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第1節 光的折射
第四章 光
目 錄
01
設計理念
02
教材分析
03
學情分析
04
教學重難點
05
教學學法
06
教學目標
07
教學過程
08
教學反思
目 錄
一、設計理念
從新課標中“立足學生全面發展，提升學生學科核心素養，體現物理學科獨特育人價值”的課程目標出發，結合本節課知識從以下幾個環節展開教學。
創設物理情境
趣味實驗引入，激發學生學習興趣
形成物理概念
回顧光的反射定律，總結光的折射定律
構建物理模型
建立光的折射遵循的規律
建立知識體系
系統剖析光的偏折產生的根本原因
經歷科學探究
得出光的折射定律
解決實際問題
回扣課堂引入解決生活中的折射現象
課堂習題鞏固
所學知識在物理情境中的內化和升華
自主課堂總結
以思維導圖的形式重現知識結構網絡
二、教材分析
三、學情分析
學生對于光在均勻介質中沿直線傳播、光的反射定律有了定性的認識，但對于光的折射定律的定量關系還不夠清楚，需要通過具體的實驗加深對知識的理解和應用。
學生已具備解決光的反射定律內容的科學思維和科學思想，能夠構建基本物理模型。已有的知識儲備為推導光的反射遵循的規律以及定量的關系奠定能力基礎。
學生經歷物理科學探究的過程，通過主動動手實驗操作和問題驅動，激發學生強烈的學習興趣，培養學生科學嚴謹、持之以恒、實事求是的科學態度以及科學探索精神。
物理觀念
科學思維與探究
科學態度與責任
運用折射光路圖解釋生活中的自然現象。
難點
光折射規律的理解，光路可逆。
重點
光的折射規律的探究。
四、教學重難點
啟發式
講授法
演示法
討論法、歸納總結
探究法
五、教法學法
[學法]：從建構主義理論、人本主義理論出發，通過自主式、體驗式學習，讓學生學會探究與正確的科學思維，在小組合作過程中完成知識的自我構建。
六、教學目標
1.知道光的反射及折射現象 2.知道法線、入射角、反射角、折射角的含義。
物理觀念
1.理解光的折射定律，并能用來解釋和計算有關的問題。
2.理解折射率的物理意義 3.知道折射率與光速的關系。
科學思維
1.通過實驗探究，親身體驗折射定律的得出。
科學探究
通過分析生活中常見的折射現象，激發學生學習的興趣，培養學生主動探究的能力和合作探究的意識，培養科學嚴謹、實事求是的科學態度以及科學探索精神。
科學態度與責任
光的折射
折射定律
折射率
創設物理情境，設疑引入新課
回顧反射定律，鞏固理清舊知
深剖物理概念，科學推理新知
科學探究新知，揭秘課堂引入
自主知識總結，習題鞏固新知
課外延伸探究，突破時空限制
創設物理情境
開展科學推理
構建物理模型
建立知識體系
解決實際問題
自主課堂總結
課后習題鞏固
驅動型任務
物理基本概念
教學環節
設計理念
七、教學過程
解釋現象
1.創設物理情境，設疑引入新課
利用“消失的硬幣”科學小實驗，創設問題情境引入新課（同時現場演示），這樣的引入一方面為學生提供形象直觀的感性認識，另一方面從生活走向物理，激發學生的學習興趣和求知愿望。
（2）射水魚如何才能準確射中水面上的小昆蟲？
（1）.有經驗的漁民會往看見魚的位置直接叉魚嗎？
聯系生活中與光的折射有關的實例，創設疑問為什么會出現上述情形，吸引學生的注意力，使學生的思維主動投入到本節課所學知識，學生表現出強烈的求知欲。
情境引入：
生活的體驗
問題1：陽光照射在也西湖上，我們既可以看到湖面上太陽的倒影，
也可以看到水底的魚和草，這說明什么 ？
2.回顧反射定律，鞏固理清舊知
入射光線
反射光線
法線
以任務驅動的方式引導學生開展以下學習活動：
問題1：陽光照射水面時，我們能夠看到水中的魚和草，
同時也能看到太陽的倒影，這說明什么 ？
問題2：光的反射有什么規律？
問題3：光的折射有什么規律？
通過問題驅動形式引導學生思考，既鞏固光的反射定律的知識，也引出光的折射定律的概念，也有利于培養學生構建物理模型能力、知識遷移和應用的能力，從而提高了學生的科學思維。
3.深剖物理概念，科學推理新知
通過探究活動1，定性的描述光的折射遵循的規律：
(1)折射光線、入射光線、法線在同一平面內
(2)折射光線和入射光線分居法線兩側
(3)當光從空氣斜射入玻璃中時，折射角小于入射角
(4)當光從玻璃斜射入空氣中時，折射角大于入射角
(5)當入射角增大時，折射角也隨著增大
借助光學演示儀，探究光的折射遵循的規律，使抽象知識更加形象具體化，提高學生分析問題的能力和歸納總結能力，幫助學生更好地理解科學本質，進而培養學生的科學素養。
3.深剖物理概念，科學推理新知
通過探究活動2：入射角與折射角的定量關系
通過實驗探究2得出結論：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比
思考2：如果將玻璃換成其它介質，入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的結論？
總結：光從一種介質進入到另一種介質時，總有入射角的正弦與折射角的正弦之比相等。
斯涅耳定律
通過探究活動2和問題思考，進一步培養學生分析問題的能力和歸納總結能力，使知識得到內化和升華。
入射角θ1 折射角θ2 入射角θ1/rad 折射角θ2/rad 入射角θ1正弦 折射角θ2正弦
0 0 0
100 0.175 0.174
200 0.349 0.342
300 0.524 0.500
400 0.698 0.643
500 0.873 0.766
600 1.047 0.866
700 1.222 0.940
800 1.396 0.985
問題4： 光從空氣斜射入玻璃時，入射角大于折射角；
入射角與折射角之間有什么定量的關系？
數據分析
荷蘭數學家斯涅耳于1621年所發現。
結論：入射角的正弦與折射角的正弦成正比。
（2）定量：分別作出θ1—θ2與sinθ1—sinθ2關系圖像
、、、、、、
（1）規律得出的歷程:
探究歷史：
古希臘哲學家托勒密的結論:折射角與入射角成正比
荷蘭數學家斯涅耳的結論:
折射角與入射角的正弦成正比
最后教師介紹光的折射規律探究歷史，偉人得出科學結論經歷一次次失敗與挫折，讓學生體會到科研的艱辛與曲折，培養學生尊重科研成果，產生努力學習服務社會的人生觀。
（2）正確規律的得出往往要經過曲折的過程，要經過實踐的多次檢驗。
1.定義：光從真空射入某種介質發生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質的絕對折射率，簡稱折射率。用符號 n 表示。
2.比值定義式:
折射率定義和定義式
01
（3）n 是介質的固有屬性，與sinθ1、sinθ2、θ1、θ2無關
折射率n由什么因素決定呢？
光的折射是由于傳播速率變化引起，偏折的程度大小與傳播速率有關。
（1）適用范圍：光由真空（或空氣）進入介質
如果光由介質進入空氣時，根據光路的可逆性，求折射率n時需將入射角和折射角互換。
θ1
θ2
（2）n反映介質對光的偏折作用，n越大，偏折越大。
折射率決定式
02
（2）由于c>v, 所以任何介質的折射率 n>1.
1、折射率決定式:
（3）由于n>1, 所以θ1>θ2，θ1總比θ2變化更快。
（1）n由光在介質中的傳播速率v決定，v越大，折射率n越小。
實驗數據表明，介質的折射率等于光在真空中的傳播速率c與光在該介質中的傳播速率v之比.
光很有可能是一種波
光從一種介質到另一種介質中速度發生變化，說明了什么問題？
介質 折射率 介質 折射率
金剛石 2.42 甘油 1.55
二硫化碳 1.63 酒精 1.36
玻璃 1.5～1.8 水 1.33
水晶 1.55 空氣 1.00028
常見介質的折射率（λ=589.3nm 鈉黃光 ，t=20℃)
（1）真空折射率為1，空氣折射率非常接近1，可以當真空處理。
常見介質的折射率
03
（2）折射率還與溫度有關,還與入射光的波長有關.
生活經驗
4.科學探究新知，揭秘課堂引入
問題4：水下的魚看起來比實際的深度深還是淺？如何叉中？
問題5：在水下看水面上的物體比實際位置高還是低？射水魚？
實深
視深
水
空氣
視高
實高
理論聯系生活實際，揭示岸上觀魚“魚變淺”，水中觀鳥“鳥變高”的本質原因，使知識等到進一步升華，學生由感性認識到理性認識的蛻變。
（1） 有經驗的漁民會往看見魚的下方叉魚
學以致用：
運用所學知識解釋生活中光的折射現象，達到前呼后應的效果，同時提高學生自主分析問題的能力、知識應用能力和解決問題的能力。
（2）射水魚如何才能準確射中水面上的小昆蟲？
問題2：如果沒有大氣，將遲一些看到太陽還是早一些看到太陽？
像
實例分析
三
實例分析
三
5.自主知識總結，習題鞏固新知
【例題】如圖一個儲油桶的底面直徑與高均為d．當桶內沒有油時，從某點A恰能看到桶底邊緣的某點B。當桶內油的深度等于桶高的一半時，仍沿AB方向看去，恰好看到桶低上的點C，CB兩點距離d/4．求油的折射率和光在油中傳播的速度。
Ｂ
Ａ
d
C
O
D
N
Nˊ
θ2
根據艾賓浩斯的遺忘規律，針對本節課所學知識，設計以上練習，將“教”“學”“做”緊密聯系，引導學生鞏固所學知識，并以思維導圖的形式引導學生進行歸納總結本節知識，培養學生的概況表達能力和自我評價能力。
一、折射定律
1、折射光線、入射光線、法線在同一平面內。折射光線和入射光線分居法線兩側。入射角的正弦與折射角的正弦成正比， 即：
式中n12是比例常數，它與入射角、折射角的大小無關，只與兩種介質的性質有關。
二、折射率
1、光從真空射入某種介質發生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質的絕對折射率，簡稱折射率。用符號 n 表示。
注：（1）n反映介質對光的偏折作用，n越大，偏折越大。（2）頻率越大，n越大
2、光在不同介質中的傳播速度不同；某種介質的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介質中的傳播速度v之比，即
注：（1）n由光在介質中的傳播速率v決定，v越大，折射率n越小。
（2）由于c>v, 所以任何介質的折射率 n>1.
4.1光的折射
八、教學反思
1、本節課從生活中常見光學現象入手，激發了學生的學習興趣。
2、折射定律和折射率的提出過程，循序漸進，突出的物理觀念的建立。
3、折射定律的定量分析，帶領學生動手計算，感受科學的探究過程。
THANKS

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