信息技术融合探索课——光的折射

一、刺鱼活动引入新课

刺鱼:教师出示实验装置,水桶中竖插到底一块泡沫塑料板,板底部画着一条鱼。请学生用长直铁线对准水中的鱼像、快速刺入。然后把泡沫塑料从水中提起,发现所有长直铁线总是刺在鱼像的上方。

过渡:这些现象背后的原理是什么呢?让我们一起带着这个问题来学习这节内容。

二、光的折射现象

1、复习反射定律

提问:当光从空气斜射到光滑平整的表面,会发生什么现象?

学生回答:反射。

请学生上台画出反射光线并说出做反射光线的步骤。

再请一位学生回顾光的反射规律

光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内(三线共面),反射光线与入射光线分别位于法线两侧(两线分居),反射角等于入射角(两角相等)。光路可逆。

2、引入光的折射现象

引导:如果光滑表面是透明的水面,那么光在水面上发生反射现象的同时,是否会进入水中?

学生猜想:因为水是透明的,可能有一部分光线进入水中。

教师设问:进入水中的光线将如何传播呢?是否仍沿原来的传播方向传播?会不会改变传播方向?

教师演示光线的折射现象:光在水面出发生了偏折。

3、光的折射定义:光从一种物质进入另一种物质,传播方向通常会发生偏折,这种现象叫做光的折射现象。

【信息技术应用:教师将光的折射的演示现象照相。运用信息技术把照片投射到白板上。】

三、探究光的折射规律

1、关于折射现象的几个概念:

为了研究光的折射的规律,我们要把折射现象抽象为物理模型,需要对图中的要素进行定义。

请学生观察投射到白板上的光的折射现象的照片。想一想并和同桌讨论:要从现象中抽象出光的折射物理模型,需要对图片中的那些要素进行定义。

【信息技术应用:随机请一位同学说明,并在白板上画线标注光的折射物理模型的要素。】

(1)分界面:两种物质的分界。

(2)入射光线

(3)入射点:入射光线与分界面的交点。

(4)折射光线:由入射点进入另一种介质的这条光线称为折射光线。

(5)法线:法线经过入射点,与分界面垂直。

(6)入射角

(7)折射角:折射光线与法线的夹角。

2、光的折射规律的探究

提问:如图,请猜一猜光的折射有什么规律?

【信息技术应用:随机提问学生,将学生的猜想记录的白板上,以供班级同学交流。】

学生猜想:(1)折射光线、入射光线和法线在同一平面内;(2)折射光线和入射光线分别位于法线的两侧;(3)折射角小于入射角;(4)光路可逆。

学生活动:用光的折射演示教具验证学生的猜想。

活动1、折射角可能等于入射角。学生演示光线垂直分界面入射(即入射角等于0度)时的折射现象,光线没有发生偏折(即折射角等于0度)。此时折射角等于入射角。

活动2、折射角可能大于入射角。入射角有可能小于折射角吗?学生讨论并提出,如果光线从水中斜射向空气,有可能出现入射角小于折射角的现象。学生上台实验演示,发现光从水中斜射向空气时,空气中的折射角的角度确实比水中的大。

活动3、光路可逆。学生演示,再用一个激光笔发出入射光线,让它沿倾斜的折射光线逆向射入,发现新的折射光线与原来入射光线重合,说明光路可逆。

活动4、折射光线、入射光线和法线在同一平面内。学生将承接折射到空气光线的光屏向后偏折,发现无法接收到折射光线。将光屏再回复到与入射光线在同一平面内时,又看到折射光线。这说明折射光线、入射光线和法线在同一平面内。

活动5、入射角增大(或减少),折射角也增大(或减少)。学生演示折射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小。

【信息技术应用:主动上台活动的学生,用实验演示说明了白板上猜想的正确或错误。白板记录的猜想是学生活动围绕的中心。】

3、光的折射规律

光折射时,折射光线、入射光线和法线在同一平面内(三线共面);折射光线和入射光线分别位于法线的两侧(两线分居);折射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小(两角变化)。注意:光路可逆。

4、画折射光线

请学生说一说怎么画出光从空气射入水中的折射光线?

学生回答:(1)找入射点;(2)画法线(经过入射点并垂直分界面);(3)量入射角;(4)确定另一种介质中折射角的位置与大小;(5)由入射点画出折射光线。

根据同学提示,学生们动手练习,画折射光线。

四、几种折射现象

1、水中鱼像偏浅

请学生上台板画:由鱼身上出发的两条光线,经过水面折射后的光路图。

提问:请根据同学们的板画,想一想,为什么鱼在水中的像会偏浅呢?

学生回答:水中鱼身上出发的光线经过水面折射,空气中光线与法线的夹角变大。人眼认为光线是沿直线传播的,感觉物体在光线的反向延长线的交点处。易得,反向延长空气中两条折射光线,它们的交点在鱼的上方,所以会觉得鱼的像偏浅。

请学生上台,画出空气中两条折射光线的反向延长线的交点。发现这个交点在鱼的上方。

设问:那么装水的杯底“变浅”,水中筷子“偏折”现象都可以类比鱼像偏浅做出说明吧?

2、海市蜃楼

教师演示激光在喷雾器环境下光路变化现象。

当空气的均匀程度发生变化时,光在其中传播的方向会发生变化,这也是光的折射现象。典型的现象就是海市蜃楼。

【信息技术应用:播放海市蜃楼原理说明视频】

五、课堂小结

认识到光在不同介质中传播的折射现象,了解到光的折射规律,懂得描绘简单光的折射现象,知道水中鱼像偏浅、海市蜃楼等折射现象。

学会了运用演示器材,探究物理规律的学习方法。

六、布置课后练习

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