有關(guān)光學(xué)的課件
光學(xué)是研究光的行為和性質(zhì)的物理學(xué)科。光是一種電磁波,在物理學(xué)中,電磁波由電動(dòng)力學(xué)中的麥克斯韋方程組來(lái)描述;同時(shí),光具有波粒二象性,光的粒子性則需要用量子力學(xué)來(lái)描述。
有關(guān)光學(xué)的課件
光的折射
●教學(xué)目標
一、知識目標
1.了解光的折射的現象.
2.了解光從空氣射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)的偏折規律.
3.了解光在發(fā)生折射時(shí),光路的可逆性.
二、能力目標
1.通過(guò)觀(guān)察,認識折射現象.
2.體驗由折射引起的錯覺(jué).
三、德育目標
初步領(lǐng)略折射現象的美妙,獲得對自然現象的熱愛(ài)、親近的情感.
●教學(xué)重點(diǎn)
知道光的折射規律.
●教學(xué)難點(diǎn)
解釋簡(jiǎn)單的折射現象.
●教學(xué)方法
實(shí)驗法、歸納法、講練法.
●教學(xué)用具
演示用:激光光源、光的折射演示裝置、水槽.
學(xué)生用:碗、筷子、茶杯、硬幣、適量的水.
●課時(shí)安排
1 課時(shí)
●教學(xué)過(guò)程
一、創(chuàng )設問(wèn)題情境,引入新課
讓學(xué)生做兩個(gè)學(xué)生實(shí)驗,激發(fā)學(xué)習興趣.
〔學(xué)生實(shí)驗1〕在碗中盛滿(mǎn)水,把筷子斜插到碗的底部,從側面斜視水面,會(huì )發(fā)現水中的筷子看上去好像向上彎折了.
〔學(xué)生實(shí)驗2〕在空的茶杯里放一枚硬幣,移動(dòng)杯子,使眼睛剛剛看不到硬幣,保持眼睛和杯子的位置不變,慢慢地向杯里倒水,隨著(zhù)水面的升高,觀(guān)察者看到了硬幣,還會(huì )發(fā)現硬幣升高了.
上述實(shí)驗中,學(xué)生能看見(jiàn)水中“彎折”的筷子和“升高”的硬幣,是由于光在水和空氣的界面上發(fā)生了一種光現象,這就是本節要學(xué)習的光的折射,由此引入新課.
二、新課教學(xué)
。ㄒ唬光的折射
〔師〕我們已經(jīng)學(xué)習了光的直線(xiàn)傳播現象、反射現象.以及光在反射時(shí)所遵循的.規律——光的反射定律.這些現象都是光在同種均勻介質(zhì)中傳播的現象.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?
教師利用演示實(shí)驗讓學(xué)生觀(guān)察光的折射現象.實(shí)驗裝置如圖所示,其中圓形白色屏E(可用2 cm厚木板刷上白油漆)邊緣標有均勻刻度,中間開(kāi)有長(cháng)方形口,恰好將長(cháng)方形玻璃容器放進(jìn)去,容器中裝適量的水,并在水中插有可轉動(dòng)的白色屏F(樹(shù)脂板或塑料板),白色屏E和F可顯示光束傳播的路徑.圓周上有一可移動(dòng)的激光光源S(可用激光棒).
〔師〕光從空氣斜射入水中,傳播方向是否改變呢?
〔生甲〕傳播方向不改變,仍沿直線(xiàn)傳播.
〔生乙〕傳播方向要發(fā)生改變.
〔師〕光從空氣斜射入水中,如果改變方向,是向介面偏折呢?還是向法線(xiàn)偏折?
〔生甲〕向介面偏折.
〔生乙〕向法線(xiàn)偏折.
〔師〕上面問(wèn)題的回答誰(shuí)對誰(shuí)錯呢?下面我們用實(shí)驗來(lái)驗證一下.
〔演示1〕
使E、F在同一平面上,讓光從空氣斜射向水面.
〔現象〕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,同時(shí)向法線(xiàn)偏折.
師生共同分析得出結論:
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,這種現象叫光的折射.(refraction)
。ǘ有關(guān)折射的幾個(gè)專(zhuān)用名詞
1.教師把剛才光的折射現象在黑板上畫(huà)出光的折射光路圖.
2.從圖中介紹,什么是折射光線(xiàn)和折射角.為了防止學(xué)生把折射光線(xiàn)與界面的夾角誤認為折射角,所以,要特別指出,折射角是折射光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角.
。ㄈ光的折射規律
〔演示2〕使E、F在同一平面上,讓光從空氣斜射向水面,改變入射角,再做兩次.
演示過(guò)程要讓學(xué)生觀(guān)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(zhù)入射角的增大(減。┱凵浣菍⑷绾胃淖?
〔現象〕①光從空氣斜射入水中,折射角小于入射角.
、谡凵浣请S著(zhù)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,讓光以某一角度射向水面.
〔師〕大家能否看到水中的光線(xiàn).
〔生〕看不見(jiàn).
師生共同分析得出結論:
、僬凵涔饩(xiàn)、入射光線(xiàn)、法線(xiàn)位于同一平面內.
、谡凵涔饩(xiàn)、入射光線(xiàn)位于法線(xiàn)的兩側.
〔演示4〕讓光垂直射向水面
〔師〕大家觀(guān)察一下進(jìn)入水中的光線(xiàn)沿什么方向前進(jìn)?
〔生〕光沿直線(xiàn)傳播,傳播方向不變.
師生共同分析得出:
當光線(xiàn)垂直射向介質(zhì)表面時(shí),傳播方向不改變.
〔師〕當光線(xiàn)垂直射向介質(zhì)表面時(shí),入射角和折射角各是多少度?
〔生〕當光線(xiàn)垂直射向介質(zhì)表面時(shí),入射角為0°,折射角也為0°.
〔師〕利用圖提出問(wèn)題:如果讓光線(xiàn)逆著(zhù)折射光線(xiàn)的方向從水或其他介質(zhì)射入空氣中,光線(xiàn)是否沿原入射光線(xiàn)射出呢?
〔演示5〕
、傧茸尮庥煽諝馍淙胨,記下入射光線(xiàn)、入射點(diǎn)、折射光線(xiàn)的位置.
、谠僮尮饩(xiàn)逆著(zhù)折射光線(xiàn)方向射入,觀(guān)察光線(xiàn)是否逆著(zhù)原入射光線(xiàn)方向射出.
教師演示,學(xué)生觀(guān)察后師生共同分析得出結論:
在折射時(shí)光路是可逆的.
。ㄋ模用光的折射規律解釋一些簡(jiǎn)單的現象
1.盛了水的碗,看上去好像變淺了
〔分析〕如圖所示,從碗底S點(diǎn)發(fā)出的光線(xiàn),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(xiàn)進(jìn)入人眼,人眼逆著(zhù)折射光線(xiàn)的方向看去,覺(jué)得這些光線(xiàn)好像是從它們反向延長(cháng)線(xiàn)交點(diǎn)S′發(fā)出來(lái)的.S′就是S的虛像,S′比S與水面的距離近.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(jiàn)的小石頭,加上水又會(huì )看得見(jiàn).
〔分析〕在未加水之前的小石頭S點(diǎn),射入人眼的這部分光,被杯的邊沿擋住如圖甲所示,射向其他方向的光線(xiàn),也沒(méi)有射進(jìn)人的眼睛,所以,人眼看不見(jiàn)小石頭.當水加到一定程度時(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(xiàn)進(jìn)入人眼.如圖乙所示,人可以看見(jiàn)小石頭,其實(shí),人看到的只是小石頭的虛像.
三、知識小結
通過(guò)本節課的學(xué)習,主要學(xué)習了以下幾個(gè)問(wèn)題:
1.光的折射現象.
2.光的折射規律.
3.用光的折射解釋簡(jiǎn)單的光現象.
四、布置作業(yè)
1.復習本節課文.
2.P48動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理①②③④.
3.預習第五節“看不見(jiàn)的光”.
五、板書(shū)設計
第四節光的折射
1.光的折射
光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向一般會(huì )發(fā)生變化,這種現象叫光的折射.
2.光的折射規律
、僬凵涔饩(xiàn)與入射光線(xiàn)、法線(xiàn)在同一平面內.
、谡凵涔饩(xiàn)和入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側.
、壅凵浣请S著(zhù)入射角的增大(減。┒龃螅p。.
、墚敼鈴目諝庑鄙淙肫渌该鹘橘|(zhì)時(shí),入射角大于折射角;當光從其他透明介質(zhì)斜射入空氣時(shí),入射角小于折射角.
、莓敼饩(xiàn)垂直射向介質(zhì)表面時(shí),傳播方向不改變.
、拊谡凵鋾r(shí)光路是可逆的.
3.解釋現象
、俪厮儨\.
、谟矌派.
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