《光的折射規(guī)律的實驗探究》學(xué)歷案

《光的折射規(guī)律的實驗探究》學(xué)歷案姓名：班級：學(xué)號：【主題與課時】粵教版高中選修3-4第四章第一節(jié)光的折射定律，本學(xué)歷案適用于1課時。【課標(biāo)要求】1、理解光的折射定律，能運用折射定律解決一些簡單的幾何光學(xué)問題。2、通過實驗探究，認(rèn)識光的折射規(guī)律，培養(yǎng)科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、在本節(jié)課結(jié)束時，能夠準(zhǔn)確說出光的折射定律的內(nèi)容，包括折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)，入射角的正弦與折射角的正弦成正比（這個比例叫做相對折射率）。2、能親手進行簡單的光的折射實驗，準(zhǔn)確測量入射角和折射角，并根據(jù)測量結(jié)果計算相對折射率。3、看到生活中的一些光學(xué)現(xiàn)象，像插入水中的筷子看起來變彎了，能馬上想到這是光的折射現(xiàn)象，并能簡單解釋原理。4、能夠和小組成員一起合作完成關(guān)于光的折射規(guī)律的探究活動，在活動中學(xué)會分工、互相交流和解決遇到的小問題?！驹u價任務(wù)】1、完成“光的折射定律小測驗”，檢測目標(biāo)1。2、在小組實驗過程中，觀察學(xué)生的操作情況，查看實驗數(shù)據(jù)記錄是否準(zhǔn)確，檢測目標(biāo)2。3、讓學(xué)生解釋生活中的光折射現(xiàn)象，檢測目標(biāo)3。4、根據(jù)小組在探究活動中的表現(xiàn)，如成員參與度、合作的默契程度等進行評價，檢測目標(biāo)4。【學(xué)習(xí)過程】一、情境導(dǎo)入同學(xué)們，你們有沒有在游泳池里游過泳呀？我有一次在游泳池里游泳的時候，發(fā)生了一件特別有趣的事情。我看到池底的瓷磚花紋，感覺那些花紋離我特別近，我就想伸手去摸?？墒悄?，當(dāng)我伸手的時候，發(fā)現(xiàn)怎么也夠不著，感覺那些花紋好像會跑一樣。后來我才知道，這是因為光的折射現(xiàn)象。那你們想不想知道光到底是怎么折射的，這里面又有什么規(guī)律呢？今天我們就一起來探究光的折射規(guī)律。二、知識講解1、什么是光的折射咱們先來說說什么是光的折射。想象一下，有一束光從一種介質(zhì)（比如說空氣）進入到另一種介質(zhì)（比如水）的時候，它的傳播方向就會發(fā)生改變，這個現(xiàn)象就叫做光的折射。就像我們剛才說的游泳池里的情況，光從空氣進入水中，我們看到的池底的位置就發(fā)生了變化。2、光的折射定律的基本概念那光的折射有沒有什么規(guī)律呢？這就是我們今天要重點探究的。光的折射定律說的是，當(dāng)光發(fā)生折射的時候，折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，這就好像是三個好朋友要站在同一個平面上一樣。而且呀，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)。這就像兩個人站在中間那個人（法線）的兩邊。還有一個重要的關(guān)系呢，就是入射角的正弦與折射角的正弦成正比，這個比例叫做相對折射率。不過這個概念現(xiàn)在聽起來可能有點復(fù)雜，等我們做了實驗就會更清楚啦。三、實驗探究：光的折射規(guī)律1、實驗器材準(zhǔn)備咱們現(xiàn)在要做一個小實驗來探究光的折射規(guī)律。老師給每個小組都準(zhǔn)備了一塊玻璃磚、一束激光筆、一個量角器、一張白紙和幾枚大頭針。這些東西看起來是不是很普通呀？但是它們在我們的實驗里可是有大用處的呢。2、實驗步驟-第一步：把白紙平鋪在水平桌面上，然后把玻璃磚放在白紙上，用鉛筆畫出玻璃磚的輪廓。這就像是給玻璃磚畫一個小房子，讓它住在里面。-第二步：用激光筆沿著玻璃磚的一個面，斜著射一束光進去。這個光就是我們的入射光線啦。然后在玻璃磚里面就會出現(xiàn)折射光線，在白紙上標(biāo)記出入射光線和折射光線的位置。這時候大家要注意，激光筆可不能亂晃，要穩(wěn)穩(wěn)地拿著，就像狙擊手拿著槍一樣瞄準(zhǔn)。-第三步：通過入射點，畫一條垂直于玻璃磚界面的法線。這法線就像一條分界線，把入射光線和折射光線分開兩邊。-第四步：用量角器分別測量出入射角和折射角。這個時候要仔細(xì)看清楚量角器的刻度，可別量錯了，不然就像廚師做菜放錯了調(diào)料一樣，整個結(jié)果都會不對的。-第五步：改變?nèi)肷浣堑拇笮。貜?fù)上面的步驟三到四次。這樣我們就能得到多組入射角和折射角的數(shù)據(jù)啦。3、小組實驗與數(shù)據(jù)記錄現(xiàn)在呢，每個小組就開始動手做實驗吧。在做實驗的時候，小組成員要分工合作哦。比如說，有的同學(xué)負(fù)責(zé)拿著激光筆發(fā)射光線，有的同學(xué)負(fù)責(zé)標(biāo)記光線的位置，還有的同學(xué)負(fù)責(zé)測量角度和記錄數(shù)據(jù)。大家要互相配合，就像一個小團隊一樣。每個小組把測量的數(shù)據(jù)都記錄在下面的表格里：|入射角（θ?）|折射角（θ?）|sinθ?|sinθ?|sinθ?/sinθ?||---|---|---|---|---||（第一次測量的值）|（第一次測量的值）|（計算值）|（計算值）|（計算值）||（第二次測量的值）|（第二次測量的值）|（計算值）|（計算值）|（計算值）||（第三次測量的值）|（第三次測量的值）|（計算值）|（計算值）|（計算值）|4、實驗結(jié)果分析做完實驗，得到了數(shù)據(jù)，我們就要來分析一下這些數(shù)據(jù)啦。大家看看你們小組計算出來的sinθ?/sinθ?的值，是不是發(fā)現(xiàn)它們都很接近一個常數(shù)呢？這個常數(shù)就是我們說的相對折射率。通過這個實驗，我們就驗證了光的折射定律中的那個重要關(guān)系，入射角的正弦與折射角的正弦成正比。四、生活中的光折射現(xiàn)象1、插入水中的筷子“變彎”做完實驗，我們再回過頭來看看生活中的光折射現(xiàn)象。就像我們前面提到的插入水中的筷子看起來變彎了這個現(xiàn)象。為什么會這樣呢？這是因為光從空氣進入水中的時候發(fā)生了折射。我們看到的筷子其實是筷子的像，而這個像的位置和實際筷子的位置不一樣，所以看起來就好像筷子變彎了。同學(xué)們可以自己拿一根筷子放到水里觀察一下，是不是很神奇呢？2、海市蜃樓還有一個更神奇的現(xiàn)象，叫做海市蜃樓。在沙漠或者海邊，有時候會看到遠(yuǎn)處有一些建筑物或者風(fēng)景，就像在空中漂浮著一樣。這也是光的折射現(xiàn)象造成的。光在傳播的過程中，經(jīng)過不同密度的空氣層時發(fā)生了折射，把遠(yuǎn)處的景物的像折射到了我們眼前。不過這種現(xiàn)象比較少見，要是誰有幸看到了，那可真是太幸運了。五、小組討論與交流1、實驗中的問題與收獲現(xiàn)在呢，每個小組討論一下在做實驗的過程中遇到了哪些問題，又有哪些收獲。比如說，有沒有發(fā)現(xiàn)測量角度的時候不太好操作呀？或者是對光的折射定律有了更深的理解呢？討論完之后，每個小組派一個代表來和大家分享一下。2、生活中的光折射現(xiàn)象討論我們再討論一下生活中還有哪些光的折射現(xiàn)象。除了我們剛剛提到的筷子變彎和海市蜃樓，大家還能想到其他的嗎？像魚缸里的魚看起來比實際的大，這也是光的折射現(xiàn)象哦。大家可以開動自己的小腦筋，想想還有哪些類似的現(xiàn)象。【作業(yè)與檢測】一、書面作業(yè)1、光從空氣射向折射率n=2的某種玻璃的表面，如圖所示。θ?代表入射角，則（）A.無論入射角θ?有多大，折射角θ?都不會超過45°B.當(dāng)入射角θ?>45°時，折射角θ?將大于入射角θ?C.當(dāng)入射角θ?=60°時，折射角θ?=30°D.當(dāng)入射角θ?>60°時，反射光線比折射光線更弱2、一束光從空氣射向折射率n=√2的某種玻璃的表面，如圖所示。i代表入射角，則（）A.當(dāng)i>45°時會發(fā)生全反射現(xiàn)象B.無論入射角i是多大，折射角r都不會超過45°C.當(dāng)入射角i=60°時，折射角r=30°D.當(dāng)入射角i=60°時，反射光線垂直于折射光線3、光從某種介質(zhì)射向空氣，入射角為45°時，折射角為60°，求這種介質(zhì)的折射率。二、實踐作業(yè)找一找家里或者周圍環(huán)境中還有哪些光的折射現(xiàn)象，并用手機拍下來，然后寫一段簡單的解釋，說明為什么這是光的折射現(xiàn)象。下節(jié)課的時候，我們來一起分享大家的發(fā)現(xiàn)。【課后反思】1、