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第4節(jié)　 光的折射 知識與技能 1．了解光的折射現(xiàn)象，知道光的折射規(guī)律。 2．知道光在發(fā)生折射時，光路的可逆性。 3．學(xué)會畫折射光路圖，學(xué)會用光的折射規(guī)律解釋生活中的折射現(xiàn)象。 過程與方法 1．通過觀察，認識折射現(xiàn)象。 2．體驗由折射引起的錯覺。 情感、態(tài)度與價值觀 1．初步領(lǐng)略折射現(xiàn)象的美妙，激發(fā)學(xué)生探索自然現(xiàn)象的興趣。 2．培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的交流、團結(jié)和協(xié)作精神。 重點 探究并了解光從空氣射入水中或其他介質(zhì)中時的偏折規(guī)律。 難點 利用光的折射定律解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象。 激光筆、玻璃磚、水槽、水、玻璃杯、碗、硬幣、筷子、多媒體課件。 一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新知 讓學(xué)生做兩個實驗，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。 實驗1：在玻璃杯中盛滿水，把筷子斜插到玻璃杯的底部，從側(cè)面斜視水面，會發(fā)現(xiàn)水中的筷子看上去好像向上彎折了。 實驗2：在空的碗里放一枚硬幣，移動碗，使眼睛剛剛看不到硬幣，保持眼睛和碗的位置不變，慢慢地向碗里倒水，隨著水面的升高，觀察者看到了硬幣，還會發(fā)現(xiàn)硬幣升高了。 上述實驗中，學(xué)生能看見水中“彎折”的筷子和“升高”的硬幣，是由于光在水和空氣的界面上發(fā)生了一種光現(xiàn)象，這就是本節(jié)要學(xué)習(xí)的光的折射，由此引入新課。 二、自主合作，感受新知 回顧以前學(xué)的知識，閱讀課文并結(jié)合生活實際，完成《探究在線高效課堂》相關(guān)作業(yè)部分。 三、師生互動，理解新知 (一)光的折射 出現(xiàn)上述不可思議的現(xiàn)象，是因為光在水和空氣中傳播時發(fā)生了一種光現(xiàn)象。如果能觀察到光的傳播路徑就好了，為此需要光源——激光筆。怎樣把光在空氣和水中的路徑顯示出來，你有什么辦法？ 學(xué)生交流并回答：在水中加些牛奶或肥皂水，可以顯示光在水中的路徑。在水面上方噴煙霧，或者利用熱開水上面的“白氣”，可以顯示光在空氣中的路徑。 演示實驗：(1)將激光筆固定在鐵架臺上，往水槽內(nèi)加一定量的開水，把激光筆發(fā)出的光射向熱開水上面的“白氣”中，能觀察到什么現(xiàn)象？ 請同學(xué)們猜猜，如果光從空氣射入水中，光是否還沿直線傳播？ (光沿直線傳播。) (2)將激光筆發(fā)出的光從不同角度斜射入水中，讓學(xué)生觀察，光束在空氣中和在水中的徑跡。特別注意進入水中的光線向上還是向下偏折(如圖)。 (光從空氣斜射向水面時，會有一部分光反射回空氣中，還有一部分光進入水中，但傳播方向發(fā)生偏折。) 指出：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫光的折射。 讓學(xué)生把剛才觀察到的情況畫出來。提醒大家注意：畫的時候要畫出空氣和水的分界面，畫出射向水面的光線，進入水中的光線，特別注意進入水中的光線向哪個方向偏折。 指出：為了描述光折射時的規(guī)律，需要引入法線，它是過入射點與分界面垂直的直線。結(jié)合學(xué)生剛才畫的圖，講解光的折射現(xiàn)象的定義，了解入射光線、折射光線、法線、入射角、折射角等有關(guān)名詞(如圖)。要特別指出，折射角是折射光線與法線的夾角。 學(xué)生實驗：用玻璃磚探究光的折射特點。 (1)器材：激光光源、玻璃磚、量角器、直尺。 (2)要求學(xué)生帶著下列問題去觀察： ①光的傳播方向改變嗎？若不改變，光路應(yīng)為什么方向？ ②與入射光線相比，折射光線是偏離還是靠近法線？ ③使入射角增大，則折射角如何變化？入射角減小呢？ ④發(fā)散、深化提問：上面講的是光從空氣進入玻璃中，是斜射。若直射(垂直入射)呢？ 由教師引導(dǎo)學(xué)生仿照光的反射定律，總結(jié)出光的折射定律。 (1)三線關(guān)系：折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)(三線共面)；折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)(法線居中)。 (2)兩角關(guān)系：光從空氣斜射入玻璃或其他介質(zhì)時，折射光線靠近法線折射，折射角小于入射角。 (3)因果關(guān)系：當(dāng)入射角增大時，折射角也增大，當(dāng)入射角減小時，折射角也減小。當(dāng)光從空氣垂直射入水中或其他介質(zhì)時，傳播方向不變。(折射角隨入射角同方向變化。) 我們已經(jīng)知道，光在發(fā)生反射時，光路是可逆的。那么發(fā)生折射時，光路是否可逆呢？ 在剛才的玻璃磚實驗中先讓光由空氣射入玻璃中，記下入射光線、入射點、折射光線的位置；再讓光線逆著折射光線方向射入，觀察光線是否逆著原入射光線方向射出。 總結(jié)：在發(fā)生折射時，光路是可逆的。 典例解讀 【例1】如圖所示為光線在空氣和水中傳播的情況，其中∠1＝∠4。那么，入射光線是；折射光線是；入射角是；折射角是，且側(cè)是水。 【解析】根據(jù)光的折射規(guī)律和光的反射規(guī)律的內(nèi)容可知，由于法線居中，反射角等于入射角，所以AA′是法線，BB′是界面，且右側(cè)是水。 【答案】CO　OE　∠2　∠6　右 (二)生活中的折射現(xiàn)象 用光的折射規(guī)律解釋一些簡單的現(xiàn)象。 1．通過畫出光的折射光路圖，解釋池水“變淺”，告誡學(xué)生千萬不要貿(mào)然下水。在解釋池底變淺時，要強調(diào)從池底折射出的光進到了眼睛，人才能看到池底。眼睛逆著折射光線看去，覺得折射光線好像是從交點射來的。再跟平面鏡成虛像的情況對比，說明眼睛看到的是池底某點的虛像，位置在池底之上。眼睛看到的池底各點都如此，所以看起來池底升高，池水變淺了。 2．叉魚問題：你們認為漁民用叉瞄準水中的魚能叉到魚嗎？ (不能，因為看到的是魚升高的虛像，實際的魚在看到的魚的下方。所以只有瞄準魚的下方才能把魚叉到。) 光的折射現(xiàn)象不僅能發(fā)生在兩種介質(zhì)中，同種不均勻介質(zhì)(如大氣)中也能發(fā)生光的折射。大氣中的折射現(xiàn)象：太陽變形、海市蜃樓、星光閃爍等。 思考：光總是沿直線傳播的，對不對？應(yīng)該怎樣說？ (不對，應(yīng)該說光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。) 典例解讀 【例2】炎熱的夏天開車行駛在公路上，常覺得公路遠處似乎有水，水中還有汽車、電桿等物體的倒影，但當(dāng)車行駛至該處時，水卻消失了，出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因為光的(　　) A．漫反射　　　　B．鏡面反射 C．折射 D．直線傳播 【解析】炎熱的夏天路面溫度較高，使靠近路面的空氣溫度比上方的高，由于熱脹冷縮，使空氣密度不均勻。所以光線在路面上會發(fā)生折射現(xiàn)象；遠處物體的光經(jīng)路面上空氣傳播，發(fā)生折射后進入人的眼睛，人由于錯覺始終認為光沿直線傳播，所以看到“公路遠處似乎有水，水中還有汽車、電桿等物體的倒影，但當(dāng)車行駛至該處時，水卻消失了”，這種情況與海市蜃樓的道理相似。 【答案】C 四、嘗試練習(xí)，掌握新知 《探究在線高效課堂》相關(guān)作業(yè)部分。 五、課堂小結(jié)，梳理新知 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了解了光的折射現(xiàn)象，知道光的折射規(guī)律；知道光在發(fā)生折射時，光路的可逆性；學(xué)會畫折射光路圖，學(xué)會用光的折射規(guī)律解釋生活中的折射現(xiàn)象。 六、深化練習(xí)，鞏固新知 《探究在線高效課堂》相關(guān)作業(yè)部分。