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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 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容. ● 教學過程 一、引入新課 我們已經知道了，光在同一均勻介質中是沿著直線傳播的，那么，當介質不均勻或當光從一種介質進入另一種介質中時，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（空氣）進入另一種介質（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：轉動光具盤以改變入射角，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.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、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.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)跟介質有關系.它反映了介質的光學性質.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對光的偏折程度，比值越大.表明介質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：光從真空進入介質，若光從介質進入真空.則入射角正弦與折射角正弦之比= b.光從空氣進入介質近似于光從真空進入介質 c.介質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Ⅰ，玻璃為介質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.它反映介質的光學性質，每一種介質在一定條件下有一個確切的折射率，不同種類的介質在相同的條件下，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.通常所說的介質的折射率是指介質的絕對折射率，即光從真空射入某種介質的折射率.若光由介質1射入介質2，這時的折射率確切地說應該叫做介質2對介質1的相對折射率.通常用n21來表示. 四、布置作業(yè)