光学的课件

2020-06-26教案

　　光学是研究光的行为和性质的物理学科。光是一种电磁波，在物理学中，电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组来描述；同时，光具有波粒二象性，光的粒子性则需要用量子力学来描述。

　　有关光学的课件

　　光的折射

　　●教学目标

　　一、知识目标

　　1.了解光的折射的现象.

　　2.了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律.

　　3.了解光在发生折射时，光路的可逆性.

　　二、能力目标

　　1.通过观察，认识折射现象.

　　2.体验由折射引起的错觉.

　　三、德育目标

　　初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的情感.

　　●教学重点

　　知道光的折射规律.

　　●教学难点

　　解释简单的折射现象.

　　●教学方法

　　实验法、归纳法、讲练法.

　　●教学用具

　　演示用：激光光源、光的折射演示装置、水槽.

　　学生用：碗、筷子、茶杯、硬币、适量的水.

　　●课时安排

　　1 课时

　　●教学过程

　　一、创设问题情境，引入新课

　　让学生做两个学生实验，激发学习兴趣.

　　〔学生实验1〕在碗中盛满水，把筷子斜插到碗的底部，从侧面斜视水面，会发现水中的筷子看上去好像向上弯折了.

　　〔学生实验2〕在空的茶杯里放一枚硬币，移动杯子，使眼睛刚刚看不到硬币，保持眼睛和杯子的位置不变，慢慢地向杯里倒水，随着水面的升高，观察者看到了硬币，还会发现硬币升高了.

　　上述实验中，学生能看见水中“弯折”的筷子和“升高”的硬币，是由于光在水和空气的界面上发生了一种光现象，这就是本节要学习的光的折射，由此引入新课.

　　二、新课教学

　　（一）光的折射

　　〔师〕我们已经学习了光的直线传播现象、反射现象.以及光在反射时所遵循的规律——光的反射定律.这些现象都是光在同种均匀介质中传播的现象.那么光从一种介质斜射入另一种介质时又将如何传播呢？

　　教师利用演示实验让学生观察光的折射现象.实验装置如图所示，其中圆形白色屏E（可用2 cm厚木板刷上白油漆）边缘标有均匀刻度，中间开有长方形口，恰好将长方形玻璃容器放进去，容器中装适量的水，并在水中插有可转动的白色屏F（树脂板或塑料板），白色屏E和F可显示光束传播的路径.圆周上有一可移动的激光光源S（可用激光棒）.

　　〔师〕光从空气斜射入水中，传播方向是否改变呢？

　　〔生甲〕传播方向不改变，仍沿直线传播.

　　〔生乙〕传播方向要发生改变.

　　〔师〕光从空气斜射入水中，如果改变方向，是向介面偏折呢？还是向法线偏折？

　　〔生甲〕向介面偏折.

　　〔生乙〕向法线偏折.

　　〔师〕上面问题的回答谁对谁错呢？下面我们用实验来验证一下.

　　〔演示1〕

　　使E、F在同一平面上，让光从空气斜射向水面.

　　〔现象〕光从空气斜射入水中，在空气中发生反射，同时在水面处改变方向进入水中，同时向法线偏折.

　　师生共同分析得出结论：

　　光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射.（refraction)

　　（二）有关折射的几个专用名词

　　1.教师把刚才光的折射现象在黑板上画出光的折射光路图.

　　2.从图中介绍，什么是折射光线和折射角.为了防止学生把折射光线与界面的夹角误认为折射角，所以，要特别指出，折射角是折射光线与法线的夹角.

　　（三）光的折射规律

　　〔演示2〕使E、F在同一平面上，让光从空气斜射向水面，改变入射角，再做两次.

　　演示过程要让学生观察两点：

　　1.光从空气射入水中，入折角和折射角哪个大？

　　2.随着入射角的增大（减小）折射角将如何改变？

　　〔现象〕①光从空气斜射入水中，折射角小于入射角.

　　②折射角随着入射角的'增大（减小）而增大（减小）.

　　〔演示3〕把白色屏F分别向前、向后折，让光以某一角度射向水面.

　　〔师〕大家能否看到水中的光线.

　　〔生〕看不见.

　　师生共同分析得出结论：

　　①折射光线、入射光线、法线位于同一平面内.

　　②折射光线、入射光线位于法线的两侧.

　　〔演示4〕让光垂直射向水面

　　〔师〕大家观察一下进入水中的光线沿什么方向前进？

　　〔生〕光沿直线传播，传播方向不变.

　　师生共同分析得出：

　　当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变.

　　〔师〕当光线垂直射向介质表面时，入射角和折射角各是多少度？

　　〔生〕当光线垂直射向介质表面时，入射角为0°,折射角也为0°.

　　〔师〕利用图提出问题：如果让光线逆着折射光线的方向从水或其他介质射入空气中，光线是否沿原入射光线射出呢？

　　〔演示5〕

　　①先让光由空气射入水中，记下入射光线、入射点、折射光线的位置.

　　②再让光线逆着折射光线方向射入，观察光线是否逆着原入射光线方向射出.

　　教师演示，学生观察后师生共同分析得出结论：

　　在折射时光路是可逆的.

　　（四）用光的折射规律解释一些简单的现象

　　1.盛了水的碗，看上去好像变浅了

　　〔分析〕如图所示，从碗底S点发出的光线，由水进入空气时，在水面上会发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′发出来的.S′就是S的虚像，S′比S与水面的距离近.所以，人看上去盛水的碗底好像变浅了.

　　2.放在杯底刚好看不见的小石头，加上水又会看得见.

　　〔分析〕在未加水之前的小石头S点，射入人眼的这部分光，被杯的边沿挡住如图甲所示，射向其他方向的光线，也没有射进人的眼睛，所以，人眼看不见小石头.当水加到一定程度时，S点从水射入空气时，在水面发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼.如图乙所示，人可以看见小石头，其实，人看到的只是小石头的虚像.

　　三、知识小结

　　通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：

　　1.光的折射现象.

　　2.光的折射规律.

　　3.用光的折射解释简单的光现象.

　　四、布置作业

　　1.复习本节课文.

　　2.P48动手动脑学物理①②③④.

　　3.预习第五节“看不见的光”.

　　五、板书设计

　　第四节光的折射

　　1.光的折射