光電子技術(shù)章節(jié)練習(xí)題及答案

1、光電子技術(shù)章節(jié)練習(xí)題及答案第一章一、填空題1、色溫是指在規(guī)定兩波長(zhǎng)處具有與熱輻射光源的輻射比率相同的黑體的 溫度。具并非熱輻射光源本身的溫度。2、自發(fā)躍遷是指處于高能級(jí)的一個(gè)原子自發(fā)地向低能級(jí)躍遷， 并發(fā)出一個(gè)光子的過程。受激躍遷是指處于高能級(jí)態(tài)的一個(gè)原子在一定的輻射場(chǎng)作用 下躍遷至低能級(jí)態(tài)，并輻射出一個(gè)與入射光子全同的光子的過程。3、受激輻射下光譜線展寬的類型分為均勻展寬和非均勻展寬，其中均勻展 寬主要自然展寬、碰撞展寬、熱振動(dòng)展寬，非均勻展寬主要有 多普勒展寬與殘余應(yīng)力展寬。4、常見的固體激光器有 紅寶石激光器、位激光器或鈦寶石激光器 （寫 出兩種），常見的氣體激光器有 He-Ne激光器、

2、CO激光器或Ar+激光器 （寫 出兩種）。5、光是一種以光速運(yùn)動(dòng)的光子流， 光子和其它基本粒子一樣，具有 能量、 動(dòng)量和質(zhì)量;其靜止質(zhì)量為0 06、激光與普通光源相比具有如下明顯的特點(diǎn)：方向性好、單色性好、相干性好，強(qiáng)度大 。7、設(shè)一個(gè)功率100W的燈泡向各個(gè)方向輻射的能量是均勻的，則其輻射強(qiáng) 度為 100/4 TW/sro8、設(shè)一個(gè)功率100W的燈泡向各個(gè)方向輻射的能量是均勻的，則其在 1m 遠(yuǎn)處形成的輻射照度為100/4 ：W/m2o9、設(shè)一個(gè)功率100W的燈泡向各個(gè)方向輻射的能量是均勻的，則其在 2m 遠(yuǎn)處形成的輻射照度為100/16 7W/m2。二、解答題1、簡(jiǎn)述光子的基本特性（10分

3、）答:光是一種以光速運(yùn)動(dòng)的光子流，光子和其它基本粒子一樣，具有能量、 動(dòng)量和質(zhì)量。它的粒子屬性（能量、動(dòng)量、質(zhì)量等）和波動(dòng)屬性（頻率、波矢、 偏振等）之間的關(guān)系滿足：（1） E h ; （2） mh7 ,光子具有運(yùn)c c動(dòng)質(zhì)量，但靜止質(zhì)量為零；（3） P k ； （4）、光子具有兩種可能的獨(dú)立偏振態(tài), 對(duì)應(yīng)于光波場(chǎng)的兩個(gè)獨(dú)立偏振方向；（5）、光子具有自旋，并且自旋量子數(shù)為整 數(shù)，是玻色子。2、簡(jiǎn)述激光產(chǎn)生的條件、激光器的組成及各組成部分的作用。（10分）答:必要條件：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布和減少振蕩模式數(shù)。充分條件：起振一一閾值條件：激光在諧振腔內(nèi)的增益要大于損耗。 穩(wěn)定振蕩條件一一增益飽和效應(yīng)（形成

4、穩(wěn)定激光）。組成：工作物質(zhì)、泵浦源、諧振腔。作用：工作物質(zhì)：在 這種介質(zhì)中可以實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。 泵浦源（激勵(lì)源）：將粒子從低能級(jí)抽運(yùn)到高 能級(jí)態(tài)的裝置。諧振腔：（1）使激光具有極好的方向性（沿軸線）；（2）增強(qiáng)光放 大作用（延長(zhǎng)了工作物質(zhì)）；（3）使激光具有極好的單色性（選頻）。三、計(jì)算題1、設(shè)一對(duì)激光能級(jí)為E2和Ei （g2=gi）,相應(yīng)的頻率為v （波長(zhǎng)為人），各能 級(jí)上的粒子數(shù)為n2和ni。求(1)當(dāng) V =3000MHz T=300K 時(shí)，n2/ni=?(2)當(dāng)人=1 T=300K 時(shí)，n2/m=?(2)當(dāng)入=1pip n”n1 時(shí)，溫度 T=?解：n2n1g2exp g1E2日kBT

5、exph kBTexp6.626 10 34 3000 1061.38 10 23 3000.99902hhc一 exp exp n1kBTkBT _34_ 86.626 103 108exp231.38 10 23 300 1 101.432110 21ln()n1ln0.1hc行6.626 10 34 3 1081.38 10T 6626K23 T1 10 62、四能級(jí)激光器中，激光上能級(jí)壽命為=3X 108m-3，當(dāng)抽運(yùn)幾率達(dá)到 W14 =500/s時(shí),r3 =10-3 s,總粒子數(shù)密度n0求小信號(hào)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度為多少?解：激光上能級(jí)向下能級(jí)自發(fā)躍遷幾率A323由四能級(jí)系統(tǒng)小信號(hào)反轉(zhuǎn)粒子

6、數(shù)計(jì)算公式有10 3103/sW14500883n n0 3 1010 / m叫4 A32500 1000第二章一、填空題1、光譜位于大氣窗口內(nèi)的光輻射的大氣衰減因素主要有：大氣分子的吸收，大氣分子散射，大氣氣溶膠的衰減 。2、光在潔凈的大氣中傳播時(shí)主要發(fā)生瑞利 散射、散射光的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系是： 散射光強(qiáng)與波長(zhǎng)的四次方成反比。3、光在大霧中傳播時(shí)主要發(fā)生米-德拜散射散射.散射光的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系是：散射光強(qiáng)與波長(zhǎng)無關(guān)。4、電光晶體的半波電壓是指：當(dāng)波x和y兩個(gè)方向振動(dòng)分量存在半個(gè)波長(zhǎng)的光程差（冗的相位差）時(shí)所需加的電壓。5、KDP晶體沿z軸加電場(chǎng)時(shí)，由單軸晶體變成了雙軸晶體，折射率橢球的 主

7、軸繞z軸旋轉(zhuǎn)了 45 ,此轉(zhuǎn)角與外加電場(chǎng)的大小 無關(guān)、其折射率變化與 電場(chǎng)的大小成 正比。6、若在超聲功率Ps 一定的情況下，要使Bragg衍射光強(qiáng)盡量大，則應(yīng)選擇 聲光材料品質(zhì)因素M2 盡用能大的材料,并要把換能器做一成長(zhǎng)而窄（即L 大H?。┑男问?。7、表征光纖的集光本領(lǐng)的物理量是光纖的數(shù)值孔徑,在弱導(dǎo)條件下表示為：NA n1（2 嚴(yán)。8、聲波在聲光晶體中傳播會(huì)引起晶體中的質(zhì)點(diǎn)按聲波規(guī)律在平衡位置振動(dòng)， 按照聲波頻率的高低以及聲波和光波作用的長(zhǎng)度不同，聲光相互作用可以分為_拉曼-納斯衍射和布喇格衍射 兩種類型。9、磁光效應(yīng)是指 外加磁場(chǎng)作用引起材料光學(xué)各向異性的現(xiàn)象，法拉第磁光效應(yīng)的規(guī)律（1

8、） 對(duì)于給定的介質(zhì)，光振動(dòng)面的旋轉(zhuǎn)角與樣品的長(zhǎng)度和外加 的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比（2）的傳播方向反轉(zhuǎn)時(shí)，法拉第旋轉(zhuǎn)的左右方向互換。10、電致折射率變化是指晶體介質(zhì)的介電系數(shù)與晶體中的電荷分布有關(guān)，當(dāng)晶體被施加電場(chǎng)后，將引起束縛電荷的重新分布，并導(dǎo)致離子晶格的微小 形變，從而引起介電系數(shù)的變化，并最終導(dǎo)致晶體折射率變化的現(xiàn)象。11、光纖色散的主要危害是使脈沖信號(hào)展寬，限制了光纖的帶寬或傳輸容量;多模光纖的色散主要有模色散、材料色散、波導(dǎo)色散。12、光波在大氣中傳播時(shí)，由于大氣氣體分子及氣溶膠的吸收和散射會(huì)引起光束的能量衰減；由于 空氣折射率不均勻， 會(huì)引起光波的振幅和相位起 伏。二、是非題1、KDP晶

9、體沿Z （主）軸加電場(chǎng)時(shí)，由單軸晶變成了雙軸晶體。（V ）2、KDP晶體沿Z （主）軸加電場(chǎng)時(shí)，晶體各個(gè)方向上的折射率變化量是相 同的。（ X ）3、光纖數(shù)值孔徑就是指光纖的直徑。（ X ）4、光纖的集光能力僅由光纖的折射率分布決定。（ V ）5、光纖數(shù)值孔徑代表光纖的集光本領(lǐng)。（ V ） 三、簡(jiǎn)答題1、概括光纖弱導(dǎo)條件的意義。答:從理論上講，光纖弱導(dǎo)特性是光纖與微波圓波導(dǎo)間的重要差別之一。實(shí)際使用的光纖，特別是單模光纖，具摻雜濃度都很小，使纖芯和包層只有很小 的折射率差。弱導(dǎo)的基本含義是指很小的折射率差就能構(gòu)成良好的光纖波導(dǎo)結(jié) 構(gòu)，其為制造提供了很大的方便。2、聲光相互作用可以分為拉曼-納斯

10、衍射和布喇格衍射兩種類型。簡(jiǎn)述它們 產(chǎn)生的條件和特征。答:產(chǎn)生拉曼-納斯衍射的條件：當(dāng)超聲波頻率較低，光波平行于聲波面入 射，聲光互作用長(zhǎng)度L較短時(shí)，在光波通過介質(zhì)的時(shí)間內(nèi)，折射率的變化可以忽 略不計(jì)，則聲光介質(zhì)可近似看作為相對(duì)靜止的 平面相位柵”。由出射波陣面上各 子波源發(fā)出的次波將發(fā)生相干作用，形成與入射方向?qū)ΨQ分布的多級(jí)衍射光， 這 就是拉曼-納斯衍射的特點(diǎn)。產(chǎn)生布喇格衍射條件：聲波頻率較高，聲光作用長(zhǎng) 度L較大，光束與聲波波面間以一定的角度斜入射，介質(zhì)具有體光柵”的性質(zhì)。衍射光各高級(jí)次衍射光將互相抵消，只出現(xiàn) 0級(jí)和+1級(jí)（或1級(jí)）衍射光，這 是布喇格衍射的特點(diǎn)。3、利用縱向電光效應(yīng)和

11、橫向電光效應(yīng)均可實(shí)現(xiàn)電光強(qiáng)度調(diào)制，縱向電光調(diào) 制和橫向電光調(diào)制各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答:縱向電光調(diào)制器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、不存在自然雙折射的影響 等優(yōu)點(diǎn)。具缺點(diǎn)是半波電壓太高，在調(diào)制頻率較高時(shí)，功率損耗比較大。橫向效應(yīng)運(yùn)用時(shí)，存在自然雙折射產(chǎn)生的固有相位延遲， 它們和外加電場(chǎng)無 關(guān)。在沒有外加電場(chǎng)時(shí)，入射光的兩個(gè)偏振分量通過晶后其偏振面已轉(zhuǎn)過了一個(gè) 角度，這對(duì)光調(diào)制器等應(yīng)用不利，應(yīng)設(shè)法消除。橫向效應(yīng)運(yùn)用時(shí)，總的相位延遲不僅與所加電壓成正比，而且與晶體的長(zhǎng) 寬 比（L/d）有關(guān)。而縱向應(yīng)用時(shí)相位差只和 V=EzL有關(guān)。因此，增大L或減小d 就可大大降低半波電壓，但必須采用兩塊晶體，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且其

12、尺寸加工要求 高，對(duì)環(huán)境溫度敏感。4、何為電光晶體的半波電壓？半波電壓由晶體的哪些參數(shù)決定？答:當(dāng)光波的兩個(gè)垂直分量Ex, Ey的光程差為半個(gè)波長(zhǎng)（相應(yīng)的相位差為 ）時(shí)所需要加的電壓，稱為半波電壓?？v向應(yīng)用時(shí)，V由光波長(zhǎng)、線性電光系數(shù)、晶體主折射率等參數(shù)決2n0r63定。橫向應(yīng)用，在略去自然雙折射影響的情形下，V - d由光波波長(zhǎng)、no63 L線性電光系數(shù)、晶體主折射率等參數(shù)以及晶體長(zhǎng)度和寬度決定四、綜合題試寫出外電場(chǎng)E與KDP晶體z軸方向平行時(shí)的折射率橢球方程，并證明其變 成雙軸晶體，寫出此時(shí)的三個(gè)主折射率nz，史和nzt解答：根據(jù)已知Ex=Ey=0,折射率橢球方程變?yōu)椋篧/n。2 + y2

13、/n。2 + z2/ne2 + 2r63Ezxy = 1由于出現(xiàn)了 xy交叉項(xiàng)，說明在外電場(chǎng)Ez作用下，晶體主軸發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)。作 坐標(biāo)變換，令坐標(biāo)軸繞z軸轉(zhuǎn)450,新坐標(biāo)系為x, y, z,它與舊坐標(biāo)系的關(guān)系 為：(x = xcos450 - ysin450 = d2 (x-y)5mm)在輻照度為100mW/cm2時(shí)的開路電壓為 Uoc=550mV,短路電流Isc=6mA0試求：(1)室溫下，輻照度降到50mW/cm2時(shí)的開路電壓與短路電流。(2)用如圖所示的偏置電路，其中 Rf=24KQ,若測(cè)得此時(shí)的輸出電壓Uo=1V,-40 V求此時(shí)光敏叫護(hù)照度U sci c1 k100Usc3DG7A2C

14、R2AP7Rf1(c)o- A2CR +(d)Uo解：(1)輻照度降到50mW/cm5.（3） fc 0.32 10 Hz RLCj第五章一、填空題 1、CCD的基本功能為電荷存儲(chǔ)和電荷轉(zhuǎn)移，CCD按結(jié)構(gòu)可分為 _線陣CCD和面陣CCD。 2、固體攝像器件主要有三大類，它們是電荷耦合器件、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器、電荷注入器件。時(shí)，短路電流為I sc 變 6mA 3mA 100開路電壓為2 P2Uoc Uoc 2.6 10 ln 0.55 2.6 10 ln 0.50.532VPu -1(2) isc ， A 0.0417mARf24000此時(shí)的光敏面上的照度 P 旦P 0.0417 1

15、00mW/cm2 0.695mW/cm2 isc63、如果硅光電二極管靈敏度為10nA/nW結(jié)電容為10pF,結(jié)電導(dǎo)，光照功率為5W時(shí)，拐點(diǎn)電壓為10V,偏壓40V,試求光照信號(hào)功率P（t） 5 2cos t（nW）情況下，（1）線性最大輸出功率條件下的負(fù)載電阻；（2）線性最大輸出 功率；（3）響應(yīng)截止頻率。GpS(P P0) 2gu2(V u)解：（1）光電池線性最大輸出功率條件下的負(fù)載電導(dǎo)為10(7 5) 2 0.004 102(40 10)RL RP0.5M(2) uHMS(P P0) 5V2(Gp g)125Ph -GLu2M 2.5 10 3、CCD的基本工作過程包括 信號(hào)電荷的產(chǎn)牛

16、、存儲(chǔ)、傳輸和檢測(cè) 。W2二、問答題1、何謂幀時(shí)、幀速、掃描效率？三者之間有什么關(guān)系？答:完成一幀掃描所需的時(shí)間稱為幀時(shí) Tf,單位時(shí)間完成的幀數(shù)稱為幀速 1F , Tf F-o光機(jī)掃描機(jī)構(gòu)對(duì)景物掃描時(shí)，實(shí)際掃描的空間角度范圍通常比觀察視場(chǎng)角要大,觀察視場(chǎng)完成一次掃描的時(shí)間 Tfov與機(jī)構(gòu)實(shí)際掃描一周所需的時(shí)問Tf之比稱為掃描效率 ,三吃。Tf2、簡(jiǎn)述帶像增強(qiáng)器的CCD的特點(diǎn)。答:帶像增強(qiáng)器的CCD器件是將光圖像聚焦在像增強(qiáng)器的光電陰極上，再 經(jīng)像增強(qiáng)器增強(qiáng)后耦合到電荷耦合器件（CCD）上實(shí)現(xiàn)微光攝像（簡(jiǎn)稱ICCD）。最好的ICCD是將像增強(qiáng)器熒光屏上產(chǎn)生的可見光圖像通過光纖光錐直接 耦合到普

17、通CCD芯片上。像增強(qiáng)器內(nèi)光子-電子的多次轉(zhuǎn)換過程使圖像質(zhì)量受 到損失，光錐中光纖光柵干涉波紋、折斷和耦合損失都將使ICCD輸出噪聲增加， 對(duì)比度下降及動(dòng)態(tài)范圍減小，影響成像質(zhì)量。靈敏度最高的ICCD攝像系統(tǒng)可工 作在10-6lx靶面照度下。3、簡(jiǎn)述電荷耦合攝像器件的主要特性參數(shù)。答:轉(zhuǎn)移效率：電荷包在進(jìn)行每一次轉(zhuǎn)移中的效率；不均勻度：包括光敏元件的不均勻與CCD的不均勻；暗電流：CCD在無光注入和無電注入情況下輸 出的電流信號(hào)；靈敏度：是指在一定光譜范圍內(nèi)，單位暴光量的輸出信號(hào)電壓（電 流）；光譜響應(yīng)：是指能量相對(duì)光譜響應(yīng)，最大響應(yīng)值歸一化為100%,所對(duì)應(yīng)的 波；長(zhǎng)峰值波長(zhǎng)：低于10%的響

18、應(yīng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為截止波長(zhǎng)；噪聲：可以歸納 為散粒噪聲、轉(zhuǎn)移噪聲和熱噪聲；分辨率：是指攝像器件對(duì)物像中明暗細(xì)節(jié)的分 辨能力；動(dòng)態(tài)范圍和線性度：動(dòng)態(tài)范圍=光敏元件滿阱信號(hào)/等效噪聲信號(hào)，線性 度是指在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，輸出信號(hào)與暴光量的關(guān)系是否成直線關(guān)系。三、計(jì)算題1、用凝視型紅外成像系統(tǒng)觀察 30km遠(yuǎn)，10mx 10m的目標(biāo)，若紅外焦平面 器件的像元大小為50mx 50假設(shè)目標(biāo)像占4個(gè)像元，則紅外光學(xué)系統(tǒng)的焦距應(yīng)為多少？若紅外焦平面器件是 128元X128元，則該紅外成像系統(tǒng)的視場(chǎng)角 是多大？104 50 m128 50 m解：7 W f= W arctan 0.0irad30 103f0.6m2

19、、一目標(biāo)經(jīng)紅外成像系統(tǒng)成像后供人眼觀察，在某一特征頻率時(shí)，目標(biāo)對(duì)比度為，大氣的MTF為，探測(cè)器的 MTF為，電路的MTF為，CRT的MTF為， 則光學(xué)系統(tǒng)的MTF至少要多大？解：CRT顯示像的對(duì)比度應(yīng)大于人眼的極限調(diào)制度所以總的調(diào)制傳遞函數(shù)0.026MTF MTFo MTFd MTFe MTFm MTFom-0.052oeilloi m_0.5則光學(xué)系統(tǒng)的MTF至少M(fèi)TFo0.052MTFd MTFe MTFm MTFom eoi m0.0520.5 0.95 0.5 0.90.24一、填空題1、CRT由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏（含蔭罩）、玻璃外殼等部分組成。2、LCD的陡度決定了器件的 多路

20、驅(qū)動(dòng)能力和灰度性能，陡度越大,則多 路驅(qū)動(dòng)能力越強(qiáng)、灰度必能越差。3、PDP中氣體放電處于 正常輝光放電區(qū)、電極間的主要發(fā)光區(qū)是：負(fù)輝區(qū)和正柱區(qū)（等離子區(qū)）。4、液晶分為兩大類:溶致液晶和熱致液晶、作為顯示技術(shù)應(yīng)用的液晶都是 熱致液晶。5、液晶是 液態(tài)晶體的簡(jiǎn)稱,熱致液晶可以分為：近晶相、向列相和膽備相三種。6、等離子體是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產(chǎn)生的正負(fù)電子 組成的離子化氣體狀物質(zhì)，它是除去固、液、氣態(tài)外，物質(zhì)存在的第四態(tài)。二、簡(jiǎn)答題1、試說明注入電致發(fā)光和高場(chǎng)電致發(fā)光的基本原理。答:注入電致發(fā)光是在半導(dǎo)體PN結(jié)加正偏壓時(shí)產(chǎn)生少數(shù)載流子注入，與多 數(shù)載流子復(fù)合發(fā)光高場(chǎng)電致發(fā)光是

21、將發(fā)光材料粉末與介質(zhì)的混合體或單晶薄膜夾持于透明電 極板之間，外施電壓，由電場(chǎng)直接激勵(lì)電子與空穴復(fù)合而發(fā)光。高場(chǎng)電致發(fā)光又分交流和直流兩種，如粉末型交流電致發(fā)光與粉末型直流電致發(fā)光。2、簡(jiǎn)述等離子體的概念和等離子體顯示板工作的基本原理。答:等離子體是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產(chǎn)生的正負(fù)電 子組成的離子化氣體狀物質(zhì)，它是除去固、液、氣態(tài)外，物質(zhì)存在的第四態(tài)。 等離子體是一種很好的導(dǎo)電體，利用經(jīng)過巧妙設(shè)計(jì)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以捕捉、移 動(dòng)和加速等離子體。等離子體顯示搬是利用氣體放電產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象的平板顯示的統(tǒng)稱。等離子體顯示技術(shù)（Plasma Display的基本原理：顯示屏上排列有上千個(gè)密封

22、的小低壓 氣體室（一般都是氤氣和凝氣的混合物），電流激發(fā)氣體，使其發(fā)出肉眼看不見 的紫外光，這種紫外光碰擊后面玻璃上的紅、綠、藍(lán)三色熒光體，它們?cè)侔l(fā)出我 們?cè)陲@示器上所看到的可見光。3、簡(jiǎn)述液晶顯示器的主要特點(diǎn)。答:液晶顯示器件厚度僅為數(shù)毫米的薄形器件，非常適合便攜式電子裝置 的顯。工作電壓底，僅幾伏，可以用 CMOS電路直接驅(qū)動(dòng)，電子線路小型化； 功耗底，可用電池長(zhǎng)期供電；采用彩色濾色器，LCD容易實(shí)現(xiàn)彩色顯示；顯示質(zhì)量趕上或超過CRT的顯示質(zhì)量。成本高，顯示視角小，低溫時(shí)響應(yīng)速度慢。貴陽市第五屆優(yōu)質(zhì)課比賽初中物理光的折射教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)校：貴陽二十八中 姓名：于西第四章第三節(jié) 光的折射課時(shí)：一課

23、時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想：物理課程標(biāo)準(zhǔn)中要求體現(xiàn)“以提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主要目標(biāo)”；“滿足每個(gè)學(xué)生的發(fā)展基本需求”；“注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化”等，基于這樣的指 導(dǎo)思想，我在設(shè)計(jì)本節(jié)課時(shí)，努力做到以新課程標(biāo)準(zhǔn)為教學(xué)依據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、 思考、探究、合作、交流等方式來完成對(duì)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，在教學(xué)過程中充分體現(xiàn)“以學(xué)生為本”，注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生從被動(dòng)的學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。力求體現(xiàn)“以學(xué)生為主體，師生平等交流共同探索”的教學(xué)思想。教材分析：“光的折射”為義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書八年級(jí)物理(滬科版)第四章第三節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，在之前有“光的傳播”、“光的反射”之后有“光的色散”、“

24、凸透鏡成像” 等學(xué)習(xí)內(nèi)容，在本章的學(xué)習(xí)中確有著承上啟下的重要作用，是深入學(xué)習(xí)和了解多姿多彩 的光的世界的必然知識(shí)準(zhǔn)備。同時(shí)“探究并了解光的折射規(guī)律”也是課程標(biāo)準(zhǔn)中的 三級(jí)主題內(nèi)容之一，對(duì)于八年級(jí)學(xué)生的科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，應(yīng)用物理知識(shí)分析、解決 實(shí)際問題能力的培養(yǎng)有著積極的意義。學(xué)情分析：1 .知識(shí)起點(diǎn)：在學(xué)習(xí)本課內(nèi)容之前，學(xué)生對(duì)光的世界已有一定的視覺體驗(yàn)和感性 認(rèn)識(shí)，如：“反光”、“水池變淺”等，通過“光的傳播”、“光的反射”等知識(shí)的學(xué)習(xí)， 已逐步建構(gòu)一定的理性知識(shí)基礎(chǔ)以及科學(xué)探究自然規(guī)律的初步能力。2 .學(xué)習(xí)任務(wù)：通過對(duì)常見折射現(xiàn)象的介紹及認(rèn)識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用探究“光的反射規(guī) 律”的已有能力和

25、方法探究出“光的折射規(guī)律”。教學(xué)目標(biāo)：1.知識(shí)與技能(1)通過對(duì)常見有關(guān)折射現(xiàn)象的觀察認(rèn)識(shí)光在兩種介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生不再沿直線 傳播的現(xiàn)象一一光的折射現(xiàn)象。(2)通過體會(huì)對(duì)光的折射規(guī)律探究全過程的體驗(yàn)，總結(jié)出“光的折射規(guī)律” 。2 .過程與方法(1)再次體驗(yàn)科學(xué)探究的全過程，理解科學(xué)探究的內(nèi)涵。(2)逐漸形成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法、交流討論及總結(jié)歸納的能力。(3)體會(huì)演繹、歸納在科學(xué)探究過程中的作用。3 .情感態(tài)度價(jià)值觀(1)通過自主學(xué)習(xí)與合作探究體會(huì)科學(xué)探究的樂趣，激發(fā)起學(xué)生的求知欲和探索激 情。(2)使學(xué)生能積極與本小組及其他小組同學(xué)交流，能客觀分析和評(píng)價(jià)他人的觀點(diǎn)， 培養(yǎng)學(xué)生善于與人交流、合作互助

26、的良好素養(yǎng)。(3)能根據(jù)探究學(xué)習(xí)的成果去分析和解決相關(guān)實(shí)際問題。養(yǎng)成熱愛科學(xué)、勇于探索、 嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的良好品質(zhì)。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：(1)光的折射規(guī)律；(2)體會(huì)科學(xué)探究的過程及對(duì)探究過程進(jìn)行總結(jié)歸納得出結(jié)論的能力。難點(diǎn)：(1)對(duì)光的折射規(guī)律探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及探究過程；(2)對(duì)光的折射規(guī)律的總結(jié)及對(duì)光的可逆原理的認(rèn)識(shí)。教學(xué)方式：本課是以科學(xué)探究的方式尋找到光的折射規(guī)律為主要教學(xué)形式，故本課主要以探究、交流討論為主要教學(xué)方式。教學(xué)準(zhǔn)備：(1)有關(guān)光的折射現(xiàn)象的圖片或視頻資料；(2)玩具激光筆、有機(jī)白板、水槽、水、梯形玻磚等；(3) DV機(jī)、該課相關(guān)PPT教學(xué)過程：一、課堂導(dǎo)入教師活動(dòng)：讓學(xué)生觀察筆

27、斜插入水中的現(xiàn)象。(設(shè)計(jì)思想：以生活實(shí)例展示光的折射現(xiàn)象的普遍性)學(xué)生活動(dòng)：觀察并思考這個(gè)現(xiàn)象。教師活動(dòng)：提出問題：為什么會(huì)出現(xiàn)筆折斷的現(xiàn)象呢？這是錯(cuò)覺還是與光有關(guān)的一種特殊現(xiàn)象 呢？導(dǎo)入語：其實(shí)這些都是光的一種特殊現(xiàn)象一一光的折射二、新課教學(xué)：(一)光的折射現(xiàn)象教師活動(dòng)：1 .既然是與光有關(guān)的特殊現(xiàn)象，那問題出在哪兒呢？2 .光在同種均勻介質(zhì)中是怎樣傳播的？3 .什么是光的折射呢？(設(shè)計(jì)思想：通過層層遞進(jìn)式的提問，將學(xué)生的思考方向引向光的傳播介質(zhì)上來， 而引發(fā)學(xué)生對(duì)光在兩種不同介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生怎樣變化的興趣)學(xué)生活動(dòng)：思考并回應(yīng)教師的問題，關(guān)注光在兩種介質(zhì)中傳播會(huì)是怎樣的現(xiàn)象？ 教師活動(dòng)：1 .演示光在空氣中(白板上)沿直線傳播；2 .演示光從空氣斜射向水中時(shí)光發(fā)生折射；3 .引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出光的折射概念。(設(shè)計(jì)思想：讓學(xué)生在教師的啟發(fā)下，根據(jù)所觀察到的演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出折射概 念，使其初步認(rèn)識(shí)光在傳播過程中的不同情況。盡管學(xué)生的表達(dá)不一定十分準(zhǔn)確，