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高二物理教案:光的折射

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2015-09-01

讲:两条光线即可确定像点的位置.所以无需多画.步骤是:(1)由对称性确定像点的位置;(2)任意画两条入射光线;(3)过像点作出对应的两条反射光线;(4)若是作物体AB的成像光路图,则只需作出A、B点的成像光路图.连接A、B点即可.

(三)光的折射折射定律

1.实验观察变为看折射光和入射光的相对位置及折射角和入射角关系的观察:

a.让学生观察折射光.入射光及界面的法线也是共面的.

b.光从空气进入玻璃时,入射角增大.折射角也增大,但入射角始终大于折射角.

2.定量测量5组数据,仿照课本列出原始数据表(可让前排的学生读取数据.但要先明确法线)

3.分析测量数据:(建议入射角分别取10°,20°,30°,40°,50°)

[教师][故意自言自语地]入射角增大,折射角也增大,两者的差是不是定值呢?(有学生开始计算)

[学生甲]不是,差值是越来越大的.

[师]是不是有规律地增大,比如入射角增大10°,折射角一定增大某一个数值?

[生]不是,前两组差不多,后两组又不同了.

[师]那么,会不会两角的比值不变呢,大家算算看.(学生计算,有学生算了两组数据说好像是相等的)

[师]能不能从两组数据下结论?

[生]不能.

[师]对,那样太轻率了点.把5组数据都算出来看看.

[学生继续计算.发现比值也是不相等的]

[师]看来我们碰到麻烦了,如果让你来猜的话,你还能猜想它们之间可能是什么关系?

[生沉默]

[师]其实不是你们不够聪明,实在是因为入射角和折射角之间的关系太出乎人意料了.人类从积累入射角与折射角的数据到找出两者之间的定量关系,经历了近1500年的时间[有学生惊叹].

[教师抓住机会教育]科学研究是一件很艰苦的工作,需要有持之以恒的毅力和必胜的信念.有时需要几代人的努力.我们要学好物理也需要这样一种恒心和解决困难的勇气.希望大家不畏难,不怕苦,勇于探索,在科学学习之路上能走得很远很远.

[教师继续]实际上在公元1400年,托勒密也曾经认为,入射角与折射角存在着简单的正比关系,但只有对比较小的入射角才大致相符,就像我们刚刚在计算中发现的那样.直到1621年,才由斯涅耳找到了这个关系.这个谜终于被解开了,谜底是——入射角的正弦和折射角的正弦成正比. 即 =常数.请大家看课本的实验数据及分析.

[学生看书30秒]

4.师生一起归纳总结折射定律的内容.

5.折射现象中光路可逆——直接给出即可,学生能领会.

(四)折射率n

1.折射率的定义

[教师]刚才我们已经知道了.光从空气进入玻璃时,入射角的正弦与折射角的正弦成正比.比值约为1.50.进一步的实验发现.若光从空气进入另一种介质.比如进入水中时,尽管入射角的正弦与折射角的正弦之比仍为常数.但这个常数却不是1.50.而是约1.33,可见这个常数跟介质有关系.它反映了介质的光学性质.我们设想光从空气进入玻璃和光从空气进入水中的入射角都是30°,则有:

空气→玻璃: =1.50      空气→水: =1.33

显然θ2′>θ2,我们画出光路图如图19—11甲、乙.可以看到,光从空气进入玻璃时.折射光偏离原来的传播方向更厉害.也就是说,这个比值的大小能反映介质对光的偏折程度,比值越大.表明介质对光的偏折作用越大.我们把这个比值叫做折射率,用n表示.定义折射率n= .

2.对折射率的几点说明

a.引导学生看课本加点字对折射率定义的叙述,强调:光从真空进入介质,若光从介质进入真空.则入射角正弦与折射角正弦之比 =

b.光从空气进入介质近似于光从真空进入介质

c.介质对真空的折射率也叫绝对折射率,简称折射率.若光从水中进入玻璃中,则入射角正弦与折射角正弦之比叫玻璃对水的折射率.也叫相对折射率.若水为介质Ⅰ,玻璃为介质Ⅱ,则写作n21=

3.折射率的决定因素

a.光折射的原因是:光在不同介质中的速度不同.

[做课本后的“做一做”小实验,帮助学生理解这一点]

b.折射率n的决定式:n=

c.n>1

d.仿照n= 可写出相对折射率n21= = =

(五)课堂巩固训练

三、小结

1.光的反射定律和折射定律是几何光学的两大基本规律(另外一个是光的直线传播规律).是研究几何光学的重要法宝.在应用时一定要注意作图,突出几何的特点.

2.反射成像和折射成像的原理分别是:平面镜成像是反射光线反向延长线的交点.折射成像是同一光点的折射光线或其反向延长线的交点.为该光点的像.应在明确成像原理的基础上正确画出光路图再行求解.

3.折射率是几何光学中非常重要的基本概念之一.它反映介质的光学性质,每一种介质在一定条件下有一个确切的折射率,不同种类的介质在相同的条件下,一般具有不同的折射率.例如:玻璃的折射率是1.50,水的折射率是1.33.

4.通常所说的介质的折射率是指介质的绝对折射率,即光从真空射入某种介质的折射率.若光由介质1射入介质2,这时的折射率确切地说应该叫做介质2对介质1的相对折射率.通常用n21来表示.

高中是人生中的关键阶段,大家一定要好好把握高中,编辑老师为大家整理的高二物理教案,希望大家喜欢。

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