《光的折射》教案

《光的折射》教案

广东省珠海市湾仔中学 熊志权 519030

教学目标：

1. 掌握光的折射定律，并能用折射定律解释生活中的现象; 2. 掌握介质的折射率的概念;

3. 通过实验培养学生的观察、概括能力，通过对相关物理量变化规律的学习，培养学生分析、推理判断问题的能力. 教学重点：折射定律和折射率的应用

教学过程：

一、 引入课题：

实验1 .斜放在水中的筷子看上去好象断了。

实验2 .看不到放在没注入水时水槽底的硬币，水槽注满水后便可看见硬币。

提出问题：每天早上我们看到太阳从地平线上升起，我们看到的太阳是在地平线以上还是在地平线以下呢？如何解答这些现象？

二、 讲授新课： 1. 历史回顾：

折射现象发现很早，光从空气进入水中，入射角增大，折射角也增大；（公元二世纪古希腊天文学家托勒密通过实验得到：折射光线跟入射光线在同一个平面内，折射光线和入射光线分居在法线和两侧，折射角正比于入射角）

实验3通过激光演示仪观察入射角与折射角之间的变化规律。这能否说明折射角跟入射角成正比呢？我们可以通过实验测得数据然后再分析。 2. 光的折射定律：

光从空气进入某一种玻璃时（幻灯显示）： 入射角i 折射角r i/r sini/sinr 6035.2 1.70 1.50 50 30.7 1.63 1.50 40 25.2 1.58 1.50 30 19.6 1.54 1.50 20 13.2 1.52 1.50 10 6.7 1.50 1.49 分析表中数据可得：折射角和入射角不成正比，但折射角的正弦跟入射角的正弦面正比，即：sini/sinr=n（常数）

这就是荷兰数学家斯涅耳在1621年通过实验得出的结论；将托勒密的结论和斯涅耳的结论相结合，我们可以把光的折射定律表述为：

1） 入线光线跟折射光线和界面的法线在同一个平面内，入射光线和折射光线

分别位于法线的两侧；

2） 入射角的正弦和折射角的正弦之比是一个常量，即sini/sinr=n

光从空气射入某一种玻璃，入射角正弦和折射角正弦之比为sini/sinr=1.5，是不是光从空气射入任何一种介质中入射角与折射角的正弦之比都等于一个常数呢？

当光从空气以相同的入射角分别射入水和玻璃中，显然在玻璃中的折射角小于在水中的折射角，由此可得：入射角和折射角的正弦之比即n随着介质的不同而不同，它是一个反映介质光学性质的物理量，我们把它们称为折射率。

3. 折射率

1） 定义：光从真空射入某一种介质发生折射时，入射角正弦跟折射角

正弦之比，叫做这种介质的折射率。 2） 定义式：n = sini/sinr

如：空气的折射率为：1.00028，计算时一般取作1

水的折射率为：1.33

玻璃的折射率一般为1.50

3） 介质的折射率与光速的关系：某一种介质的折射率，等于光在真空

中的速度跟光在这种介质中的速度之比即：n=c/v（类比：与机械波如声波在介质中的传播速度变化规律不同）。

其中，c是光在真空中的速度，v是光在介质中的速度

4） 关于折射率的几点说明

a. 由于光速是物体运动的极限，根据n=c/v，所以任何物质的折射率n大于或等于1

b. 当入射角一定时，折射率越大，说明这种介质对光线的偏折能力越强，折射光纡偏离原传播方向的角度就越大

c. 对同一介质折射率为常数，不同的介质折射率一般不同，它与入射角的大小无关。

d. 定义式只适应于光从真空进入介质，如果光是从一种介质进入另外一种介质，则sini/sinr也是常数，这个常数与两种介质的折射率的比值有关。

e. 不同频率（颜色）的光对相同的介质也有不同的折射率，这是以后要进行光的色散研究。

4. 例题讲解（幻灯显示）

例1：光从真空射入某一种介质，入射角为60，折射角为30，求介质的折射率？

解：由折射率的定义式可得：n = sini/sinr 所以：n = sin60/sin30=1.73 介质的折射率为1.73

拓展：光从同一种介质入射真空，入射角为30，折射角为多少？介质的折射率为多少?（根据光路可逆进行求解）

例2：光线从空气入射n=3的介质中，反射光线恰好垂直于折射光线则入射角为多少？

空气 解：由反射定律：i=?

i ? 根据题意：?+r=90,则i+?=90 由折射率的定义式：n = sini/sinr

n?3 r 得：n = sini/sinr=sini/sin(90－i)=tani=3

所以i=60

例3：解释折射现象：

1） 为什么斜放在水中的筷子看上去好象断了一样呢？ 2） 水中的鱼看岸上的树是变高了还是变矮了？

3） 每天我们都看到太阳从地平线上升起，我们看到的太阳是不是太阳实际的位置呢？（我国大陆迎接新世纪第一缕曙光的陆地是浙江省石塘镇，当人们迎接新世纪曙光而欢呼雀跃时，其实他们看到的并不是真正的太阳，此时太阳还在地平线以下！）

5. 折射应用

1） 显微镜的发明，为人类打开了微观物质世界的大门；

2） 照像机、幻灯机、投影器、门上“猫眼”等同样促进了人类的发展； 3） 光的色散的发现，翻开了光学的新篇章，光谱学的历史就是从这里

开始的。

6. 课堂练习（幻灯显示）

1） 如图所求，虚线表示两种介质的界面及法线，实线表示一条光线斜

射向介面后发生反射与折射的光线，以下正确说法是： a． bo是入射光线 b． ao是折射光线 c c． co是入射光线 O N M d． ob是反射光线

e． MN是法线 b f． 光是从光疏介质进入光密介质

a

2） 已知水的折射率是4/3，某种玻璃的折射率是3/2,则光在水中和在

这种玻璃中传播的速度之比为多少？ 7. 小结

1） 折射定律 2） 折射率

3） 折射定律和折射率的应用

三、板书设计

1．折射定律

a.折射光线与入射光线、法线同在一个平面上，折射光线和入射光线分居在法线的两侧

b.折射角的正弦与入射角的正弦比为一常数，即sini/sinr=常数 2．折射率

a.定义：光从真空射入某一种介质发生折射时，入射角正弦跟折射角正弦之比，叫做这种介质的折射率

b.定义式：n = sini/sinr

c.介质折射率与光速之间的关系：n=c/v

其中，c是光在真空中的速度，v是光在介质中的速度

3．折射定律和折射率的应用。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/33h2.html