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沙发
楼主 |
发表于 2011-9-2 15:43:00
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现象1：小平面镜、白纸的正面无论从什么方向看反射的都是白色的光，在一些方位上能从平面镜中看到教室内的一些物体或人的像；光盘的正面在某些地方看起来是彩色的，在有些方位也能看到教室内的一些物体或人的像（如图1所示）。
情景2：学生在装有清水的大烧杯中竖放或斜放铅笔，分别从杯子的上方俯视和从侧面正视铅笔，启发学生作进一步的思考。
现象2：若将铅笔沿竖直方向插入水中，学生从杯子的上方竖直向下观察，将看不到铅笔的变化，若从侧面正视则有两种可能：一种是水中部分变粗，铅笔没有被弯折的现象；一种是不仅水中部分变粗，而且水中部分与水上部分好像在水面处折断了。若将铅笔斜插到杯子的底部，学生从无论从水面上方向下观察还是从侧面正视都将看到：不仅水中部分变粗了，而且水中部分的铅笔在水面处发生了弯折（如果侧面观察时铅笔与视线在同一平面内，铅笔的水中部分将变粗，却没有被弯折的现象。如图2所示）。
通过观察，同学们发现这些现象无法完全用前面学习的光学知识来解释，使得他们在观察之后会自然而然地提出问题，从而引入要学习的课题──光的折射。
二、实验探究
（1）折射现象
教师演示课本图2．4-1所示的折射现象，并介绍实验装置（光源，水槽，水等），然后解释什么是折射现象：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叫折射。
（2）探究规律
教师：光线以不同的入射角射到水面上，进入水中的光线将沿什么方向传播？如果改变方向，是向界面偏折呢，还是向法线偏折？
在引起了学生的观察兴趣，明确观察目的和观察对象后，先向学生介绍几个基本概念（一点、二角、三线，如图3所示）。
A．入射光线：AO。
B．入射（折射）点O：入射（折射）光线与界面的交点。
C．折射光线：OB。
D．法线：：过O点与界面垂直的线NN′。
e、入射角∠i：入射光线与法线的夹角。
f、折射角∠β：折射光线与法线的夹角
在进行探究实验时分两种情况进行：
1．光从空气斜射入水中的情况
实验过程中，应至少三次改变入射光线的方向，每次都向学生说明入射光线怎样了，然后让学生注意观察水中折射光线的方向，并根据观察进行记录（将数据填入表1中），检查自己的猜想是否正确；垂直入射时折射光线方向不改变这一特例也要演示给学生看。
表1：光从空气中斜射入水中的情况
次数
| 入射光线入射情况
| 折射光线偏折情况
| 1
| 入射角为i
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| 2
| 增大入射角
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| 3
| 减小入射角
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| 4
| 垂直于界面入射
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2．光从水中斜射入空气的情况
实验过程与上面的相同，让同学们将数据填入表2中，并检查自己的猜想是否正确。
表2：光从水中斜射入空气的情况
次数
| 入射光线入射情况
| 折射光线偏折情况
| 1
| 入射角为β
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| 2
| 增大入射角
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| 3
| 减小入射角
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| 4
| 垂直于界面入射
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（3）归纳总结
演示完毕，让学生根据实验中观察到的情况，总结出折射规律：
光从空气斜射入水中时，折射光线向法线方向偏折（折射角小于入射角）；光从水中斜射入空气时，折射光线向远离法线方向偏折（折射角大于入射角）
三、光路可逆
通过前面的学习，我们已经知道光沿直线传播时光路是可逆的。关于折射光路的可逆性，不能简单地进行“推导”，可以让同学们先根据前面的实验进行猜想，并用光路图把自己的猜想表达出来，然后由学生代表进行演示（教师进行指导、强调）：先让光由空气射入水中，记下入射光线、入射点、折射光线的位置，再让光线逆着折射光线方向射入，让学生观察光线是否逆着原入射光线方向射出。让学生把观察到的现象用光路图来描述，从而得出光在折射时光路是可逆性。
四、课堂小结
虽然课堂中只做了光从空气斜射入水中以及光从水中斜射入空气的实验，却并不影响告诉同学们光在其他不同介质界面发生偏折的情况，从而对本节课进行小结：
1．光从空气斜射入水中或其他介质时，折射光线向法线方向偏折；光从水中或其他介质斜射入空气时，折射光线向远离法线方向偏折。
2．光在折射时，光路是可逆的。
五、尝试答疑
在学习了折射的有关知识后，让同学们自己尝试解释课本中的几种现象，教师进行必要的讲解、说明；课前引入的两个例子，由教师进行必要的说明就行。
（1）解释课本中叉鱼和钢笔“错位”的问题，可以在教室里边进行实验边解释。由于条件限制，“鱼”、“叉”要弄细一些，“叉鱼”时要让同学们凭“感觉”去做，不能“一叉到底”；观察钢笔“错位”时，学生的视线不要垂直于玻璃砖的水平面，而要成一定的角度。通过实验，让同学们在实践中体验光的折射现象，使他们相信折射真的能产生错觉。
（2）在解释池底变浅时，要强调人看到池底，是因为从池底射出的光进入了人的眼睛。可以利用前面学过的光从水中射入空气时的规律，画出从池底某点A发出的两条光线射入空气中的折射情况（如图4所示），眼睛逆着折射光线看去，觉得折射光线好像是从交点A′射来的。虚像A′的位置在A之上。眼睛看到的池底各点都如此，所以看起来池底升高，池水变浅了。从水中看岸上的物体则正好相反。
六、阅读提高
指导学生阅读课后“科学世界──海市蜃楼”相关内容，明白光的折射所带来的奇妙的自然景观，是大自然给予人类的财富，强调学习、研究自然科学的重要意义。最后要明确指出：光只有在同一种均匀物质中才是沿直线传播的，从而完善光的直线传播概念。
七、课堂练习
1．如图5所示，一条光线从水中射入空气。请问，哪条光线可能是折射光线？
2．在夏天晴朗的夜晚，天空中总会有许多的星星眨着眼，好像在跟我们暗示什么。请问：这些闪烁不定的星光是由于星光通过疏密不同的空气产生了（选填“反射”“折射”“漫反射”“反射和折射”“散射”）。
3．如果你是潜水高手，当你从水中用肉眼看岸上的房屋时，你看到的“房屋”将比真实的房屋
（填“高”或“矮”）。
4．如图6所示，一束光线在空气和水两种介质的界面上同时发生了反射和折射现象。请你根据所学的光学知识，在图中标出入射光线、反射光线和折射光线的方向，并标出界面的位置及空气和水在界面的哪一方。
八、课后作业
1．课本“动手动脑学物理”2、4。
2．收集有关光现象的其他信息。
九、板书设计
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发表于 2011-9-2 15:42:00
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