2022年高中物理 第一節(jié) 光的反射和折射學(xué)案

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1、2022年高中物理 第一節(jié) 光的反射和折射學(xué)案 〖教學(xué)目的〗　1、掌握光的反射定律 2、了解光的折射現(xiàn)象 3、掌握光的折射定律 〖教學(xué)重點(diǎn)〗　光的反射定律、光的折射定律和折射率 〖教學(xué)難點(diǎn)〗　平面鏡成像作圖　光和折射定律和折射率的應(yīng)用 〖教學(xué)方法〗　演示實(shí)驗(yàn)、講授、討論 〖課時(shí)安排〗　一課時(shí) 〖教　　具〗　光的反射定律和折射定律演示儀 〖教學(xué)過(guò)程〗　 一、引入新課 復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容：光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播。 提問(wèn)：光照射到兩介質(zhì)界面時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？ 二、新課教學(xué) （一）光的反射 ［演示實(shí)驗(yàn)］光的反射 讓學(xué)生回憶初中學(xué)習(xí)過(guò)的反射定律。然后由教師總結(jié)： 當(dāng)光從

2、一種介質(zhì)到達(dá)另一介質(zhì)表面時(shí)，有一部分光返回到原來(lái)的介質(zhì)中去，這就是光的反射。 1、反射定律：（1）反射光線和入射光線、界面的法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)；（2）反射角等于入射角。 即：“三線共面；兩角相等；分居兩側(cè)?！? 2、引導(dǎo)學(xué)生利用反射定律作出平面鏡成像光路圖，并用強(qiáng)調(diào)光路可逆。 （二）光的折射 ［演示實(shí)驗(yàn)］打開激光器，讓束激光照在半圓柱透明玻璃的平面上，讓光線垂直于平面過(guò)圓心入射，觀察折射情況。 ①角度；②明暗程度與入射光線進(jìn)行對(duì)比，然后改變?nèi)肷浣嵌龋M(jìn)行記錄，再次觀察能量改變情況，最后概括、歸納、小結(jié)。 1、在兩種介質(zhì)分界面上入射光線、反射光線、折

3、射光線的能量分配。 以某種玻璃與空氣界面上的光的反射和折射為例： 入射角（度） 入射光線能量 反射光線能量 折射光線能量 0 100％ 4.7％ 95.3％ 30 100％ 4.9％ 95.1％ 60 100％ 9.8％ 90.2％ 80 100％ 39％ 61％ 90 100％ 100％ 0％ 從而得出結(jié)論：隨著入射角的增大，反射光線的能量比例逐漸增加，而折射光線的能量比例有逐漸減小。 另外，通過(guò)圖示等指出在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。 2、折射定律 向?qū)W生介紹托勒密對(duì)折射現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)及實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 荷蘭人斯涅耳（Willibro

4、rd Snell,1591-1626）和法國(guó)人笛卡耳（Rene Descartes,1596-1650）對(duì)折射現(xiàn)象進(jìn)行更為精細(xì)的定量的實(shí)驗(yàn)研究，分別發(fā)現(xiàn)了具有現(xiàn)代形式的光的折射定律。 列出以的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)學(xué)生計(jì)算。 入射角i 折射角r i/r sin i/sinr 入射角i 折射角 i/r sin i/sinr 10 6.7 50 30.7 20 13.3 60 35.1 30 19.6 70 38.6 40 25.2 80 40.6 通過(guò)分析上表數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論： 入射角和

5、折射角不成正比，入射角的正弦和折射角的正弦成正比。如果用n表示這一比例常數(shù)，則有：n =sin i/sin r。 向?qū)W生介紹折射定律的內(nèi)容： （1）折射光線跟入射光線和界面的法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)； （2）入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一個(gè)常量n =sin i/sin r。 即：“三線共面，分居兩側(cè)，正弦正比”。 強(qiáng)調(diào)：在折射現(xiàn)象中，光路也是可逆的。 3、折射率 光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，雖然入射角的正弦與折射角的正弦之比為一個(gè)常數(shù)n，但對(duì)于不同的介質(zhì)來(lái)說(shuō)，n是不同的。這一數(shù)據(jù)是一個(gè)反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，稱為介質(zhì)的折射率。 （1）定義式　

6、n =sin i/sin r。 i、r是光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)的入射角和折射角，n叫這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，也簡(jiǎn)稱為某種介質(zhì)的折射率。因空氣的絕對(duì)折射率為1.00028，在計(jì)算中可認(rèn)為真空的折射率等于1。 折射率沒(méi)有單位；任何介質(zhì)的折射率都不能小于1。 （2）折射率與光速的關(guān)系 光在不同的介質(zhì)中速度是不同的，理論和實(shí)驗(yàn)的研究都表明：某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的速度c跟光在這種介質(zhì)中的速度v之比：n＝c/v。 三、教學(xué)反饋鞏固 （一）、基本概念 1、光的折射定律：1.折射光線和 及 線在同一平面內(nèi)；折射光線和入射光線分居 的兩側(cè)；入射角的正

7、弦與折射角的正弦之比是一常數(shù)。即 2、折射率： 折射率是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量。折射率越 ，光偏折得越厲害.光從真空射入某介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角θ1的正弦與折射角θ2的正弦之比n叫做介質(zhì)的折射率。即n＝ 折射率與光速的關(guān)系：某種介質(zhì)的折射率n等于光 在 跟光在 之比，即：n＝ 3、由于真空中的光速c 光在任何其它介質(zhì)中的傳播速度v，所以任何介質(zhì)的折射率都 1.光從真空進(jìn)入介質(zhì)時(shí)，入射角都 折射角；光發(fā)生折射的原因：光在不同介質(zhì)中的 不同。 4、

8、實(shí)驗(yàn)表明：對(duì)任意兩種確定的介質(zhì)來(lái)說(shuō)， ＝常數(shù)，這個(gè)常數(shù)與兩種介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)；②某介質(zhì)的折射率則是光由真空進(jìn)入該介質(zhì)的特殊情況下定義的，把這時(shí)的常數(shù)定義為介質(zhì)的折射率n＝ ，反映介質(zhì)對(duì)光的偏折本領(lǐng)大小，本質(zhì)上反映光在介質(zhì)中傳播速度的大?。ㄕ凵渎试酱?，傳播速度就越 ）。 （二）典型例題： 例1.寬度為10cm 的平行光束，以600的入射角射到水面上，經(jīng)過(guò)折射后光在水中的寬度是多少？（水的折射率為4／3） 例2.一個(gè)灌滿水的水池實(shí)際深度為h，垂直于水面往下看，視深度是

9、多少？（設(shè)水的折射率為n） 例3、在折射率為n，厚度為d的平行玻璃板上方的空氣中有一個(gè)點(diǎn)光源S，從S發(fā)出的光線SA以角度θ入射到玻璃板上表面，經(jīng)過(guò)玻璃后從下表面射出，如圖所示。若沿此線傳播的光從光源到玻璃上表面的傳播時(shí)間與在玻璃中的傳播時(shí)間相等，點(diǎn)光源S到玻璃上表面的垂直距離L應(yīng)是多少？ S A θ L d 四、課外習(xí)題 1.關(guān)于光的折射現(xiàn)象，正確的判斷是： A.光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象就是光的折射現(xiàn)象 B.光的折射定律是伽利略發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出來(lái)的 C.人觀察水池底部的物體覺(jué)得變淺了是光的折射的緣故 D.由

10、于光的折射，水中的人看到岸邊的景物比實(shí)際位置低 2.關(guān)于河岸上的人和水中的魚，下列說(shuō)法中正確的是： A.人看到的是魚的實(shí)像，位置變淺些 B.人看到的是魚的虛像，位置變淺些 C.魚看到的是人的的實(shí)像，位置偏低些 D.魚看到的是人的的虛像，位置偏高些 3.有Ⅰ、Ⅱ兩種介質(zhì)，Ⅰ介質(zhì)的折射率較大，Ⅱ介質(zhì)的折射率較小。那么： A.光由空氣射入Ⅰ介質(zhì)時(shí)折射角較大 B.光由空氣射入Ⅱ介質(zhì)時(shí)折射角較大 C.光在Ⅰ介質(zhì)中的速度較小 D.光在Ⅱ介質(zhì)中的速度較小 c b a N＇ M＇ M N O 4.圖中的虛線表示兩種介質(zhì)的界面及其法線，實(shí)線表示一條光線斜向射向界面后發(fā)生反射與折射的光線，則： A.cO是反射光線 B.aO是入射光線 C.MN是界面 D.Ob是折射光線 5.一個(gè)三棱鏡的頂角為300，當(dāng)一條光線從它的一個(gè)側(cè)面 B A C 300 300 AB垂直入射時(shí)，從另一個(gè)側(cè)面AC射出，測(cè)得出射光線的 方向相對(duì)于入射光線向棱鏡底面偏折300，如圖所示，據(jù)此可知，該三棱鏡的折射率為 ，光在該棱鏡中的傳播速度為 。