初中物理人教版（2024）八年級(jí)上冊(cè)（2024）光的折射教案設(shè)計(jì)

這是一份初中物理人教版（2024）八年級(jí)上冊(cè)（2024）光的折射教案設(shè)計(jì)，共5頁(yè)。教案主要包含了教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)重點(diǎn)，教具準(zhǔn)備，教學(xué)難點(diǎn)，教學(xué)課時(shí)，課前預(yù)習(xí)，教學(xué)過(guò)程，教材P103“問(wèn)題”等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.通過(guò)光束從空氣射入水（或玻璃）中的實(shí)驗(yàn)，了解光的折射現(xiàn)象及其特點(diǎn).
2.知道光在發(fā)生折射時(shí)，光路是可逆的.
3.能夠利用所學(xué)知識(shí)解釋生活中的折射現(xiàn)象.
【教學(xué)重點(diǎn)】
1.探究光折射時(shí)的特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)和光的折射規(guī)律.
2.光的折射作圖.
【教具準(zhǔn)備】
演示用：激光光源、光的折射演示裝置、水槽、三角尺、多媒體課件.
學(xué)生用：玻璃杯、碗、筷子、茶杯、硬幣、適量的水.
【教學(xué)難點(diǎn)】
1.總結(jié)歸納光的折射規(guī)律.
2.解釋簡(jiǎn)單的折射現(xiàn)象.
【教學(xué)課時(shí)】1課時(shí)
【課前預(yù)習(xí)】
1.光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向 發(fā)生偏折 ，這種現(xiàn)象叫光的折射.
2.在折射現(xiàn)象中， 入射光線 與法線的夾角叫入射角， 折射光線 與法線的夾角叫折射角，折射光線與入射光線位于 不同 介質(zhì)中.
3.光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線向 法線 偏折，即折射角 小于入射角.
4.光線垂直兩介質(zhì)界面入射時(shí)，入射角等于 0° ，折射角等于 0° ，即光的傳播方向 不變 .
【教學(xué)過(guò)程】
[鞏固復(fù)習(xí)]
教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解布置的作業(yè)（教師可針對(duì)性地挑選部分難題講解），加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固.
[新課導(dǎo)入]
我們平時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，把筷子放進(jìn)裝滿水的杯子時(shí)，筷子好像在水面折斷了.這到底是什么緣故呢？今天我們學(xué)習(xí)光的折射后就可以解釋這種奇怪的現(xiàn)象了.
[進(jìn)行新課]
光的折射現(xiàn)象
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了光的直線傳播現(xiàn)象、反射現(xiàn)象，以及光在反射時(shí)所遵循的規(guī)律——光的反射定律.這些現(xiàn)象都是光在同種均勻介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象.那么光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)又將如何傳播呢？
生1：傳播方向不改變，仍沿直線傳播.
生2：傳播方向要發(fā)生改變.
光從空氣斜射入水中，如果改變方向，是向界面偏折呢？還是向法線偏折？
生1：向界面偏折.
生2：向法線偏折.
上面問(wèn)題的回答誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)呢？下面我們用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下.
教師利用演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察光的折射現(xiàn)象.實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，其中圓形白色屏E（可用2 cm厚木板刷上白油漆制成）邊緣標(biāo)有均勻刻度，中間開有長(zhǎng)方形口，恰好將長(zhǎng)方形玻璃容器放進(jìn)去，容器中裝適量的水，并在水中插有可轉(zhuǎn)動(dòng)的白色屏F（樹脂板或塑料板），白色屏E和F可顯示光束傳播的路徑.白色屏E周圍上有一可移動(dòng)的激光光源S（可用激光棒）.
演示1：使E、F在同一平面上，讓光從空氣斜射向水面.
現(xiàn)象：光從空氣斜射入水中，在空氣中發(fā)生反射，同時(shí)在水面處改變方向進(jìn)入水中，并向法線偏折.
師生共同分析得出結(jié)論.
[板書]
光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫光的折射.
光的折射規(guī)律
1.有關(guān)折射的幾個(gè)專用名詞
教師把剛才的光的折射現(xiàn)象在黑板上畫出它的光路圖.從圖中介紹，什么是折射光線和折射角.為了防止學(xué)生把折射光線與界面的夾角誤認(rèn)為折射角，所以，要特別指出，折射角是折射光線與法線的夾角.
知識(shí)拓展：
1.當(dāng)光從一種透明介質(zhì)斜射入另一種透明介質(zhì)中時(shí)，在兩種介質(zhì)的分界面上，光線的傳播方向一般要發(fā)生改變.其中一部分光發(fā)生反射，同時(shí)還有一部分光進(jìn)入另一種介質(zhì)中發(fā)生折射.
2.折射是在光從一種透明介質(zhì)斜射入另一種透明介質(zhì)的分界面處發(fā)生的.因?yàn)楣馐窃趦煞N介質(zhì)中傳播的，所以傳播的速度各不相同.
2.光的折射規(guī)律
演示2：使E、F在同一平面上，讓光從空氣斜射向水面，改變?nèi)肷浣?，再做兩?
演示過(guò)程要讓學(xué)生觀察兩點(diǎn)：
①光從空氣射入水中，入折角和折射角哪個(gè)大？
②隨著入射角的增大（減?。┱凵浣菍⑷绾胃淖?？
現(xiàn)象:①光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角.
②折射角隨著入射角的增大 （減?。┒龃螅p?。?
演示3:把白色屏F分別向前、向后折（使E、F不在同一平面上），讓光以某一角度射向水面.
大家能否看到水中的光線？
生：看不見.
師生共同分析得出結(jié)論：
①折射光線、入射光線、法線位于同一平面內(nèi).
②折射光線、入射光線位于法線的兩側(cè).
演示4:讓光垂直射向水面.
大家觀察一下進(jìn)入水中的光線沿什么方向前進(jìn)？
生：光沿直線傳播，傳播方向不變.
師生共同分析得出結(jié)論：
當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，傳播方向不改變.
當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，入射角和折射角各是多少度？
生：當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，入射角為0°,折射角也為0°.
如果讓光線逆著折射光線的方向從水或其他介質(zhì)射入空氣中，光線是否沿原入射光線射出呢？
演示5:
①先讓光由空氣射入水中，記下入射光線、入射點(diǎn)、折射光線的位置.
②再讓光線逆著折射光線方向射入，觀察光線是否逆著原入射光線方向射出.
教師演示，學(xué)生觀察后師生共同分析得出結(jié)論：在折射時(shí)光路是可逆的.
[板書]
光的折射規(guī)律：
（1）三線共面: 折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi).
（2）兩線分居: 折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè),且位于不同的兩種介質(zhì)中.
（3）兩角關(guān)系:
①光從空氣斜射入水或玻璃等透明物質(zhì)中時(shí),折射光線向法線方向偏折,即折射角小于入射角;
②光從水或玻璃等透明物質(zhì)斜射入空氣中時(shí),折射光線向遠(yuǎn)離法線方向偏折,即折射角大于入射角；
③折射角隨入射角的改變而改變:入射角增大時(shí),折射角也增大,入射角減小時(shí),折射角也減小;
④光線垂直射入界面時(shí),傳播方向不變,入射角為零度,折射角為零度,反射角也為零度.
（4）在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的.
方法技巧：
口訣記憶“光的折射規(guī)律”：三線共面，法線居中，氣大他?。纯諝庵械慕嵌却笥谄渌橘|(zhì)中的角度）.
知識(shí)拓展：
從以下四點(diǎn)理解光的折射規(guī)律
（1）弄清概念.弄清入射點(diǎn)、入射角、折射角、入射光線、折射光線、法線的含義，特別是法線，它既是界面的垂線，又是作圖時(shí)畫入射角和折射角的參照標(biāo)準(zhǔn).
（2）折射角隨入射角的增大而增大，但不成正比，敘述時(shí)應(yīng)先說(shuō)折射角后說(shuō)入射角.
（3）無(wú)論光是從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中，還是光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中，在空氣中的角總是大于在水或是其他介質(zhì)（真空除外）中的角.
（4）折射光路是可逆的.折射現(xiàn)象中，光線的傳播方向顛倒時(shí)，光傳播的路徑是不變的（沿原路返回）.
易錯(cuò)提示：
注意當(dāng)光垂直入射到另一種介質(zhì)中時(shí)，傳播方向不變，即折射角和入射角都是0°
[進(jìn)行新課]
【例1】（多媒體展示）下列各光路圖能反映光從玻璃斜射入空氣中的是（ ）
解析：按照光的折射規(guī)律判斷.當(dāng)光從空氣中斜射入玻璃中時(shí)，折射角小于入射角，由此可判斷A項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確.當(dāng)光線從玻璃中斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，由此判斷B項(xiàng)錯(cuò)誤、C項(xiàng)正確，而本題是光從玻璃斜射入空氣中，故正確答案是C.
答案：C
光的折射作圖
1.盛了水的碗，看上去好像變淺了.（池水變淺）
教師引導(dǎo)學(xué)生分析：如圖所示，從碗底S點(diǎn)發(fā)出的光線，由水進(jìn)入空氣時(shí)，在水面上會(huì)發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進(jìn)入人眼，人眼逆著折射光線的方向看去，覺得這些光線好像是從它們反向延長(zhǎng)線交點(diǎn)S′發(fā)出來(lái)的.S′就是S的虛像，S′比S離水面的距離近.所以，人看上去盛水的碗底好像變淺了.
2.放在杯底剛好看不見的硬幣，加上水又會(huì)看得見.（硬幣升高）
教師引導(dǎo)分析：在未加水之前的硬幣S點(diǎn)，射入人眼的這部分光，被杯的邊沿?fù)踝∪鐖D甲所示，射向其他方向的光線，也沒有射進(jìn)人的眼睛，所以，人眼看不見硬幣.當(dāng)水加到一定程度時(shí)，S點(diǎn)從水射入空氣時(shí)，在水面發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進(jìn)入人眼.如圖乙所示，人可以看見硬幣，其實(shí)，人看到的只是硬幣的虛像.
【例2】（多媒體展示）如圖1所示，
一激光燈從點(diǎn)S發(fā)出的一束射向水面的光，在界面發(fā)生反射和折射，折射光線經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，請(qǐng)你在圖中作出入射光線及其相應(yīng)的反射光線和折射光線.
圖1
解析：作圖時(shí)，先連接點(diǎn)S和點(diǎn)P，交水面于A點(diǎn)（虛線），再?gòu)腜點(diǎn)向水面作垂線，垂足是B，根據(jù)光從空氣射入水中時(shí)光的折射規(guī)律（折射角小于入射角）知，入射角O在A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的某一處，接下來(lái)在A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的水面上選一個(gè)恰當(dāng)?shù)娜肷潼c(diǎn)O（O點(diǎn)的選取略），作出入射光線和折射光線，使得入射角大于折射角，即符合光從空氣進(jìn)入水中的折射規(guī)律.作反射光線有兩種方法，一種是作出S
知識(shí)拓展：
光的折射作圖兩注意：
一是要明確光的傳播方向，即光是由空氣斜射入其他介質(zhì)還是由其他介質(zhì)斜射入空氣；二是記住光的折射規(guī)律的核心點(diǎn)，即無(wú)論是光由空氣斜射入其他介質(zhì)還是由其他介質(zhì)斜射入空氣中，空氣中的角總是大角.
[進(jìn)行新課]
點(diǎn)關(guān)于水面的對(duì)稱點(diǎn)S′，連接S′O并延長(zhǎng)，延長(zhǎng)線即是反射光線；另一種方法是根據(jù)光的反射定律作圖.
答案：如圖2所示.
或圖2
折射規(guī)律的應(yīng)用
結(jié)合教材P105圖4.4-5，討論有經(jīng)驗(yàn)的漁夫是如何用魚叉叉魚的？
教師評(píng)價(jià)、補(bǔ)充：有經(jīng)驗(yàn)的漁夫只有瞄準(zhǔn)魚的下方才能叉到魚的.
【例3】（多媒體展示）如圖所示的漫畫說(shuō)明了一個(gè)什么問(wèn)題？
解析：
由于光的折射，當(dāng)水底的光線由水中射入空氣，在水和空氣的交界面發(fā)生折射，游泳者逆著折射光線看到的是水底的虛像，比實(shí)際的水底淺，從而發(fā)生溺水事故.
答案：漫畫說(shuō)明了游泳者所看到的水底實(shí)際上是水底發(fā)生折射所成的虛像.由于虛像比實(shí)際水底向上發(fā)生了側(cè)移，游泳者看到水的深度比水的實(shí)際深度要淺，因此游泳者看到的水并不太深，導(dǎo)致誤判從而發(fā)生溺水事故.
四、課堂小結(jié)
這一節(jié)課我們首先認(rèn)識(shí)了光的折射現(xiàn)象，光從一種介質(zhì)斜射向另一種介質(zhì)時(shí)，其傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象就叫光的折射.然后我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)小結(jié)出了光的折射規(guī)律.我們認(rèn)識(shí)的光的折射現(xiàn)象都要遵守光的折射規(guī)律，在光的折射中，同光的反射一樣，光路也是可逆的.其實(shí)光的折射現(xiàn)象在我們的生活中有很多，要多觀察并會(huì)用光的折射規(guī)律作出合理的解釋.希望各位同學(xué)努力學(xué)習(xí)，改造自然，將我們生活的環(huán)境變得更加美麗！
【教材P103“問(wèn)題”】
解：向碗中加水后，根據(jù)光的折射規(guī)律，光由水中斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，所以進(jìn)入人眼睛的光線向下彎折，但人總感覺光是沿直線傳播的，所以在進(jìn)入人眼的折射光線的反向延長(zhǎng)線上人會(huì)看到硬幣的虛像，這個(gè)虛像的位置比硬幣的實(shí)際位置高，因此向碗中加水后，能看到硬幣的虛像.
【教材P106“練習(xí)與應(yīng)用”】
解：圖丙 [解析] 由光的折射規(guī)律知，當(dāng)光從空氣斜射入玻璃中時(shí)，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角，同時(shí)入射光線和折射光線應(yīng)位于法線兩側(cè)，故圖丙符合題意.2.解：
[解析] 當(dāng)光斜射入玻璃磚時(shí)，經(jīng)過(guò)兩次折射，出射光線方向不變，但產(chǎn)生一定距離的側(cè)移，即出射光線和入射光線.
3.解：“云在水中飄”是光的反射現(xiàn)象，“魚在云上游”是魚通過(guò)水的折射所形成的虛像和云在水面下的虛像同時(shí)出現(xiàn)所形成的現(xiàn)象.
4.解：光斑向右移動(dòng).[解析] 光路圖光從空氣斜射入水中時(shí)，在水面會(huì)發(fā)生折射，折射角小于入射角，折射光線為OB.當(dāng)逐漸往杯中加水時(shí),某時(shí)刻入射點(diǎn)O移到右側(cè)上方Ｏ′點(diǎn)處,畫出此時(shí)的折射光線Ｏ′Ｂ′,由圖可知光斑向右移動(dòng).
5.解：由于折射現(xiàn)象中光路是可逆的,當(dāng)激光從空氣斜射入水中時(shí),在水面處也會(huì)發(fā)生折射,且折射光線靠近法線偏折,所以要照亮小石子,必須將激光對(duì)準(zhǔn)看到的小石子.故同學(xué)乙能照亮小石子,6.向上彎折.水中的筷子反射的光斜射入空氣中時(shí),在水面處發(fā)生折射,即折射光線遠(yuǎn)離法線,人眼逆著折射光看到筷子的虛像在筷子的上方,所以看到水中的筷子是向上彎折的.[教材習(xí)題解答]
【例4】小宇利用如圖所示裝置將一束光由水中斜射到空氣中，來(lái)探究“光的折射規(guī)律”.
（1）為了更清晰地觀察水中的光路，可以采用的辦法是 .實(shí)驗(yàn)中， （填“能”或“不能”）看見反射光線.
（2）實(shí)驗(yàn)的折射光路如圖所示，可以判定折射角 （填“大于”“小于”或“等于”） 入射角.增大入射角時(shí)，折射角 （填“增大”或“減小”）.
解析：（1）通過(guò)向水中加入墨水（或牛奶等），能看到光傳播的清晰路徑.在界面處發(fā)生折射時(shí)，必定也發(fā)射反射，故能看到反射光線.（2）光由水斜射入空氣中時(shí)，入射角小于折射角，入射角增大時(shí)，折射角也增大.
答案：（1）向水中加墨水（或牛奶等）能（2）大于增大
【例5】將一平面鏡斜放在裝有水的水槽中，有一束光線垂直射向水面，如圖甲所示，請(qǐng)畫出這束光線在水中傳播最后射出水面的光路圖.
解析：當(dāng)光垂直射到水面上時(shí)，傳播方向不變.射到平面鏡上時(shí)，光的傳播遵循光的反射定律.當(dāng)光從水中斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角.
答案：如圖乙所示.
[布置作業(yè)]
教師引導(dǎo)學(xué)生課后完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)練習(xí)，并預(yù)習(xí)下一課時(shí)內(nèi)容.