(中職)601第一節(jié)-光的折射和全反射電子教案

（中職）601第一節(jié)光的折射和全反射電子教案（中職）601第一節(jié)光的折射和全反射電子教案（中職）601第一節(jié)光的折射和全反射電子教案主題六光現(xiàn)象及其應(yīng)用第一節(jié)光的折射和全反射教學(xué)設(shè)計案例課程內(nèi)容第一節(jié)光的折射和全反射課程類型啟發(fā)講授課課時2學(xué)時教材內(nèi)容分析本節(jié)主要讓學(xué)生學(xué)習(xí)光線物理模型，通過實驗，建構(gòu)介質(zhì)的折射率概念，理解光的折射定律，了解光的全反射現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件，能計算臨界角的大小，能解釋生活中常見的全反射現(xiàn)象。學(xué)情分析學(xué)生在初中學(xué)習(xí)過光的直線傳播、反射和折射現(xiàn)象等，但都是定性了解。中職物理中，我們要更深入地定量了解光的折射規(guī)律，了解全反射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件等。教學(xué)目標(biāo)1．建構(gòu)折射率、光密介質(zhì)、光疏介質(zhì)、臨界角等概念，形成光是一種特殊形態(tài)的物質(zhì)、光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時會發(fā)生折射現(xiàn)象、光從光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)傳播時可能會發(fā)生全反射現(xiàn)象等物理觀念，并能應(yīng)用其解釋海市蜃樓等光學(xué)現(xiàn)象。2．了解光線這一物理模型的建構(gòu)方法，了解用光線研究光的折射定律、全反射規(guī)律的方法，了解探究光的折射規(guī)律時使用的觀察、分析、歸納、數(shù)學(xué)等方法。3．通過觀察演示實驗，增加對相關(guān)光學(xué)現(xiàn)象的感性認(rèn)識，增強(qiáng)實驗觀察等核心素養(yǎng)。通過進(jìn)行探究實驗和學(xué)生實驗，體會科學(xué)探索的艱辛，增強(qiáng)操作技能以及技術(shù)運用、探究設(shè)計等核心素養(yǎng)。4．通過課堂交流、學(xué)生實驗等方式，增強(qiáng)工匠精神與合作交流能力。了解科學(xué)家追求真理的科學(xué)精神，增強(qiáng)科技傳承的責(zé)任感。教學(xué)重點讓學(xué)生建構(gòu)光線模型，了解光的折射規(guī)律，了解全反射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件。教學(xué)難點歸納光的折射規(guī)律，了解全反射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件。教學(xué)策略讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)了解新知識，形成新觀念，提高實驗觀察能力，受到科學(xué)方法熏陶。主要教法啟發(fā)式講授、演示實驗、組織合作學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)主要學(xué)法自主學(xué)習(xí)、觀察實驗、思考討論、合作學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)教學(xué)資源多媒體課件展示系統(tǒng)、寬約5cm的玻璃磚1塊、半圓柱形玻璃磚1塊、小激光燈1個、白紙1張、標(biāo)有圓心角度數(shù)的白紙1張、刻度尺1把、量角器1個、鉛筆1根、盛水的燒杯1只、直徑1cm的鋼球1個、蠟燭1根、攝子1把、打火機(jī)1個等。課堂實施教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖課前準(zhǔn)備1.光是一種什么物質(zhì)？2.光線是什么？3.什么是光的折射？4.光的折射角與入射角之間可能存在什么關(guān)系？5.什么是自然觀察法？6.介質(zhì)的折射率是什么？7.光的折射定律用公式如何表示？8.光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)分別是什么？9.什么是光的全反射現(xiàn)象？10.什么是臨界角？產(chǎn)生全反射現(xiàn)象的條件是什么？1.安排學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)（閱讀教材、觀看老師提供的微課視頻）。2.就學(xué)生提出的問題進(jìn)行有針對性地備課，準(zhǔn)備在課堂上學(xué)生討論時給予指導(dǎo)。對教材和教學(xué)視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考，并與同學(xué)討論其中發(fā)現(xiàn)的問題，將疑問反饋給老師。讓學(xué)生通過課前自主學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)自己不理解的問題，準(zhǔn)備到課堂上與同學(xué)討論，與老師交流，解決疑問。課堂實施新課引入創(chuàng)設(shè)情境：一位野外攝影師拍攝的一張照片中，有一個不明生物的身體上“長”了4只腳。展示圖片、提問：這是一種什么生物呢？它是怎么拍攝出來的呢？觀看、思考激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)新課教學(xué)光是一種特殊形態(tài)的物質(zhì)，其本質(zhì)是波長不同的電磁波?？梢姽獾牟ㄩL約在400～770nm之間。講述傾聽、記憶讓學(xué)生了解光的本質(zhì)。我們已經(jīng)知道，光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。為了便于研究光的傳播規(guī)律，物理學(xué)中常用一條帶箭頭的直線來表示光的傳播方向，這條直線稱為光線。它也是人們?yōu)榱搜芯糠奖憬?gòu)的一種物理模型。人眼在觀察物體時，往往根據(jù)射入眼睛的光線的方向和光沿直線傳播的經(jīng)驗來判斷物體位置，認(rèn)為光是從射入眼睛的光線的反向延長線處發(fā)出的。展示圖片、講解觀看、傾聽、理解幫學(xué)生建構(gòu)光線模型，并了解其應(yīng)用。將一根筷子斜插入水中時，可觀察到筷子在水面處發(fā)生彎折的現(xiàn)象，如圖所示。這種光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，光線的方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，稱為光的折射。展示圖片、講述、提問：光的折射角與入射角之間存在什么關(guān)系呢？觀看、傾聽、思考讓學(xué)生回顧初中所學(xué)，做好知識銜接，引出新課。探究實驗：用玻璃磚探究光的折射規(guī)律發(fā)現(xiàn)問題：當(dāng)光從空氣射入玻璃時，入射角和反射角之間有什么規(guī)律呢？提出假設(shè)：折射角一般隨著入射角的增大而增大，可能與入射角成正比。設(shè)計方案：將一塊矩形玻璃磚放在白紙上，用激光燈以一定的入射角從空氣射向玻璃，測量激光進(jìn)入玻璃后的折射角，嘗試歸納折射規(guī)律。收集證據(jù)：使入射角從0°~80°之間，每隔10°測量一個折射角，記錄到表中。結(jié)果驗證：與本學(xué)習(xí)小組的同學(xué)一起分析以上實驗數(shù)據(jù)，嘗試歸納折射規(guī)律。反思改進(jìn)：與其他組的同學(xué)交流，最終可以得出什么結(jié)論？組織學(xué)生進(jìn)行探究實驗，提問：光的折射角與入射角之間存在什么關(guān)系？實驗探究、合作學(xué)習(xí)、回答：光的折射角與入射角之間不成正比。引導(dǎo)學(xué)生通過現(xiàn)象歸納光的折射規(guī)律。古人在公元2世紀(jì)測定了光從空氣向水中折射時入射角與折射角的對應(yīng)關(guān)系，并認(rèn)為折射角與入射角成正比。近千年后被人證實是錯誤的。后來有人猜測折射角與入射角之間的關(guān)系與它們的密度有關(guān)，又被實驗證偽。直到1621年，荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳才發(fā)現(xiàn)了入射角和折射角之間存在的準(zhǔn)確關(guān)系，但是不能解釋其產(chǎn)生的原因。講述傾聽讓學(xué)生了解科學(xué)史中折射定律的發(fā)現(xiàn)過程。【思維與方法】自然觀察法自然觀察法是人們有目的、有計劃地通過感覺器官或借助科學(xué)儀器對自然現(xiàn)象在自然發(fā)生的條件下進(jìn)行資料搜集的一種方法，是最基本、最古老、最直接的科學(xué)方法。講述傾聽讓學(xué)生了解科學(xué)方法。后來在法國科學(xué)家斐索和傅科通過實驗測定了空氣和水中的光速后，人們才真正了解折射規(guī)律。原來，光在真空中的速度最大，約為3×108m/s，在其他介質(zhì)中的速度都小于這一數(shù)值。當(dāng)光從真空射入其他不同的介質(zhì)時，會發(fā)生不同程度的偏折，這種現(xiàn)象顯示了介質(zhì)對光作用的性質(zhì)。為了描述介質(zhì)的這種性質(zhì)，人們把光在真空中的速度c和在介質(zhì)中的速度v的比值，稱為介質(zhì)的折射率，用n表示：nn=由于光在真空中的速度大于光在任何介質(zhì)中的速度，所以，其他介質(zhì)的折射率都大于1。講解傾聽、理解幫助學(xué)生建構(gòu)介質(zhì)的折射率概念，并了解其特點?！緫?yīng)用與拓展】眼鏡片與折射率眼鏡片的材料一般有玻璃和樹脂兩種。玻璃鏡片表面耐磨，但是重量較大，并且容易破碎，不安全。樹脂鏡片較輕，重量只有玻璃鏡片的一半，抗沖擊性是玻璃鏡片的數(shù)十倍，所以很安全。樹脂鏡片還可以染色，進(jìn)行多種框架的特殊加工，但樹脂鏡片表面較玻璃鏡片易磨損，須細(xì)心護(hù)理。鏡片品質(zhì)的一個衡量標(biāo)準(zhǔn)就是折射率。一般來說，相同的屈光度，折射率越高，鏡片越薄，品質(zhì)越好。對于度數(shù)較深的配鏡者，應(yīng)該使用高折射率的鏡片。組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)、巡視、指導(dǎo)、答疑自主學(xué)習(xí)、閱讀、質(zhì)疑讓學(xué)生了解折射率概念在生活中的應(yīng)用。假設(shè)光從折射率為n1的介質(zhì)射入折射率為n2的介質(zhì)（例如從空氣射入玻璃）時，入射角為θ1，折射角為θ2，入射角和折射角之間的關(guān)系是：sin即n1sinθ1＝n2sinθ2人們把這個規(guī)律稱為光的折射定律，也稱斯涅耳定律。由折射定律可看出，發(fā)生折射時，光線在折射率大的介質(zhì)中與法線的夾角小，在折射率小的介質(zhì)中與法線的夾角大。如果讓光線逆著原來的折射光線射到界面上，光線就會逆著原來的入射光線發(fā)生折射，即光路是可逆的。展示圖片、講解觀看、傾聽、理解讓學(xué)生理解折射定律。兩種介質(zhì)相比較，折射率大的稱為光密介質(zhì)，折射率小的稱為光疏介質(zhì)。光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)（例如從玻璃射向空氣）時，折射角總是大于入射角。當(dāng)折射角等于90°時，就出現(xiàn)了一種奇特現(xiàn)象。講解傾聽、理解、思考幫學(xué)生建構(gòu)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)的概念，并為下面的探究實驗做鋪墊。探究實驗：探究光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時的規(guī)律發(fā)現(xiàn)問題：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，折射角總是大于入射角。當(dāng)折射角等于90°以后，再增大入射角，會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？提出假設(shè)：如果當(dāng)折射角等于90°以后，再增大入射角，折射光線可能會消失。設(shè)計方案：將半圓柱形玻璃磚放置在的標(biāo)有圓心角度數(shù)的白紙上，讓玻璃磚的圓心正對白紙上的圓心。讓激光燈發(fā)出的光沿圓柱形玻璃磚的半徑射向圓心，讓入射角從0°開始，逐漸增大。觀察以不同入射角入射的光線產(chǎn)生的折射現(xiàn)象，探究當(dāng)折射角等于90°以后，會發(fā)生什么現(xiàn)象。收集證據(jù)：使入射角從0°開始逐漸增大，每隔5°記錄一次數(shù)據(jù)，將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。結(jié)果驗證：通過此實驗，可以發(fā)現(xiàn)：在光從玻璃射向空氣時，隨著入射角的增大，折射光線的亮度越來越，反射光線的亮度越來越。當(dāng)折射角等于90°時，入射角約為，發(fā)生了什么現(xiàn)象？再繼續(xù)增大入射角，發(fā)生了什么現(xiàn)象？反思改進(jìn)：與其他同學(xué)交流，本實驗若要測量得更加精確，需要采取什么措施？組織學(xué)生進(jìn)行探究實驗，自行驗證假設(shè)，增加對全反射現(xiàn)象的感性認(rèn)識。實驗探究、合作學(xué)習(xí)、找尋答案。通過此實驗，可以發(fā)現(xiàn)：在光從玻璃射向空氣時，隨著入射角的增大，折射光線的亮度越來越弱，反射光線的亮度越來越強(qiáng)。當(dāng)折射角等于90°時，入射角約為32°～42°，發(fā)生了折射光線消失的現(xiàn)象。再繼續(xù)增大入射角，發(fā)生了折射光線消失的現(xiàn)象。引導(dǎo)學(xué)生通過實驗發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生全反射現(xiàn)象的條件。當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，并且當(dāng)入射角大于某一角度時，折射光完全消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象。在全反射現(xiàn)象中，剛好發(fā)生全反射，即折射角等于90°時的入射角稱為臨界角，用C表示，如圖所示。當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，如果入射角大于臨界角，就發(fā)生全反射現(xiàn)象。不同的介質(zhì)，由于折射率不同，在空氣中發(fā)生全反射現(xiàn)象的臨界角也不一樣。根據(jù)折射定律可得nsinC＝1×sin90°sin知道介質(zhì)的折射率，就可以用上式求出光從這種介質(zhì)射到空氣（或真空）界面時的臨界角。水的臨界角為48.8°，各種玻璃的臨界角為32°～42°，金剛石的臨界角最小，為24.5°。金剛石經(jīng)過一定方式的切割，往往使進(jìn)入其中的白光經(jīng)過多次全反射后才從某個表面射出。由于光的色散現(xiàn)象，因此金剛石總會呈現(xiàn)出五彩斑瀾的色彩。展示圖片、講解觀看、傾聽、理解、記憶讓學(xué)生建構(gòu)全反射、臨界角的概念，了解全反射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件及其應(yīng)用。演示實驗：觀察水中的小球用攝子將一個鋼球夾住，放在火柴、蠟燭等火焰上薰烤，使其表面全部被薰黑。等鋼球冷卻后，將它放入一個盛水的玻璃杯中，觀察其表面的顏色。進(jìn)行演示實驗，提問：黑色的鋼球放入水中后，其部分表面呈現(xiàn)出什么顏色？為什么會產(chǎn)生這一現(xiàn)象？觀察演示實驗，思考、回答：黑色的鋼球放入水中后，其部分表面呈現(xiàn)出銀白色。光在包圍鋼球的水表面發(fā)生了全反射。增加學(xué)生對全反射現(xiàn)象的感性認(rèn)識，增強(qiáng)科學(xué)論證的核心素養(yǎng)。在本節(jié)前面的照片中，那個不明生物其實是一只漂浮在平靜水面上的水鳥。攝影師在水面下用照相機(jī)以較大角度向水鳥拍攝，由于發(fā)生了全反射現(xiàn)象，所以我們看到的僅是水鳥在水面下的身體及其在水面上反射的倒影?；貞?yīng)“情境與問題”中的問題。傾聽、理解讓學(xué)生了解用全反射規(guī)律解釋現(xiàn)象?！緫?yīng)用與拓展】海市蜃樓夏天，在平靜無風(fēng)的海面上，向遠(yuǎn)方望去，有時能看到山峰、船舶、樓臺、亭閣、集市、廟宇等出現(xiàn)在遠(yuǎn)方的空中。古人不明白產(chǎn)生這種景象的原因，對它作了不科學(xué)的解釋，認(rèn)為是海中蛟龍（即蜃）吐出的氣結(jié)成的，因而稱為“海市蜃樓”，也叫蜃景。組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)、巡視、指導(dǎo)、答疑閱讀、質(zhì)疑讓學(xué)生了解生活中的海市蜃樓現(xiàn)象。自由討論本節(jié)的主要內(nèi)容講完了，同學(xué)還有哪些疑問，自由提問，小組討論，自由搶答。組織學(xué)生自由提問、討論，或回答問題。向老師提出自己的疑問、回答同學(xué)的問題。通過思想的碰撞，發(fā)展學(xué)生質(zhì)疑創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。歸納總結(jié)本節(jié)學(xué)習(xí)了光的折射、折射率、光密介質(zhì)、光疏介質(zhì)、全反射、臨界角等概念，了解了折射定律、產(chǎn)生全反射現(xiàn)象的條件，也了解了自然觀察法等科學(xué)方法等。歸納總結(jié)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容。傾聽、記憶幫助學(xué)生鞏固所學(xué)。課后提升書面作業(yè)實踐與探索6—1中第1、3題，與同學(xué)討論后，獨立完成。實踐活動實踐與探