第4节 光的折射
三维目标
知识与技能
1．知道光的折射现象，理解光的折射定律。
2．知道光在发生折射时，光路的可逆性。
3．学会画折射光路图。
4．学会用光的折射定律解释生活中的自然现象。
过程与方法
1．通过实验观察、认识折射现象，培养学生初步观察的能力。
2．使学生进一步了解科学探究活动过程，培养学生初步的探究能力。
3．由观察实验现象入手，通过教师引导，帮助学生分析、概括出相应结论。培养学生的观察能力，训练学生的分析、概括能力。
4．体验由折射引起的错觉。
1．通过用光的折射定律解释自然现象，体会到物理学在生活中无处不在，奥妙无穷，进一步激发学生学习物理、探索自然的兴趣。逐步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的感觉。
2．有与他人交流和合作的精神、敢于提出自己不同的见解。
3．在实验中养成实事求是的科学态度。
教学重点
1．探究并了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律。
2．使学生进一步了解科学探究活动过程，培养学生初步的探究能力。
教学难点
1．了解光在发生折射时，光路的可逆性。
2．利用光折射定律解释生活中的有关现象。
课时安排
1课时
课前准备
玻璃砖、激光笔、水槽、水、圆表盘、碗两只、硬币、实物投影仪、多媒体计算机。
导入新课
播放“空盆现硬币”视频(放在杯底刚好看不见的硬币，加上水后又会看得见)，引导学生思考：
思考问题：我们如何看到物体？光的传播路线是否改变？
演示：取一根筷子，让学生看是直的。将筷子斜放入水中，再让学生观察筷子有什么变化。
问题：筷子为何折断了？
提出：光从空气斜射入水(两种介质)，光的传播路径改变，引出折射的概念。
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。
同学们可能都听过“后羿射日”的神话故事：天空中出现了十个太阳，后羿力大无比，射掉了九个太阳，剩下现在的一个太阳，使温度适宜人们居住。但是2010年7月26日乐山的天空中却又同时出现了三个太阳，你相信吗？
播放“三日同辉”的视频资料。
问题：斜插入水中的筷子水中部分有什么变化？
引导学生分析：上述现象的产生原因，光的传播路线是否发生改变？引入新课：光的折射。
演示魔术：空碗出财宝(放在杯底刚好看不见的硬币，加上水后又会看得见)
组织学生活动：叉鱼比赛。
问题：同学们想探究这其中的奥秘吗？导入新课。
点评：通过生动有趣的活动达到激发学生学习兴趣的目的。
预测：同学们会感到无比惊奇，可以极大地调动学习的积极性。
推进新课
一、光的折射
问题引入：问题一：展示视频“海市蜃楼”，它们是怎样形成的？
问题二：放大镜为什么能起放大作用？
问题三：前面学了平面镜成像的例子，如水中倒影，是由于光从空气射向水面，又反射回到空气中，进入人眼形成的像。但水中倒影比物体本身更暗淡，为什么呢？
1．教师演示下图(可往水中加点墨水或牛奶，增强可视性)，要求学生填空。
出示小黑板内容(亦可以课件呈现)。
现象：①光的传播方向在水面发生突变。
②同时出现反射现象和折射现象。
③入射光线分解为反射光线和折射光线(进入人眼的是反射光线，弱于入射光线，故看起来偏暗)。
2．相关名称
①一点：点O为入射点(又为反射点、折射点)。
②相互垂直
③三光线
④三角
实验探究：光的折射规律
以下方案任选一个：
方案一：用玻璃砖探究光的折射特点。
(1)器材：激光光源、玻璃砖、量角器、直尺。
(2)要求学生带着下列问题去观察：
①光的传播方向改变吗(若不改变，光路应为什么方向)?
②与入射光线相比，折射光线是偏离还是靠近法线？
③使入射角增大，则折射角如何变化？入射角减小呢？
(垂直入射)呢？
即时练习画光路图：
由教师引导学生仿照光的反射定律，总结出光的折射定律。
(1)三线关系：折射光线与入射光线、法线在同一平面内(三线共面)；折射光线和入射光线分居法线的两侧(法线居中)。
(2)两角关系：光从空气斜射入玻璃或其他介质时，折射光线靠近法线折射，折射角小于入射角。
(3)(折射角随入射角同方向变化。)
通过体验由折射引起的错觉，认识光路的可逆性在折射现象中的存在。
出示装有一条小鱼的大烧杯，让学生进行观察与操作。
从侧面和上面观察鱼，对比鱼的大小的不同。
结论：从侧面看，鱼更大(原因以后再讲)。
让学生用铅笔模仿猫去“刺”鱼。
结论：鱼看起来的位置比实际位置更浅，是虚像(可讨论问题：“眼见”一定“为实”吗)。
提出问题：为什么会出现上述现象？
讨论交流：折射现象中光路的可逆性。
讨论导引：
导引一：人透过空气看树木，是树木反射的光从树木沿直线进入人眼。
导引二：人通过水面看岸边树木，光从树木到水面发生反射，进入人眼。但人还是习惯地以为光是从水中树木的倒影处沿直线进入人眼的。
即：我们总是依照光射来的直线方向去判断光源的位置。
眼看鱼，光从鱼处反射进入人眼，即光从水到空气中发生折射(与实验探究的光从空气进入水中的折射的情况相反)。
出示小黑板：对比
光路方向 空气→水 二者相反光路可逆 光路图
在空气中A看水中物B，好像在B′，变浅了；在水中B看岸上物A，好像在A′处，变高了。
方案二：
1．折射现象
问题：光是不是总是沿着直线传播呢？
学生实验：将一束激光射入空杯底，记下光斑的位置，保持入射光线方向不变，慢慢向杯中倒水。观察光斑的位置是否改变。
思考：
(1)当光从空气斜射入水中，光在空气中是怎样传播的？在水中又是怎样传播的？
(2)光从空气进入水中时，传播方向有没有发生改变？
讨论：光从一种介质进入另一种介质时是不是沿直线传播？光的传播路线是否发生改变？
作图：引导学生仿照实验中光的传播路径作出大致的折射光线。
总结得出光的折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象。
小组合作，结合光的反射知识给折射现象中相应的光线和角度取名：入射光线、折射光线、法线、界面、入射角、折射角。
2．光的折射规律
回忆：光的反射规律，并结合观察到的折射现象及所画的光路图，总结出部分光的折射规律：
折射光线、入射光线、法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居法线两侧。
引导学生探究：
(1)光从空气斜射入玻璃中，折射角的大小与入射角的大小有什么关系呢？
(2)多改变几次入射光线的方向，你还会发现什么规律？
在学生探究基础上归纳得出：
光的折射规律：光从空气中斜射入水或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折(折射角小于入射角)；折射角随入射角的增大而增大。
问题：光从水中斜射入空气中时，折射角与入射角又存在怎样的关系呢？
结合实验，通过多媒体演示说明，在光的折射现象中光路也是可逆的。所以光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。
阅读：老师指示学生阅读课本内容，了解光在折射时，光路是可逆的。
二、生活中的折射现象
利用多媒体，作图解释“叉鱼”的折射原理。
1．解释池水“变浅”，告诫学生千万不要贸然下水；
2．利用所学知识解释课前提出的“空盆现硬币”问题；
3．简单提出生活中另外一些折射现象，如彩虹、海市蜃楼等。
扩展：海市蜃楼——在海面、沙漠上方不均匀的空气中，由于光的折射所形成的虚幻景像呈现在高空(古人误以为是蜃、大蛤蚧吐气而成，故又叫蜃景)。其形成原理可参考从水中看岸上物体的光路图。
1．人看到水池里的月亮和鱼的像，它们的形成分别是哪一种现象( )。
A．都是折射现象
B．前者是折射现象，后者是反射现象
C．都是反射现象
D．前者是反射现象，后者是折射现象
答案：D
2．当光从空气射入玻璃时，如果改变入射角，使入射角减小，则( )。
A．反射角减小，折射角不变
B．反射角减小，折射角减小
C．反射角不变，折射角减小
D．反射光线与折射光线间的夹角减小
答案：B
3．一盏探照灯装在东面看台上，灯光朝西斜向下射到没有水的游泳池底的中央，在将游泳池逐渐灌满水的过程中，池底的光斑将( )。
A．向东移动后静止
B．向西移动后静止
C．先向东移动后再向西移动
D．仍在原来位置
答案：A
4.小明仔细观察了下图后，总结出以下几条结论。其中正确的是( )。
A．光在同一种物质中沿直线传播
B．光发生反射时，反射角等于入射角
C．光从空气射入玻璃时，入射角小于折射角
D．光从玻璃射入空气时，折射角大于入射角
答案：BD
5．物理老师在实验室用某种方法在长方形玻璃缸内配制了一些白糖水。两天后，同学们来到实验室上课，一位同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入白糖水，发现了一个奇特的现象：白糖水中的光路不是直线，而是一条向下弯曲的曲线，如图所示。关于对这个现象的解释，同学们提出了以下猜想，其中能合理解释该现象的猜想是( )。
A．玻璃缸的折射作用
B．激光笔发出的光线未绝对平行
C．白糖水的密度不是均匀的，越深密度越大
D．激光笔发出的各种颜色的光发生了色散
答案：C
6．看见河里有一条鱼，若用激光电筒瞄准水中的鱼，则下列说法正确的是( )。
A．人瞄准的是鱼 B．人瞄准的是鱼的像
C．激光能射中鱼 D．激光不能射中鱼
答案：BD
7．当光从一种介质________入另一种介质中时，光的传播方向要发生变化；只有当光________射入介质表面时，光的传播方向才不变。
答案：斜射 垂直
8．当光从空气斜射入水中时，折射角__________(填“大于”“小于”或“等于”)入射角；若入射角减小，折射角__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案：小于 减小
2015年