第一節光的折射定理教學目標一、知識目標1。曉得反射定理的準確涵義,并能拿來解釋有關現象。2。曉得反射現象中光路是可逆的,并能拿來處理有關問題。3。曉得平面鏡成像特性及畫圖技巧。4。理解折射定理的準確涵義,并能拿來解釋有關的光現象和估算有關的問題。5。曉得折射光路是可逆的,并能拿來處理有關的問題。6。曉得折射率的定義及其與光速的關系,并能拿來進行有關的估算。二、能力目標1。會用反射定理解釋有關現象和處理有關問題。2。會用折射定理估算有關的問題,能理解折射率與光速的關系,并能拿來進行有關的估算。三、德育目標1。通過觀察演示實驗,培養中學生的觀察、概括能力,通過相關數學量變化規律的教學,培養中學生剖析、推理能力。2。滲透化學研究和學習的科學心態教育。●教學重點光的折射定理。折射率概念。●教學難點光的折射定理和折射率的應用。●教學方式本節課成功的關鍵在于做好實驗。通過實驗先定性觀察再定量檢測,引導中學生對檢測數據進行剖析、歸納。再來展現前人所做的思索因而領會數據剖析的幾種常用方式——比值法、乘積法、加加法、圖象法等,為中學生今后對實驗數據的處理打開思路。最后通過例題練習鞏固所學內容。·教學過程一、引入新課我們早已曉得了,光在同一均勻介質中是順著直線傳播的,這么,當介質不均勻或當光從一種介質步入另一種介質中時,會發生哪些現象呢?[中學生]反射,折射[班主任]對,這一節課,我們先簡略地備考光的反射,再深入地研究光的折射現象。
二、新課教學(一)光的反射現象反射定理1。介紹光學演示儀,指明觀察對象——光在從一種介質(空氣)步入另一種介質(玻璃)時發生的現象(半圓錐玻璃磚直面柱心正對入射光)2。演示:光在抵達空氣和玻璃的交界面處時,一部份光被反射回空氣中,另一部份光步入玻璃繼續傳播,但傳播方向發生了改變。3。中學生邊觀察邊追憶反射定理:轉動光具盤以改變入射角,讓后排中學生讀出幾組入射角和反射角數據。二者相等。同時提醒中學生注意。光具大盤是豎直的,在這個面上同時能看見反射光線和入射光線。說明兩線共面,又由于法線也在這個面內。故三線共面。4。歸納反射定理:三線共面兩角相等。5。反射光路可逆(二)平面鏡成像及畫圖1。讓中學生追憶平面鏡成像的特征:正立、等大、異側、虛像、對稱。2。班主任闡述平面鏡成像原理、作圖方式并給以示范。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,人眼依據光沿直線傳播的經驗,覺得反射光都是從S′發出的。b。平面鏡成像畫圖。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)過像點做出對應的兩條反射光線;(4)若是作物體AB的成像光路圖,則只需做出A、B點的成像光路圖。
聯接A、B點即可。(三)光的折射折射定理1。實驗觀察變為看折射光和入射光的相對位置及折射角和入射角關系的觀察:a。讓中學生觀察折射光。入射光及界面的法線也是共面的。b。光從空氣步入玻璃時,入射角減小。折射角也減小,但入射角仍然小于折射角。2。定量檢測5組數據,仿造課本列舉原始數據表(可讓后排的中學生讀取數據。但要先明晰法線)3。剖析檢測數據:(建議入射角分別取10°,20°,30°,40°,50°)[班主任][故意自言自語地]入射角減小,折射角也減小,二者的差是不是定值呢?(有中學生開始估算)[中學生甲]不是,差值是越來越大的。[師]是不是有規律地減小,例如入射角減小10°,折射角一定減小某一個數值?[生]不是,前兩組差不多,后兩組又不同了。[師]這么,會不會兩角的比值不變呢,你們算算看。(中學生估算,有中學生算了兩組數據說似乎是相等的)[師]能不能從兩組數據下推論?[生]不能。[師]對,那樣太倉促了點。把5組數據都算下來瞧瞧。[中學生繼續估算。發覺比值也是不相等的][師]看來我們遇到麻煩了,若果讓你來猜的話,你能夠猜測它們之間可能是哪些關系?[生沉默][師]或許不是大家不夠聰明,實在是由于入射角和折射角之間的關系太超乎人預料了。
人類從積累入射角與折射角的數據到找出二者之間的定量關系,經歷了近1500年的時間[有中學生贊嘆]。[班主任捉住機會教育]科學研究是一件很堅苦的工作,須要有持之以恒的毅力和必勝的信念。有時須要幾代人的努力。我們要學好化學也須要這樣一種恒心和解決困難的勇氣。希望你們不畏難,不怕苦,敢于探求,在科學學習之路上能走得很遠很遠。[班主任繼續]實際上在公元1400年,托勒密也以前覺得,入射角與折射角存在著簡單的反比關系,但只有對比較小的入射角才大致相符,如同我們剛才在估算中發覺的那樣。直至1621年,才由斯涅耳找到了這個關系。這個謎總算被解開了,謎底是——入射角的余弦和折射角的余弦成反比。即=常數。請你們看課本的實驗數據及剖析。[中學生看書30秒]4。師生一起歸納總結折射定理的內容。5。折射現象中光路可逆——直接給出即可,中學生能領會。(四)折射率n1。折射率的定義[班主任]剛剛我們早已曉得了。光從空氣步入玻璃時,入射角的余弦與折射角的余弦成反比。比值約為1。50。進一步的實驗發覺。若光從空氣步入另一種介質。例如步入水底時,雖然入射角的余弦與折射角的余弦之比仍為常數。但這個常數卻不是1。50。而是約1。33,可見這個常數跟介質有關系。
它反映了介質的光學性質。我們構想光從空氣步入玻璃和光從空氣步入水底的入射角都是30°,則有:空氣→玻璃:=1。50空氣→水:=1。33其實θ2′>θ2,我們畫出光路圖如圖19—11甲、乙。可以看見,光從空氣步入玻璃時。折射光偏離原先的傳播方向更厲害。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。我們把這個比值稱作折射率,用n表示。定義折射率n=。2。對折射率的幾點說明a。引導中學生看課本加點字對折射率定義的表述,指出:光從真空步入介質,若光從介質步入真空。則入射角余弦與折射角余弦之比=b。光從空氣步入介質近似于光從真空步入介質c。介質對真空的折射率也叫絕對折射率,簡稱折射率。若光從水底步入玻璃中,則入射角余弦與折射角余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。折射率的決定誘因a。光折射的緣由是:光在不同介質中的速率不同。[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>1d。仿造n=可寫出相對折射率n21===(五)課堂鞏固訓練三、小結1。光的反射定理和折射定理是幾何光學的兩大基本規律(另外一個是光的直線傳播規律)。
是研究幾何光學的重要法寶。在應用時一定要注意畫圖,突出幾何的特性。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。應在明晰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十分重要的基本概念之一。它反映介質的光學性質光折射原理小實驗,每一種介質在一定條件下有一個準確的折射率,不同種類的介質在相同的條件下,通常具有不同的折射率。諸如:玻璃的折射率是1。50,水的折射率是1。33。4。一般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光折射原理小實驗,這時的折射率準確地說應當稱作介質2對介質1的相對折射率。一般用n21來表示。四、布置作業圖19—9圖19—11