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第四章 第一節(jié) 光的折射-----教學(xué)評大單元分課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)
課 題 人教版班中物理 選擇性必修 第一冊 第四章 第一節(jié) 光的折射
課 型 新授課 復(fù)習(xí)課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 授課時(shí)間
教學(xué)內(nèi)容分析 課標(biāo)要求：通過定量探究得出折射定律、測定折射率和應(yīng)用折射定律解決問題。 教材分析：本節(jié)的重點(diǎn)是光的折射定律和折射率的測定，教學(xué)中要給予充分重視。教學(xué)中要求學(xué)生能在折射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析和推理得出定性結(jié)論；再通過實(shí)驗(yàn)探究，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)特點(diǎn)和規(guī)律，得出定量結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究的能力。
學(xué)習(xí)者 分析 知識儲(chǔ)備：光在同一種介質(zhì)中沿直線直播、光的反射定律及其應(yīng)用等。 能力基礎(chǔ)：對于光的折射，也做過定性的研究，知道光從真空（空氣）斜射入其他透明介質(zhì)或從其他透明介質(zhì)斜射入真空（空氣）時(shí)，入射角與折射角之間的大小關(guān)系，學(xué)習(xí)了透鏡等與光的折射有關(guān)的現(xiàn)象。 思維能力：學(xué)生已具備一定的實(shí)驗(yàn)操作技能和科學(xué)探究能力。
核心素養(yǎng) 物理觀念∶知道折射定律與折射率，能夠完成測量玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)。 科學(xué)思維∶會(huì)區(qū)別光從空氣入水和從水進(jìn)入空氣時(shí)的折射定律，知道折射率與介質(zhì)有關(guān)，會(huì)利用折射定律解釋相關(guān)光現(xiàn)象和計(jì)算有關(guān)問題。 科學(xué)探究：會(huì)測定玻璃折射率，能解釋生活中的折射現(xiàn)象。 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任∶從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生興趣引出課題，使學(xué)生感受奇妙的物理現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
教學(xué)準(zhǔn)備 多媒體課件
活動(dòng)設(shè)計(jì)
教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 評價(jià)任務(wù)
環(huán)節(jié)一:導(dǎo)入新課 活動(dòng)一： 情境引入
（播放動(dòng)圖）射水魚在水中能準(zhǔn)確射中水面上不遠(yuǎn)處的小昆蟲。水中的魚看到小昆蟲在什么位置？是在昆蟲的上方還是下方？ 展示問題和情境 結(jié)合初中的知識思考回答問題。 學(xué)生通過對初中物理的學(xué)習(xí)，對折射的概念已經(jīng)有所了解，但對折射的本質(zhì)還不清楚，再次引導(dǎo)學(xué)生思考產(chǎn)生折射現(xiàn)象的原因。
活動(dòng)二：回顧
陽光照射水面時(shí)，我們能夠看到水中的魚和草，同時(shí)也能看到太陽的倒影，這說明：光從空氣射到水面時(shí)，一部分光射進(jìn)水中，另一部分光返回到空氣中。 2、我們已經(jīng)知道光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中，傳播方向通常會(huì)發(fā)生改變，這種現(xiàn)象稱為光的折射。 這種現(xiàn)象發(fā)生在兩種介質(zhì)的分界面上，而且光必須是斜射入的，也就入射角不等于零度，才會(huì)有折射現(xiàn)象。 1、一般說來，光從第 1 種介質(zhì)射到該介質(zhì)與第 2 種介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分光會(huì)返回到第1種介質(zhì)，這個(gè)現(xiàn)象叫作光的反射。 問題：光在反射時(shí)遵從反射定律，光在折射時(shí)遵從什么規(guī)律呢？ 遵循反射定律： ①反射光線與入射光線、法線在同一平面。 ②反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)。 ③反射角等于入射角。 了解學(xué)生的知識儲(chǔ)備。
環(huán)節(jié)二:新課教學(xué) 活動(dòng)一：折射定律
折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)。 播放光的折射的實(shí)驗(yàn)視頻。 如圖所示進(jìn)行投影實(shí)驗(yàn)，多次改變?nèi)肷浣嵌龋^察。得出實(shí)驗(yàn)規(guī)律： 思考：光發(fā)生了折射，它的入射角θ1和折射角θ2存在什么樣的關(guān)系呢？ 引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究入射角和折射角之間的關(guān)系。
θ1sinθ1θ2sinθ2sinθ1/sinθ21300.50190.331.542400.64250.421.523500.77300.501.534600.87350.571.51平均值1.52
測量多個(gè)入射角和折射角，找出這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。從數(shù)據(jù)可以看出如果由光疏介質(zhì)向光密介質(zhì)傳播，入射角大于折射角。但他們數(shù)值上并不是簡單的正比關(guān)系，經(jīng)過科學(xué)家進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，找到了他們之間的關(guān)系。 入射角和折射角的正弦函數(shù)成正比 這個(gè)規(guī)律稱為光的折射定律。式中 n12 是比例常數(shù)，它與入射角、折射角的大小無關(guān)，只與兩種介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。
活動(dòng)二：折射率
對于不同的介質(zhì)，這個(gè)常數(shù)n是不同的，他是一個(gè)反應(yīng)光學(xué)性質(zhì)的物理量，被稱作介質(zhì)的折射率。 光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角和折射角正弦的比值叫做該種介質(zhì)絕對折射率，簡稱折射率。實(shí)際生活中接觸的都是由空氣射入某種介質(zhì)的情況，因?yàn)榭諝鈱獾膫鞑ビ绊懞苄。钥梢园芽諝猱?dāng)做真空處理，即把光從空氣到某種介質(zhì)的折射率近似看作絕對折射率。 在這個(gè)定律的基礎(chǔ)上，在經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)介質(zhì)的折射率還等于光在真空中的速度除以光在該介質(zhì)中的速度 n的大小與介質(zhì)有關(guān)，與θ1和θ2無關(guān)，對于確定的介質(zhì)，n是定值，不能說n∝sinθ1或n∝1/sinθ2 以水為例，光在水中的速度等于在真空中速度的3/4，則水的折射率就等于真空的光速，除以水中的速度，約等于1.33（）。 折射率的應(yīng)用 由于光在任何介質(zhì)中的傳播速度都小于真空中的光速，即分母小于分子，所以折射率永遠(yuǎn)是一個(gè)大于一的數(shù)。另外折射率還等于兩個(gè)角的正弦之比，也就是兩個(gè)數(shù)的比，所以折射率還是沒有單位的。 1.海市蜃樓 2.蒙氣差現(xiàn)象 3.鉛筆彎折之謎 加深學(xué)生對折射率的理解,并進(jìn)行應(yīng)用。提高學(xué)生用圖像處理數(shù)據(jù)的能力。
活動(dòng)三：測量玻璃的折射率
1.實(shí)驗(yàn)原理 我們已經(jīng)知道了折射率的定義式，顯然要測量技術(shù)的折射率，只需要測定光在兩氣質(zhì)中的入射角和折射角就可以了。要用激作為光源才能看到比較清晰的光路，然后再測定入射角和折射角。 引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)步驟的和目的。 從三角函數(shù)表中查出他們的正弦值，記住表格里用以上方法分別求出入射角是30度，40度，50度，60度時(shí)與其對應(yīng)的折射角，并查出他們的正弦值，利用折射率的定義式算出折射率，求出平均值，就是玻璃的折射率。 物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究，掌握測量折射率的方法和科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力和數(shù)據(jù)處理能力。
θ1sinθ1θ2sinθ2sinθ1/sinθ21300.50190.331.542400.64250.421.523500.77300.501.534600.87350.571.51平均值1.52
注意：在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，不能用手直接拿玻璃磚的光潔面 不然會(huì)變臟影響測量結(jié)果。也不能直接把玻璃磚當(dāng)尺子畫邊界線，這樣也會(huì)弄臟光潔面，甚至造成玻璃打破損。
2.數(shù)據(jù)處理 列表法：插針法測定玻璃的折射率，這是通過測量多組數(shù)據(jù)求平均值的方法來減小偶然誤差。 圖像法：以sinθ1為縱坐標(biāo)，以sinθ2橫坐標(biāo)，用表中的數(shù)據(jù)找到對應(yīng)的點(diǎn)，連出一條過原點(diǎn)的直線，他的斜率k等于縱坐標(biāo)比上橫坐標(biāo)寫成式子，不就是折射率的定義式嗎。這樣，你只要將數(shù)據(jù)畫到這樣的圖像中，求出直線斜率，可以求出折射率。 但是每次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都要查正弦函數(shù)表顯很麻煩。 正圓法：教你一個(gè)更簡便的方法，以O(shè)點(diǎn)為圓心，任取一個(gè)長度為半徑畫圓。則有 一樣可以求得折射率。 3.注意事項(xiàng) ①插針的間距適當(dāng)大些。實(shí)驗(yàn)中的四根針，AB，CD的間距如果過小，在確定光路方向時(shí)，容易出現(xiàn)較大的誤差，只要他們的間距適當(dāng)大些，這個(gè)誤差就會(huì)減小很多。所以插針的間距要適當(dāng)大些。 ②選用較厚的玻璃磚。類似的問題在選擇玻璃磚時(shí)，磚的厚度如果太小，折射光線會(huì)不夠明顯 這樣也會(huì)造成光路較大的誤差。所以要選用較厚的玻璃磚。 ③大頭針要豎直插入。如果傾斜，一樣會(huì)造成光路方向的誤差。 ④入射角最好在30-60之間。最后是插針確定的入射角，如果太小，對應(yīng)的折射角會(huì)更小，在角度測量時(shí)相對誤差會(huì)更大，反之，如果入射角太大，反射光會(huì)太強(qiáng)，那么折射光就會(huì)非常弱，這樣就不容易觀察到鋼針的像造成實(shí)驗(yàn)誤差，所以入射角最好存在30度~60度之間。另外，如果折射光線受到了玻璃磚右側(cè)，可將玻璃磚向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x即可。
環(huán)節(jié)三:練習(xí)
完成教材例題 例題：圖是光由空氣射入某種介質(zhì)時(shí)的折射情況，試由圖中所給出的數(shù)據(jù)求出這種介質(zhì)的折射率和這種介質(zhì)中的光速。 解： 展示題目 分析解決問題 檢驗(yàn)學(xué)生是否掌握求解折射率的兩種方法.
環(huán)節(jié)四：課堂小結(jié)
折射定律 折射率： 三、實(shí)驗(yàn)：折射定律的測定 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié) 總結(jié)本節(jié)課所學(xué)知識。 幫助學(xué)生梳理基礎(chǔ)知識，建立知識框架。
活動(dòng)五：練習(xí)與作業(yè)
完成教材P94頁練習(xí)與應(yīng)用 布置作業(yè) 完成作業(yè) 檢驗(yàn)學(xué)生對知識的掌握情況。
環(huán)節(jié)六：主板書設(shè)計(jì)
4.1光的折射 一、折射定律 折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比。 二、折射率 研究表明，光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同；某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即 三、實(shí)驗(yàn)：折射定律的測定
教學(xué)反思

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