教科版高中物理选修3-4：《光的折射定律》教案1-新版
高中物理选修3-4教学设计1：13.1 光的反射和折射教案
13、1光的反射和折射的教学设计教学理念：长期以来，我们重视知识的传授而忽视了能力培养。
注重知识的结果，往往淡化甚至不管知识获得的过程。
教育太急于看到知识传授的结果，太讲究“效率”了。
因此．很多教师用“高效益”的方式将实验结果得出的规律告诉学生，然后把大量的时间用于反复通过习题训练理解掌握规律，而这样做恰恰是本末倒置的。
对于学生还不是很理解的规律，即使是通过大量的习题反复演练，其知识的迁移能力仍是比较弱的，一旦出现新的情境，许多学生仍将束手无策。
新课程体现的现代教育思想要求我们的教学要进行改革，在以全新的物理教学理念替代传统教学观念的同时更强调要以探究性方式进行我们的课堂教学。
新课程在教学内容上更加注重了与生产、生活实际和现代科技成就的联系，更加注重知识产生和发展的过程，即将重视结论的学习转变成重视过程的学习，更加注重物理思想的演化和研究、处理问题方法的运用。
新课程在实验教学中提倡将演示实验尽量转化为学生的随堂实验，同时也提倡学生在教师的指导下进行探究性实验。
探究性课堂教学，就是以探究为主的教学。
具体说它是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种层次开展解难释疑尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。
通过对课堂教学的探索和实践，这种新的教学模式使课堂更具有生命力。
教学设计意图：根据学生在初中已经学过光的反射和折射，但没有深入学习过光的折射所遵循的定量关系。
学生已具备一定的实验操作技能，对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。
对于本节课的教学中学生可能会出现的思维障碍与困惑是：对于的理解，新教材在第十二章第六节《惠更斯原理》这节课中讲波的折射时，已经删去了利用惠更斯原理推出的这部分内容，这就导致这条公式的给出显得较为突兀，学生接受起来有些牵强。
【2019-2020】高中物理第四章光的折射第1节光的折射定律教学案教科版选修3_4
教学资料参考范本【2019-2020】高中物理第四章光的折射第1节光的折射定律教学案教科版选修3_4撰写人：__________________部门：__________________时间：__________________对应学生用书P49[自读教材·抓基础]1．光的反射光射到两种介质的分界面时，一部分光仍回到原来的介质里继续传播的现象。
2．光的折射现象(1)光的折射：图4－1－1如图4－1－1所示，当光线入射到两种介质的分界面上时，一部分光被反射回原来的介质，即反射光线OB。
另一部分光进入第二种介质继续传播的现象，即光线OC，叫做光的折射，光线OC称为折射光线。
折射光线与法线的夹角称为折射角r。
(2)入射角与折射角：在如图4－1－2所示光路中：图4－1－2①MN表示界面，PQ表示法线。
②AO表示入射光线，OB表示折射光线。
③∠3表示入射角，∠1表示折射角。
(3)折射定律：入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线与折射光线分别位于法线的两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比是一个常数，即＝n，n为比例常数。
[跟随名师·解疑难]1．对折射定律的理解(1)“同面内”：“折射光线与入射光线、法线在同一平面内”，这句话大体上说明了三线的空间位置：折射光线在入射光线与法线决定的平面内，即三线共面。
(2)“线两旁”：“折射光线与入射光线分居在法线两侧”，这句话把折射光线的位置又作了进一步的确定，使得折射光线的“自由度”越来越小。
(i>0)(3)“正比例”：“入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一常数”，即＝n，折射角r随入射角i的变化而变化，入射角i的正弦与折射角r的正弦之比是定值，当入射光线的位置、方向确定下来时，折射光线的位置、方向就确定了。
所以，光的折射定律是光从一种介质射向另一种介质中时，在传播过程中遵循的必然规律。
2．光线偏折的方向(1)如果光线从折射率(n1)小的介质射向折射率(n2)大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大(减小)，折射角也会增大(减小)。
1.光的折射定律-教科版选修3-4教案
光的折射定律-教科版选修3-4教案一、概述本教案以教科版选修3-4为基础，针对光的折射定律进行教学设计。
通过本文的学习，可以了解光的折射和反射的基本原理，掌握光的折射定律的推导方法和应用，提高学生的实验操作能力和科学思维能力。
二、知识点1.光线定义2.光的折射和反射3.折射角和入射角之间的关系4.光的折射定律的推导5.光的折射定律的应用三、教学目标1.知道光的折射和反射的概念和基本原理；2.掌握光的折射定律的推导方法和应用；3.认识到光的折射定律在生活中的实际应用；4.提高实验操作能力和科学思维能力。
四、教学内容和步骤1. 光的折射和反射1.1 前置知识光线，光的直线传播。
1.2 师生互动引导学生了解光的折射和反射的现象和基本原理。
1.3 实验演示通过实验演示，展示光的反射和折射的过程，让学生观察和思考。
2. 折射角和入射角之间的关系2.1 前置知识平面镜和反射角定义。
2.2 师生互动通过交互式讨论，让学生了解光线的入射角、反射角和折射角的概念和关系。
3. 光的折射定律的推导3.1 前置知识空气和玻璃的折射率的定义。
3.2 实验演示通过实验演示，证实光线在过渡介质中的折射规律。
3.3 数学推导根据光的直线传播和折射规律，推导得出光的折射定律。
4. 光的折射定律的应用4.1 前置知识菲涅尔透镜。
4.2 实践操作通过实践操作，应用光的折射定律，制作菲涅尔透镜，展示其在凸透镜上的作用。
五、教材参照光的折射定律-教科版选修3-4。
六、教学反思本教案的设计以任务为导向，注重实践操作和思维启发。
同时，引导学生不断思考光的折射和反射的现象和规律，促进科学思维的发展。
在教学过程中，要注重个性化教学，适时引导学生自主探索，提高学习兴趣和积极性。
光的折射定律》学案教科版选修3-4.doc
温故追本溯源推陈方可知新基础自学落实重点互动探究学案1光的折射定律［学习目标定.位］1.认识光的折射现象2理解光的折射定律，并能用其解释和计算有关问题.3.理解折射率 的定义及其与光速的关系.知识•储备区N知识链接 1. 波的反射：波遇到障碍物会 的现象. 2. 波的折射：当波由-•种介质进入另一种介质后，传播方向发生 的现象. N 新知呈现一、 光的折射定律 1. 入射光线、折射光线和法线在 内，入射光线与折射光线分居 ： 与 • • ・之比为一常数，即瓷=n(式中n 为比例常数) Olli 1在光的折射现象中，光路 二、 介质的折射率n 1. 定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i 的正弦值与折射角r 的 的比值. 2. 折射率与光速的关系：某种介质的折射率n 等于光在真空中的传播速度c 与光在这种介质中的传播速 度v 之比，即n=S 任何介质的折射率n 都 1(填“大于”、“小于”或“等于”).学习•探究区一、反射定律和折射定律皎洁的月光下，在清澈的湖面上我们能通过水面看到刀亮的倒影.同时，刀光能够照亮水中的鱼和草，这 说明光从空气射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光返回到空气中，那么这两部分光的去向遵从什 么规律呢？［要点提炼］1. 光的反射(1) 反射现象：光从一种介质射到它与第'二种介质的时，一部分光会返回到第一种介质的现象. (2) 光的反射遵循反射定律：反射光线与入射光线、法线处在 内，反射光线与入射光线分别位 于；反射角 入射角. (3) 在光的反射现象中，光路2. 光的折射(1)光的折射现象光从一种介质照射到两种介质的时，一部分光另一利介质并改变传播方向的现象，称为光的折射现象.(2)折射定律(如图1所小)折射光线、入射光线和法线在内，入射光线与折射光线分居；与之比为一常数，即dill 1(3)在光的折射现象中，光路3.注意：入射角、反射角和折射角不是光线与界面的央角，而是光线与法线的央角；光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化，但并非一定要变化，当光垂直•界而入射时光的传播方向就不变化.二、折射率［问题设计］光由真空以相同的入射角射向不同的介质时，折射角是不同的，为什么？［要点提炼］1.折射率(1)定义式：n=滂.⑵折射率与光速的关系：n=32.对折射率n的理解(1)由于c>v,故任何介质的折射率都(填“大于"、“小于"或“等于” )1.⑵折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的大小由及入射光的决定，与入射角、折射角的大小(3)01为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角：而02为介质中的光线与法线的夹角，也不一定为折射角，产生这种现象的原因是由于光路的可逆性.(4)介质的折射率与介质的密度没有必然联系.N典例精析一、反射定律和折射定律的应用【例1】一束光线从空气射入折射率为皿的介质中，入射角为45。
光的折射定律教学教案
光的折射定律教学教案一、教学目标1. 让学生了解光的折射现象，掌握折射定律的内容。
2. 能够运用折射定律解释生活中的折射现象。
3. 培养学生的观察能力、思考能力和动手实践能力。
二、教学内容1. 光的折射现象：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。
2. 折射定律：入射光线、折射光线和法线在同一平面内；入射光线和折射光线分居法线两侧；入射角和折射角之间满足正弦定理：sin i / sin r = n（i：入射角；r：折射角；n：两种介质的折射率）。
三、教学重点与难点1. 重点：光的折射现象，折射定律的内容及其应用。
2. 难点：折射定律的理解和应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生观察、思考和探究光的折射现象。
2. 利用实验演示，让学生亲身体验光的折射现象，增强直观感受。
3. 运用多媒体辅助教学，展示相关图片和视频，帮助学生理解折射定律。
4. 开展小组讨论，促进学生之间的交流与合作。
五、教学过程1. 导入：通过展示生活中常见的折射现象，如彩虹、放大镜等，引发学生对光的折射现象的兴趣。
3. 折射定律：讲解折射定律的内容，引导学生理解入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线和折射光线分居法线两侧，入射角和折射角之间满足正弦定理。
4. 应用练习：让学生运用折射定律解释生活中的折射现象，如眼镜、光纤等。
5. 课堂小结：回顾本节课所学内容，强调光的折射现象和折射定律的重要性。
6. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
7. 课后反思：教师对本节课的教学效果进行反思，为下一步教学做好准备。
六、教学拓展1. 引导学生了解折射定律在现代科技领域的应用，如光纤通信、眼镜制造等。
2. 探讨光的折射现象在生物医学领域的应用，如光纤内窥镜、激光手术等。
3. 介绍光学折射率的概念，让学生了解不同介质对光传播速度的影响。
七、课堂互动1. 提问：光在折射时，传播速度是否发生改变？为什么？2. 讨论：如何运用折射定律设计一个放大镜？3. 小组活动：让学生设计一个实验，验证光的折射现象。
高中物理 第四章 光的折射 第1讲 光的折射定律学案 教科版选修3-4.doc
第1讲 光的折射定律[目标定位] 1.掌握光的反射及反射定律.2.掌握光的折射及折射定律.3.掌握介质的折射率的概念，了解介质的折射率与光速的关系.4.会依据光的反射定律和折射定律作出光路图．一、光的反射和折射现象当光射到两种介质的分界面时，一部分光仍回到原来的介质里继续传播的现象，叫做光的反射；另一部分光进入第二种介质继续传播的现象叫做光的折射．二、光的折射定律1．折射定律：入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线与折射光线分居法线两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一常数．2．公式：sin i sin r＝n想一想 光在两种介质的界面发生反射和折射现象时，反射光线、折射光线和入射光线的传播速度是否相同？答案 光在不同介质中的传播速度不同．反射光线和入射光线是在同一介质中，故它们两个的传播速度相同；折射光线和入射光线不在同一介质中，故它们两个的传播速度不同．三、介质的折射率1．把光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i 的正弦值与折射角r 的正弦值的比值，叫做这种介质的折射率．n ＝sin isin r2．折射率与光速的关系：介质的折射率n ，等于光在真空中的传播速度c 与光在这种介质中的传播速度v 之比．n ＝c v3．任何介质的折射率都大于1.想一想 当光从水射入空气发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做水的折射率，这种说法正确吗？为什么？答案 不正确．空气可以作为真空处理，根据折射率的定义可知光从空气射入水发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做水的折射率.一、对折射率的理解1．折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，其大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关．2．应用n ＝sin isin r 计算介质折射率时，注意i 为真空中的光线与法线夹角，不一定为入射角；r 为介质中光线与法线的夹角，也不一定为折射角．例1 (多选)关于折射率，下列说法正确的是( ) A ．根据sin isin r ＝n 可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B ．根据sin isin r ＝n 可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C ．根据n ＝cv可知，介质的折射率与光在该介质中的光速成反比D ．同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与光在介质中的波长成反比 解析 介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故选项A 、B 均错；由于真空中的光速是个定值，故n 与v 成反比是正确的，选项C 正确；由于v ＝λf ，当f 一定时，v 与λ成正比，又n 与v 成反比，故n 与λ也成反比，选项D 正确．答案 CD借题发挥 折射率n 反映了介质的光学性质，它的大小只由介质本身和入射光的频率决定，与入射角和折射角的大小无关，切不可认为n 与入射角的正弦成正比，与折射角的正弦成反比．例2 (多选)两束不同频率的单色光a 、b 从空气平行射入水中，发生了如图1所示的折射现象(α>β)．下列结论中正确的是( )图1A ．在水中的传播速度，光束a 比光束b 大B ．在水中的传播速度，光束a 比光束b 小C ．水对光束a 的折射率比水对光束b 的折射率小D ．水对光束a 的折射率比水对光束b 的折射率大解析 由公式n＝sin i sin r ，可得折射率n a <n b ，C 正确，D 错误；由v ＝cn ，n a <n b 知v a >v b ，A 正确，B 错误．答案 AC二、光的折射定律的应用 解决光的折射问题的基本思路： 1．根据题意画出正确的光路图．2．利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角是入射光线、折射光线与法线的夹角．3．利用折射定律n ＝sin i sin r 、折射率与光速的关系n ＝cv 列方程，结合数学三角函数的关系进行运算．例3 如图2所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d ，当桶内无油时，从某点A 恰能看到桶底边缘上的某点B ，当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A 点沿AB 方向看去，看到桶底上的C 点，C 、B 相距14d .由此可得油的折射率n ＝________；光在油中传播的速度v ＝________m/s.(结果可用根式表示)图2解析 作出光路图如图所示．由题意知，sin α＝22，sin β＝d4d22＋d42＝15＝55， 故油的折射率n ＝sin αsin β＝102，光在油中传播的速度v ＝c n＝610×107m/s. 答案102610×107借题发挥 在解决光的折射问题中正确画出光路图是前提，利用几何关系确定边、角关系是关键．例4 Morpho 蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉．电子显微镜下鳞片结构的示意图如图3所示．一束光以入射角i 从a 点入射，经过折射和反射后从b 点出射．设鳞片的折射率为n ，厚度为d ，两片之间空气层厚度为h .取光在空气中的速度为c ，求光从a 到b 所需的时间t .图3解析 设光在鳞片中的折射角为γ，由折射定律知，n ＝sin isin γ在鳞片中传播的路程l 1＝2d cos γ，传播速度v ＝c n ，传播时间t 1＝l 1v解得t 1＝2n 2dc n 2－sin 2i，同理，在空气中的传播时间t 2＝2hc cos i则t ＝t 1＋t 2＝2n 2dc n 2－sin 2i ＋2hc cos i.答案 见解析对折射率的理解1．(多选)光从真空射入某介质，入射角i 从零开始增大到某一值的过程中，折射角r 也随之增大，则下列说法中正确的是( )A ．比值i r不变 B ．比值sin isin r不变C ．比值sin isin r 是一个大于1的常数D ．比值sin isin r是一个小于1的常数解析 由折射率概念可知：折射率与介质有关，对于同一束光，介质的折射率不变，即n ＝sin i sin r 不变，又n ＝cv ，故n 始终大于1. 答案 BC光的折射定律的应用2．一条光线从空气射入折射率为2的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是( )A ．75°B ．90°C ．105°D ．120°解析如图所示，根据折射定律sin i sin r ＝n ，则sin r ＝sin i n ＝sin 45°2＝12，r ＝30°，反射光线与折射光线的夹角θ＝180°－45°－30°＝105°，C 正确．答案 C3.两束细平行光a 和b 相距为d ，从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图4所示，若玻璃对a 的折射率小于对b 的折射率．当它们从玻璃砖的下表面射出后，有( )图4A ．两束光仍平行，间距等于dB ．两束光仍平行，间距大于dC ．两束光仍平行，间距小于dD ．两束光不再相互平行解析 作出两束光线在平行玻璃砖的光路图．根据n a ＝sin i sin r a ，n b ＝sin isin r b，由题意知n a <n b ，r a ＞r b ，故d ′>d .光线经两侧面平行的玻璃砖后方向不变，折射光线平行．B 对．答案 B4．一小孩站在宽6 m 的河边，在他正对面的岸边有一距离河面高度为3 m 的树，树的正下方河底有一块石头，小孩向河面看去，同时看到树顶和石头两者的像且重合．若小孩的眼睛离河面的高度为1.5 m 如图5所示，河水的折射率为43，试估算河水深度．图5解析 光路图如图所示，得n ＝sin αsin β，由几何关系得1.5tan α＋3tan α＝6，解得 tanα＝43，sin α＝45，P 点至树所在岸边的距离为3tan α＝4 m ，设河水深度为h ，则 sin β＝442＋h2，由以上几式解得h ＝5.3 m.答案 5.3 m题组一 光的反射现象和折射现象1．(多选)关于光的反射与折射现象，下列说法正确的是( ) A ．光发生反射时，光的传播方向一定改变 B ．光发生反射时，光的传播方向可能偏转90° C ．光发生折射时，一定伴随着反射D ．光发生折射时，光的传播方向可能偏转90°解析 由光的反射定律可知，反射角等于入射角，不管入射角多大，光发生反射时，光的传播方向都要改变，选项A 正确；光发生反射时，当入射角等于45°时，光的传播方向偏转90°，选项B正确；光从一种介质射到两种介质的分界面时，一定有部分光发生反射，选项C正确；光发生折射时，光的传播方向偏转一定小于90°，选项D错误．答案ABC2．关于光的折射现象，下列说法正确的是( )A．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射B．光由一种介质进入另一种介质，传播方向一定改变C．人观察盛水容器的底部，发现水变浅了D．若光从空气射入液体中，它的传播速度一定增大答案 C3．如图1所示是一束光从空气射向某介质在界面上发生了反射和折射现象的光路图，下列判断中正确的是( )图1A．AO是入射光，OB为反射光，OC为折射光B．BO是入射光，OC为反射光，OA为折射光C．CO是入射光，OB为反射光，OA为折射光D．条件不足，无法确定解析法线与界面垂直，根据反射角等于入射角，反射光线、折射光线和入射光线都位于法线两侧．入射角大小等于反射角，可知CO为入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线．答案 C4．如图2所示为地球及其大气层，高空有侦察卫星A接收到地球表面P处发出的光信号，则A感知到的发光物应在( )图2A．图中P点B．图中P点靠近M的一侧C．图中P点靠近N的一侧D．以上位置都有可能解析由于大气层的存在，侦察卫星在A处接收到的P处发出的光信号的光路大致如图中实线所示，由图可知选项B正确，A、C、D错误．答案 B5．井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(如图3所示，水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则( )图3A．水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B．枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C．水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D．两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星解析这是一道典型的视野问题，解决视野问题的关键是确定边界光线和确定是谁约束了视野等．如本题中由于井口边沿的约束，而不能看到更大的范围，据此作出边界光线如图所示．由图可看出α＞γ，所以水井中的青蛙觉得井口小些；β＞α，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，故选项B正确，A、C、D错误．答案 B题组二折射率及折射定律6．(多选)有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种介质，光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角如图4所示，由此可以判断( )图4A．光在介质Ⅱ中传播的速度最小B．介质Ⅲ的折射率最小C ．光在介质Ⅰ中的传播速度最大D ．介质Ⅲ的折射率最大解析 由图可知，光在介质Ⅰ中的入射角大于在介质中的折射角，而在介质Ⅱ中的入射角小于在介质Ⅲ中的折射角，说明介质Ⅱ的折射率最大、介质Ⅲ的折射率最小，由n ＝c v可知，光在介质Ⅱ中传播的速度最小、介质Ⅲ中最大，选项A 、B 正确，C 、D 错误．答案 AB7．以往，已知材料的折射率都为正值(n >0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n <0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足sin isin r＝n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n ＝－1, 正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是( )解析 折射线与入射线应位于法线的同一侧，故选项A 、D 错误．因为材料折射率n ＝－1，在电磁波由空气进入介质的入射点，sin α＝－sin (－β)，得α＝β，则C 项错．答案 B8.如图5所示，有一玻璃三棱镜ABC ，顶角A 为30°，一束光线a 垂直于AB 射入棱镜，从AC 射出进入空气，测得出射光线与AC 夹角为30°，则棱镜的折射率为( )图5A ．12B ．22C ． 3D ．33解析 顶角A 为30°，则光从AC 面射出时，在玻璃中的入射角i ＝30°.由于出射光线和AC 的夹角为30°，所以折射角r ＝60°.由光路可逆和折射率的定义可知n ＝sin rsin i＝3，C 项正确．答案 C9.现代高速公路上的标志牌都使用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向反射，标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图6所示，反光膜内均匀分布着直径为10 μm 的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是( )图6A ．15°B ．30°C ．45°D ．60°解析 已知入射光线和出射光线平行，所以光在三个界面上改变了传播方向，光线在玻璃珠的内表面反射时具有对称性，由此可作出光路图如图所示．由几何关系可知i ＝2r ① 根据折射定律有n ＝sin i sin r ②由①②可得i ＝60°. 答案 D10．如图7所示，一块两面平行的玻璃砖平放在纸面上，将它的前、后两个边界PQ 、MN 记录在纸面上．若单色光沿纸面从真空中以入射角60°从MN 表面射入时，光通过玻璃砖的时间为t ；若保持入射光的方向不变，现撤去玻璃砖，光通过PQ 、MN 之间的区域的时间也为t ，那么，这块玻璃砖对该入射光的折射率为( )图7A ．2 B． 3 C ．1.5D ． 2解析 设玻璃砖的厚度为d ，折射率为n ，折射角为r，则d cos r v ＝d cos r c n＝nd c cos r ＝t ，dcos 60°c ＝2d c ＝t ，n ＝sin 60°sin r，可得n ＝3，选项B 正确．答案 B11．如图8所示，一束激光从O 点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表面的A 点射出．已知入射角为i ，A 与O 相距l ，介质的折射率为n ，试求介质的厚度d .图8解析 设射入介质时折射角为r ，由折射定律得sin i sin r＝n ，由几何关系得l ＝2d tan r ，解得：d ＝n 2－sin 2i2sin il答案n 2－sin 2i2sin il12.一半径为R 的14球体放置在水平桌面上，球体由折射率为3的透明材料制成．现有一束位于过球心O 的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图9所示．已知入射光线与桌面的距离为3R2.求出射角θ.图9解析 设入射光线与14球体的交点为C ，连接OC ，OC 即为入射点的法线．因此，图中的角α为入射角．过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B．依题意，∠COB＝α.又由△OBC知sin α＝32，α＝60°.设光线在C点的折射角为β，由折射定律得sin αsin β＝3，由以上两式得β＝30°.由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ(如图)为γ＝α－β＝30°，由折射定律得sin γsin θ＝13，因此sin θ＝32，θ＝60°.答案60°13．一长直杆长1.5 m，垂直立于底部平坦、水面平静无波的游泳池中，露出水面部分高0.3 m，当阳光以与水面成37°的夹角入射时，杆在游泳池底部所成的影长为多少？(已知水的折射率n＝43.)解析由题意作图如图所示，依据折射定律n＝sin isin r，得sin r＝sin in＝sin 53°43＝35，r＝37°，影长s＝0.3×tan 53° m＋1.2×tan 37° m＝0.3×43m＋1.2×34m＝1.3 m.答案 1.3 m14.一束光线射到一个玻璃球上，如图10所示．该玻璃球的折射率是3，光线的入射角是60°.求该束光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的方向．(用与入射光线的夹角表示)图10解析 光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的光路如图所示．由折射定律得sin i 1sin r 1＝n ，sin i 2sin r 2＝1n.由△AOB 为等腰三角形，则i 2＝r 1.由几何关系知r 1＋∠1＝60°，i 2＋∠2＝r 2，又由图知，∠3是出射光线相对于入射光线的偏折角，且∠3＝∠1＋∠2.联立以上各式解得∠3＝60°，即第一次从玻璃球射出的光线与入射光线的夹角为60°.答案 与入射光线的夹角为60°。
光的折射定律教案设计
光的折射定律教案设计一、教学目标1.知识与技能：理解光的折射现象，掌握光的折射定律，能运用折射定律解释生活中的折射现象。
2.过程与方法：通过实验观察光的折射现象，培养学生的观察能力和实验操作能力。
3.情感态度价值观：激发学生对光学现象的好奇心，培养其探索精神。
二、教学重点与难点1.教学重点：光的折射现象，光的折射定律。
2.教学难点：光的折射定律的理解和应用。
三、教学过程1.导入新课（1）教师通过展示一些生活中的折射现象，如水池底变浅、筷子插入水中弯折等，引导学生思考这些现象背后的原理。
2.实验观察（1）教师演示光的折射实验，引导学生观察光线在空气和玻璃之间的传播路径。
（2）学生分组进行实验，观察并记录光线在空气和玻璃之间的折射现象。
（2）教师讲解光的折射定律，即入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线和折射光线分别位于法线的两侧，入射角和折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。
4.应用拓展（1）教师展示一些生活中的折射现象，如眼镜、放大镜等，引导学生运用光的折射定律解释这些现象。
（2）学生分享自己的解释，教师进行点评和补充。
5.练习巩固（1）教师布置一些有关光的折射的练习题，让学生独立完成。
（2）教师批改练习题，对学生的错误进行讲解和纠正。
6.课堂小结四、课后作业1.复习光的折射定律，理解并掌握其应用。
2.观察生活中的折射现象，尝试运用光的折射定律进行解释。
3.完成课后练习题，巩固所学知识。
五、教学反思重难点补充：1.教学重点：（1）光的折射现象：教师通过互动提问，“同学们，你们能在生活中找到一些光的折射现象的例子吗？”让学生举例，如水中的鱼看起来比实际位置浅、通过放大镜看物体等。
（2）光的折射定律：教师通过实验演示，引导学生注意观察，“大家注意看，光线进入玻璃后发生了什么变化？”，并提问“谁能告诉我，这个变化遵循什么规律？”2.教学难点：（1）光的折射定律的理解：教师可以用生活中的实例来解释，“想象一下，当你们从空气走进水里，你们的感觉是怎样的？光也是一样的，它进入不同介质时，速度会改变，方向也会改变。
高中物理 4.1 光的折射定律教案1 教科版选修3-4
第一节光的折射定律教学目标一、知识目标1.知道反射定律的确切含义，并能用来解释有关现象.2.知道反射现象中光路是可逆的，并能用来处理有关问题.3.知道平面镜成像特点及作图方法.4.理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题.5.知道折射光路是可逆的，并能用来处理有关的问题.6.知道折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有关的计算.二、能力目标1.会用反射定律解释有关现象和处理有关问题.2.会用折射定律计算有关的问题，能理解折射率与光速的关系，并能用来进行有关的计算.三、德育目标1.通过观察演示实验，培养学生的观察、概括能力，通过相关物理量变化规律的教学，培养学生分析、推理能力.2.渗透物理研究和学习的科学态度教育.●教学重点光的折射定律.折射率概念.●教学难点光的折射定律和折射率的应用.●教学方法——比值法、乘积法、加减法、图象法等，为学生今后对实验数据的处理打开思路.最后通过例题练习巩固所学内容.●教学过程一、引入新课我们已经知道了，光在同一均匀介质中是沿着直线传播的，那么，当介质不均匀或当光从一种介质进入另一种介质中时，会发生什么现象呢？［学生］反射，折射［教师］对，这一节课，我们先简要地复习光的反射，再深入地研究光的折射现象.二、新课教学（一）光的反射现象反射定律1.介绍光学演示仪，指明观察对象——光在从一种介质（空气）进入另一种介质（玻璃）时发生的现象（半圆柱玻璃砖直面柱心正对入射光）2.演示：光在到达空气和玻璃的交界面处时，一部分光被反射回空气中，另一部分光进入玻璃继续传播，但传播方向发生了改变.3.学生边观察边回忆反射定律：转动光具盘以改变入射角，让前排学生读出几组入射角和反射角数据.两者相等.同时提醒学生注意.光具盘面是竖直的，在这个面上同时能看到反射光线和入射光线.说明两线共面，又因为法线也在这个面内.故三线共面.4.归纳反射定律：三线共面两角相等.（二）平面镜成像及作图1.让学生回忆平面镜成像的特点：正立、等大、异侧、虚像、对称.2.教师简述平面镜成像原理、作图方法并予以示X.a.平面镜成像原理：如图19—9，光点S入射到平面镜的光线，其反射光线的反向延长线的交点即为S的像，人眼根据光沿直线传播的经验，感觉反射光都是从S′发出的.b.平面镜成像作图.图19—9讲：两条光线即可确定像点的位置.所以无需多画.步骤是：（1）由对称性确定像点的位置；（2）任意画两条入射光线；（3）过像点作出对应的两条反射光线；（4）若是作物体AB 的成像光路图，则只需作出A、B点的成像光路图.连接A、B点即可.（三）光的折射折射定律1.实验观察变为看折射光和入射光的相对位置及折射角和入射角关系的观察：a.让学生观察折射光.入射光及界面的法线也是共面的.b.光从空气进入玻璃时，入射角增大.折射角也增大，但入射角始终大于折射角.2.定量测量5组数据，仿照课本列出原始数据表（可让前排的学生读取数据.但要先明确法线）3.分析测量数据：（建议入射角分别取10°,20°,30°,40°,50°）［教师］［故意自言自语地］入射角增大，折射角也增大，两者的差是不是定值呢？（有学生开始计算）［学生甲］不是，差值是越来越大的.［师］是不是有规律地增大，比如入射角增大10°，折射角一定增大某一个数值？［生］不是，前两组差不多，后两组又不同了.［师］那么，会不会两角的比值不变呢，大家算算看.（学生计算，有学生算了两组数据说好像是相等的）［师］能不能从两组数据下结论？［生］不能.［师］对，那样太轻率了点.把5组数据都算出来看看.［学生继续计算.发现比值也是不相等的］［师］看来我们碰到麻烦了，如果让你来猜的话，你还能猜想它们之间可能是什么关系？［生沉默］［师］其实不是你们不够聪明，实在是因为入射角和折射角之间的关系太出乎人意料了.人类从积累入射角与折射角的数据到找出两者之间的定量关系，经历了近1500年的时间［有学生惊叹］.［教师抓住机会教育］科学研究是一件很艰苦的工作，需要有持之以恒的毅力和必胜的信念.有时需要几代人的努力.我们要学好物理也需要这样一种恒心和解决困难的勇气.希望大家不畏难，不怕苦，勇于探索，在科学学习之路上能走得很远很远.［教师继续］实际上在公元1400年，托勒密也曾经认为，入射角与折射角存在着简单的正比关系，但只有对比较小的入射角才大致相符，就像我们刚刚在计算中发现的那样.直到1621年，才由斯涅耳找到了这个关系.这个谜终于被解开了，谜底是——入射角的正弦和折射角的正弦成正比. 即2sin sin θθ=常数.请大家看课本的实验数据及分析. ［学生看书30秒］4.师生一起归纳总结折射定律的内容.——直接给出即可，学生能领会.（四）折射率n°，则有：空气→玻璃：2sin sin30θ=1.50 空气→水：'2sin sin30θ 显然θ2′＞θ2，我们画出光路图如图19—11甲、乙.可以看到，光从空气进入玻璃时.折射光偏离原来的传播方向更厉害.也就是说，这个比值的大小能反映介质对光的偏折程度，比值越大.表明介质对光的偏折作用越大.我们把这个比值叫做折射率，用nn =21sin sin θθ.a 21sin sin θθ=n1 图19—11b .光从空气进入介质近似于光从真空进入介质Ⅰ，玻璃为介质Ⅱ,则写作n 21=21sin sin θθa .光折射的原因是：光在不同介质中的速度不同.［做课本后的“做一做”小实验，帮助学生理解这一点］b .折射率n 的决定式：n =vcc.n ＞1 n =vc 可写出相对折射率n 21=21v v =21n c n c =12n n （五）课堂巩固训练三、小结1.光的反射定律和折射定律是几何光学的两大基本规律（另外一个是光的直线传播规律）.是研究几何光学的重要法宝.在应用时一定要注意作图，突出几何的特点.2.反射成像和折射成像的原理分别是：平面镜成像是反射光线反向延长线的交点.折射成像是同一光点的折射光线或其反向延长线的交点.为该光点的像.应在明确成像原理的基础上正确画出光路图再行求解.3.折射率是几何光学中非常重要的基本概念之一.它反映介质的光学性质，每一种介质在一定条件下有一个确切的折射率，不同种类的介质在相同的条件下，一般具有不同的折射率.例如：玻璃的折射率是1.50，水的折射率是1.33.n 21来表示.四、布置作业。
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4.1《光的折射定律》教案
教学目标
一、知识目标
1.知道反射定律的确切含义，并能用来解释有关现象.
2.知道反射现象中光路是可逆的，并能用来处理有关问题.
3.知道平面镜成像特点及作图方法.
4.理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题.
5.知道折射光路是可逆的，并能用来处理有关的问题.
6.知道折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有关的计算.
二、能力目标
1.会用反射定律解释有关现象和处理有关问题.
2.会用折射定律计算有关的问题，能理解折射率与光速的关系，并能用来进行有关的计算.
三、德育目标
1.通过观察演示实验，培养学生的观察、概括能力，通过相关物理量变化规律的教学，培养学生分析、推理能力.
2.渗透物理研究和学习的科学态度教育.
教学重点
光的折射定律.折射率概念.
教学难点
光的折射定律和折射率的应用.
教学方法
本节课成功的关键在于做好实验.通过实验先定性观察再定量测量，引导学生对测量数据进行分析、归纳.再来领略前人所做的思考从而领会数据分析的几种常用方法——比值法、乘积法、加减法、图象法等，为学生今后对实验数据的处理打开思路.最后通过例题练习巩固所学内容.
教学过程
一、引入新课
我们已经知道了，光在同一均匀介质中是沿着直线传播的，那么，当介质不均匀或当光从一种介质进入另一种介质中时，会发生什么现象呢？
［学生］反射，折射
［教师］对，这一节课，我们先简要地复习光的反射，再深入地研究光的折射现象.
二、新课教学
（一）光的反射现象反射定律
1.介绍光学演示仪，指明观察对象——光在从一种介质（空气）进入另一种介质（玻璃）时发生的现象（半圆柱玻璃砖直面柱心正对入射光）
2.演示：光在到达空气和玻璃的交界面处时，一部分光被反射回空气中，另一部分光进入玻璃继续传播，但传播方向发生了改变.
3.学生边观察边回忆反射定律：转动光具盘以改变入射角，让前排学生读出几组入射角和反射角数据.两者相等.同时提醒学生注意.光具盘面是竖直的，在这个面上同时能看到反射光线和入射光线.说明两线共面，又因为法线也在这个面内.故三线共面.
4.归纳反射定律：三线共面两角相等.
5.反射光路可逆
（二）平面镜成像及作图
1.让学生回忆平面镜成像的特点：正立、等大、异侧、虚像、对称.
2.教师简述平面镜成像原理、作图方法并予以示范.
a.平面镜成像原理：如图，光点S入射到平面镜的光线，其反射光线的反向延长线的交点即为S的像，人眼根据光沿直线传播的经验，感觉反射光都是从S′发出的.
b.平面镜成像作图.
讲：两条光线即可确定像点的位置.所以无需多画.步骤是：（1）由对称性确
定像点的位置；（2）任意画两条入射光线；（3）过像点作出对应的两条反射光线；（4）若是作物体AB的成像光路图，则只需作出A、B点的成像光路图.连接A、B点即可.
（三）光的折射折射定律
1.实验观察变为看折射光和入射光的相对位置及折射角和入射角关系的观察：
a.让学生观察折射光.入射光及界面的法线也是共面的.
b.光从空气进入玻璃时，入射角增大.折射角也增大，但入射角始终大于折射角.
2.定量测量5组数据，仿照课本列出原始数据表（可让前排的学生读取数据.但要先明确法线）
3.分析测量数据：（建议入射角分别取10°,20°,30°,40°,50°）
［教师］［故意自言自语地］入射角增大，折射角也增大，两者的差是不是定值呢？（有学生开始计算）
［学生甲］不是，差值是越来越大的.
［师］是不是有规律地增大，比如入射角增大10°，折射角一定增大某一个数值？
［生］不是，前两组差不多，后两组又不同了.
［师］那么，会不会两角的比值不变呢，大家算算看.（学生计算，有学生算了两组数据说好像是相等的）
［师］能不能从两组数据下结论？
［生］不能.
［师］对，那样太轻率了点.把5组数据都算出来看看.
［学生继续计算.发现比值也是不相等的］
［师］看来我们碰到麻烦了，如果让你来猜的话，你还能猜想它们之间可能是什么关系？
［生沉默］
［师］其实不是你们不够聪明，实在是因为入射角和折射角之间的关系太出乎人意料了.人类从积累入射角与折射角的数据到找出两者之间的定量关系，经
历了近1500年的时间［有学生惊叹］.
［教师抓住机会教育］科学研究是一件很艰苦的工作，需要有持之以恒的毅力和必胜的信念.有时需要几代人的努力.我们要学好物理也需要这样一种恒心和解决困难的勇气.希望大家不畏难，不怕苦，勇于探索，在科学学习之路上能走得很远很远.
［教师继续］实际上在公元1400年，托勒密也曾经认为，入射角与折射角存在着简单的正比关系，但只有对比较小的入射角才大致相符，就像我们刚刚在计算中发现的那样.直到1621年，才由斯涅耳找到了这个关系.这个谜终于被解开了，谜底是——入射角的正弦和折射角的正弦成正比. 即
2
sin sin θθ=常数.请大家看课本的实验数据及分析.
［学生看书30秒］
4.师生一起归纳总结折射定律的内容.
5.折射现象中光路可逆——直接给出即可，学生能领会.
（四）折射率n
1.折射率的定义
［教师］刚才我们已经知道了.光从空气进入玻璃时，入射角的正弦与折射角的正弦成正比.比值约为1.50.进一步的实验发现.若光从空气进入另一种介质.比如进入水中时，尽管入射角的正弦与折射角的正弦之比仍为常数.但这个常数却不是1.50.而是约1.33,可见这个常数跟介质有关系.它反映了介质的光学性质.我们设想光从空气进入玻璃和光从空气进入水中的入射角都是30°，则有： 空气→玻璃：2
sin sin30θ
=1.50 空气→水：'2
sin sin30θ
=1.33 显然θ2′＞θ2，我们画出光路图如图甲、乙.可以看到，光从空气进入玻璃时.折射光偏离原来的传播方向更厉害.也就是说，这个比值的大小能反映介质对光的偏折程度，比值越大.表明介质对光的偏折作用越大.我们把这个比值叫做折射率，用n 表示.定义折射率n =2
1sin sin θθ.
2.对折射率的几点说明
a .引导学生看课本加点字对折射率定义的叙述，强调：光从真空进入介质，若光从介质进入真空.则入射角正弦与折射角正弦之比
21sin sin θθ=n
1 b .光从空气进入介质近似于光从真空进入介质
c.介质对真空的折射率也叫绝对折射率，简称折射率.若光从水中进入玻璃中，则入射角正弦与折射角正弦之比叫玻璃对水的折射率.也叫相对折射率.若水为介质I ，玻璃为介质II ，则写作n 21=
21sin sin θθ 3.折射率的决定因素
a .光折射的原因是：光在不同介质中的速度不同.
［做课本后的“做一做”小实验，帮助学生理解这一点］ b .折射率n 的决定式：n =v
c c.n ＞1
d.仿照n =v
c 可写出相对折射率n 21=21v v =2
1n c n c =12n n （五）课堂巩固训练
三、小结
1.光的反射定律和折射定律是几何光学的两大基本规律（另外一个是光的直线传播规律）.是研究几何光学的重要法宝.在应用时一定要注意作图，突出几何的特点.
2.反射成像和折射成像的原理分别是：平面镜成像是反射光线反向延长线的
交点.折射成像是同一光点的折射光线或其反向延长线的交点.为该光点的像.应
在明确成像原理的基础上正确画出光路图再行求解.
3.折射率是几何光学中非常重要的基本概念之一.它反映介质的光学性质，每一种介质在一定条件下有一个确切的折射率，不同种类的介质在相同的条件下，一般具有不同的折射率.例如：玻璃的折射率是1.50，水的折射率是1.33.
4.通常所说的介质的折射率是指介质的绝对折射率，即光从真空射入某种介质的折射率.若光由介质1射入介质2，这时的折射率确切地说应该叫做介质2
对介质1的相对折射率.通常用n21来表示.
四、布置作业。