光的折射
教學目標
知識目標
1. 理解折射定理的確切含義,并能用它來解釋光現象和與估計有關的問題。
2、理解折射率(絕對折射率)的定義,折射率是反映介質光學性質的數學量。
3.知道折射率和光速的關系,并可以用它來估計。
能力目標
1.知道折射光路是可逆的,能夠解釋光現象和估計相關問題。
2. 能夠解釋自然界中發生的現象,如:海市蜃樓、水下影像等。
情感目標
通過對生活中大量折射現象的分析,激發中學生學習數學知識的積極性,正確認識生活中的自然現象。
教學建議
折射定理和折射率的概念是重點內容。 折射率的理解是困難的。 在教學中,我們應注意以下幾點,
①折射定理是在高中時作為實驗推導提出的。 定理的第二條沒有講余弦比,只是通過實驗講了入射角和折射角。 應在小學教學中引入折射定理的發現過程,讓中學生認識到科學發現要經歷一個坎坷的過程,培養中學生不斷樹立敢于探索的思想。法律,
②折射率是掌握折射定理的關鍵。 中學生應該理解以下幾個層次:光線從真空進入玻璃時,入射角、折射角和它們的余弦值是可以改變的,但比值都是常數; 不同的媒體有不同的常數; 介質的折射率與入射角和折射角無關,而與光在其中的傳播速度v有關。
③ 講解完折射定理后,中學生要做一個測量玻璃折射率的實驗。 讓中學生通過實驗了解到它是一個檢測公式,折射率反映了介質的性質。
對于折射定理的應用,讓中學生掌握分析方法,班主任可以給出一些折射現象,引導中學生適當分析,逐步讓中學生了解規律和分析方法的現象。
實驗建議
1、現象的演示可用激光光學演示儀進行演示。 它的優點是實驗不能在暗室中進行。 本實驗中,半方形玻璃磚的平面與光盤上的“90°”刻度線重合,圓心與光盤中心重合。 光線射向圓心,使入射光從空氣進入玻璃,折射光從圓柱射出,由于沿直徑方向,不再折射。 這樣通過改變入射角,可以從圓盤上讀出幾組不同的i和r值來估計余弦比,加深對折射定理的理解。
2、在講光的全反射現象時,可以做一個演示實驗,讓中學生對全反射現象有深刻的印象。 》用半徑2cm以上的粗糙金屬球掛起,用蠟燭灼燒表面發光,熏黑,使其溶入水底,從側面觀察……是一個亮銀色的球,從水里拉出來,是一個紅色的球。 同學們看到后都很驚訝,然后引導中學生用全反射的條件來分析現象的原因,療效較好。
3、中學生測量玻璃折射率的實驗,畫圖時要求精度。 這個實驗應該讓中學生知道:
(1) 除了直接檢測入射角i和折射角r外光的折射現象及其特點,處理數據的方法還可以通過在入射光和折射光上測量等長線段,然后做垂直線來測量正常的,如圖用刻度尺檢測AD和BP的寬度,
這些方法中,AO=PO,注意AO和PO盡量長,比如小于10cm,通常可以得到三位有效數字,取不同入射角得到的n值非常接近。
(2) 本實驗也可以在沒有平行板玻璃磚的情況下進行。 實驗的關鍵是用針法確定玻璃磚的出射光,然后通過連接入射點和出射點求出折射光。
教學設計實例
(-) 引入一個新類
當光從一種介質進入另一種介質時,會發生反射和折射。 我們在中學就已經了解了這種現象。 在上一節中,我們了解了光的反射。 現在我們討論一下。
(二)教學過程
當光傳播到兩種介質之間的界面時,會同時發生反射和折射。
1、折射定理:
(1)折射光線、入射光線、法線在同一平面
(2)光線發生折射,入射光在法線右側。
(3). 折射率是反映介質光學特性的數學量。 對于同一種介質,無論怎么變化,它都是不變的。 不同媒體的價值是不同的。 介質的折射率n與光在其中的傳播速度有關。 可見光在不同介質中傳播的速度是不同的。 必須強調的是,光入射的介質是真空; 另一種介質是任意的,這樣定義的折射率也稱為絕對折射率。 折射率。 如果光在任何“兩種介質”中傳播,折射率大的介質對折射率小的介質稱為光密介質,反之稱為光疏介質。它們是相對的。
理解和掌握折射率的化學意義是掌握折射定理的關鍵。
當一束光射到兩種介質的界面上時,其能量分為兩部分:反射和折射。 隨著入射角的不同,能量分布的比例也不同。 一般情況下,一束光分兩部分在介質界面上會同時形成反射和折射,其中反射光服從反射定理光的折射現象及其特點,而折射光的定律與折射率有關.
折射率應該從以下幾個層次來理解:
A、現象中,折射角隨入射角的變化而變化,兩個角度的余弦值之比為常數。
B. 對于不同的媒體,這個常數的值是不同的。 例如,當光從真空射到水底時常數是 4/3,當光從真空射到玻璃時常數是 3/2。 事實上,這個常數能夠反映介質的光學特性,我們將其定義為介質的絕對折射率,簡稱折射率,用字母n表示。
C、介質的折射率由介質本身的性質決定。 它取決于光在介質中傳播的速度。
D、由于不同頻率的有色光在同一介質中的傳播速度不同,綠光的傳播速度最大,折射率最小,紫光的采集速度最小,折射率最大。
只有把握了折射率的內涵,才能理解現象,此外還要掌握折射定理,為全反射現象的研究打下良好的基礎。
詢價活動
1、各種透光物質折射率的測定
2. 研究相同材料的不同色率
3.用知識解釋生活中的有關現象。