這個比值叫做折射率,用n表示.定義折射率n=.圖19—11
2.對折射率的幾點說明
a.引導學生看課本加點字對折射率定義的敘述,強調(diào):光從真空進入介質(zhì),若光從介質(zhì)進入真空.則入射角正弦與折射角正弦之比=
b.光從空氣進入介質(zhì)近似于光從真空進入介質(zhì)
c.介質(zhì)對真空的折射率也叫絕對折射率,簡稱折射率.若光從水中進入玻璃中,則入射角正弦與折射角正弦之比叫玻璃對水的折射率.也叫相對折射率.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”小實驗,幫助學生理解這一點]
b.折射率n的決定式:n=
c.n>1
d.仿照n=可寫出相對折射率n21===
(五)課堂鞏固訓練
三、小結
1.光的反射定律和折射定律是幾何光學的兩大基本規(guī)律(另外一個是光的直線傳播規(guī)律).是研究幾何光學的重要法寶.在應用時一定要注意作圖,突出幾何的特點.
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線的交點.折射成像是同一光點的折射光線或其反向延長線的交點.為該光點的像.應在明確成像原理的基礎上正確畫出光路圖再行求解.
3.折射率是幾何光學中非常重要的基本概念之一.它反映介質(zhì)的光學性質(zhì),每一種介質(zhì)在一定條件下有一個確切的折射率,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,這時的折射率確切地說應該叫做介質(zhì)2對介質(zhì)1的相對折射率.通常用n21來表示.
四、布置作業(yè)