匯報人：文小庫2024-11-27初中物理教案：光的折射（2024年）CATALOGUE目錄01光的折射現(xiàn)象引入02光的折射定律及實驗驗證03不同介質(zhì)中光的折射規(guī)律探究04折射現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用與影響05光的全反射現(xiàn)象及其條件分析06章節(jié)總結(jié)與習(xí)題鞏固01光的折射現(xiàn)象引入光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫做光的折射。折射定義折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；折射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)；光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時，折射角小于入射角；當(dāng)入射角增大時，折射角也隨著增大；當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時，傳播方向不改變。折射特點折射現(xiàn)象的定義與特點生活中常見的折射現(xiàn)象舉例海市蜃樓海市蜃樓是由于光在密度不均勻的物質(zhì)中傳播時發(fā)生了折射而引起的。夏天，海面上的下層空氣的溫度比上層低，下層空氣的密度比上層大，折射率也比上層大。遠(yuǎn)處的山峰、建筑物、公路、沙漠等景物反射的太陽光進入大氣層后，向著地面方向偏折，進入人眼，看起來好像是從海面上方的空氣中折射出來的一樣，這就是海市蜃樓的現(xiàn)象。筷子變彎將一根筷子插入盛水的碗中，筷子在水面處看起來變彎了，這是由于筷子反射的光從水中斜射入空氣中時，傳播方向發(fā)生了偏折，遠(yuǎn)離法線，折射角大于入射角，所以筷子在水中的部分是向上彎折，屬于光的折射現(xiàn)象。水池變淺池底的光線由水中斜射到空氣中時，在水面上發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進入人眼，人眼會逆著折射光線的方向看去，就會覺得池底變淺了。折射現(xiàn)象與光路改變的關(guān)系折射定律應(yīng)用折射定律（也稱“斯涅爾定律”）是幾何光學(xué)的基本定律之一，它給出了光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，折射角與入射角及兩種介質(zhì)的折射率之間的關(guān)系。利用折射定律可以解釋許多折射現(xiàn)象，并預(yù)測光路改變的方向和程度。例如，在水面下看岸上的物體，會比實際位置高一些；而從岸上看水面下的物體，則會比實際位置深一些。這些都是由于光的折射造成的光路改變。光路改變原因光在不同介質(zhì)中傳播速度不同，當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，速度發(fā)生改變，傳播方向也隨之發(fā)生改變，這就是光路改變的原因。02光的折射定律及實驗驗證折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)這一表述說明了折射現(xiàn)象發(fā)生的基本條件，即光線在傳播過程中遇到不同介質(zhì)的界面時，會發(fā)生折射現(xiàn)象，且折射光線與入射光線、法線共面。折射光線和入射光線分居在法線兩側(cè)這一表述進一步明確了折射光線與入射光線的位置關(guān)系，即它們分別位于法線的兩側(cè)，且不會重合。光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時，折射角小于入射角；當(dāng)入射角增大時，折射角也隨著增大這一表述詳細(xì)描述了折射角與入射角之間的大小關(guān)系及變化規(guī)律，是折射定律的核心內(nèi)容。折射定律的內(nèi)容表述n1×sinθ1=n2×sinθ2（n1、n2為兩種介質(zhì)的折射率，θ1為入射角，θ2為折射角）：這一表達式是折射定律的數(shù)學(xué)形式，通過它可以定量地描述折射現(xiàn)象中各個物理量之間的關(guān)系。數(shù)學(xué)表達式折射定律的數(shù)學(xué)表達式不僅揭示了光在不同介質(zhì)之間傳播時遵循的基本規(guī)律，還為光學(xué)器件的設(shè)計和應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)。例如，利用折射定律可以計算出光線經(jīng)過透鏡后的傳播方向，從而實現(xiàn)光學(xué)成像等功能。意義折射定律的數(shù)學(xué)表達式及意義實驗驗證折射定律的方法與步驟實驗器材準(zhǔn)備準(zhǔn)備好半圓形玻璃磚、木板、白紙、激光筆、量角器、直尺等必要的實驗器材。實驗步驟設(shè)計首先，在木板上鋪好白紙，用直尺和筆在白紙上畫出一條直線作為法線；然后，將半圓形玻璃磚放在白紙上，使其直邊與法線重合；接著，用激光筆沿不同角度向玻璃磚內(nèi)射入光線，并觀察折射光線的傳播方向；最后，用量角器分別測量入射角和折射角的大小，并記錄數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理與分析根據(jù)實驗測量的數(shù)據(jù)，繪制出入射角與折射角之間的關(guān)系圖線，并驗證它們是否滿足折射定律的數(shù)學(xué)表達式。通過對比實驗數(shù)據(jù)與理論值之間的差異，可以評估實驗的準(zhǔn)確性和可靠性。實驗結(jié)論總結(jié)根據(jù)實驗結(jié)果，得出光在不同介質(zhì)之間傳播時遵循折射定律的結(jié)論，并討論實驗中可能存在的誤差來源及改進措施。同時，也可以進一步探討折射現(xiàn)象在日常生活和實際應(yīng)用中的重要意義。實驗驗證折射定律的方法與步驟03不同介質(zhì)中光的折射規(guī)律探究入射光線與折射光線關(guān)系當(dāng)光從空氣射入水中時，入射光線與折射光線分居法線兩側(cè)，且折射光線向法線偏折，即折射角小于入射角。折射率影響光線可逆性從空氣射入水中光的折射特點水的折射率大于空氣的折射率，因此光在水中的傳播速度會減慢，導(dǎo)致光線發(fā)生折射。在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。也就是說，如果讓光逆著折射光線的方向從水中射入空氣，那么折射光線將會逆著原來的入射光線的方向傳播。當(dāng)光線從水中射入空氣中時，折射光線會偏離法線，導(dǎo)致折射角大于入射角。折射角大于入射角由于光在空氣中的傳播速度大于在水中的傳播速度，因此光線在進入空氣時會發(fā)生速度變化。光線速度變化折射現(xiàn)象會導(dǎo)致光線的傳播方向發(fā)生改變，這一變化與入射角和介質(zhì)密度有關(guān)。光線方向改變從水中射入空氣中光的路徑變化其他介質(zhì)間光的折射規(guī)律比較空氣與水之間的折射當(dāng)光線由空氣射入水時，折射光線偏向法線，折射角小于入射角；反之，當(dāng)光線由水射入空氣時，折射光線偏離法線，折射角大于入射角。空氣與玻璃之間的折射與空氣和水之間的折射類似，當(dāng)光線由空氣射入玻璃時，折射角小于入射角；而當(dāng)光線由玻璃射入空氣時，折射角大于入射角。不過，由于玻璃的折射率通常大于水，所以相同的入射角下，玻璃中的折射角會更小。不同液體間的折射比較不同液體的折射率不同，因此光線在不同液體間傳播時也會發(fā)生折射。例如，當(dāng)光線由水射入酒精（折射率小于水）時，折射光線會偏離法線更多，折射角變大。通過比較不同液體間的折射現(xiàn)象，可以進一步加深學(xué)生對折射規(guī)律的理解。04折射現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用與影響制作原理眼鏡的制作基于光的折射原理，通過不同曲率的鏡片改變光線的傳播方向，從而糾正視力問題。度數(shù)計算眼鏡度數(shù)是根據(jù)鏡片焦距和折射率來計算的，用于表示鏡片對光線的折射能力。配鏡時需要根據(jù)個體的視力狀況來選擇合適的度數(shù)。眼鏡的制作原理及度數(shù)計算望遠(yuǎn)鏡利用透鏡或反射鏡的折射作用，將遠(yuǎn)處物體的光線聚焦在焦點上，再通過目鏡放大圖像，使觀察者能夠看到清晰的遠(yuǎn)處景象。望遠(yuǎn)鏡顯微鏡中的物鏡和目鏡都利用了光的折射原理。物鏡將微小物體放大成實像，目鏡再將此實像放大成虛像，從而觀察到微小物體的細(xì)節(jié)。顯微鏡望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡中的折射作用形成原理彩虹是由于陽光穿過水滴時發(fā)生折射、反射和再折射的光學(xué)現(xiàn)象。不同顏色的光在水滴中的折射率不同，因此被分解成光譜并形成彩虹。觀賞角度選擇觀賞彩虹時，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)慕嵌群臀恢谩Ｒ话銇碚f，背對太陽，面向與水滴大致呈40度至42度的方向，可以看到最清晰的彩虹。此外，觀賞者的高度和周圍環(huán)境的光線條件也會影響彩虹的觀賞效果。彩虹形成原理與觀賞角度選擇05光的全反射現(xiàn)象及其條件分析全反射現(xiàn)象的定義和條件發(fā)生條件一是光線必須從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；二是入射角必須大于或等于臨界角。全反射定義當(dāng)光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，若入射角大于或等于某一特定角度（臨界角），則光線將全部被反射回原介質(zhì)，這種現(xiàn)象稱為全反射。臨界角定義當(dāng)光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，使折射光線恰好消失（即折射角為90°）的入射角稱為臨界角。臨界角與折射率關(guān)系臨界角的大小與兩種介質(zhì)的折射率有關(guān)，折射率越大，臨界角越小。具體計算公式為：臨界角=arcsin(1/n)，其中n為光密介質(zhì)相對于光疏介質(zhì)的折射率。發(fā)生全反射時臨界角的概念全反射在生活中的應(yīng)用實例潛水鏡潛水員在水下觀察時，由于水的折射率大于空氣，因此會發(fā)生全反射現(xiàn)象。潛水鏡的設(shè)計利用了這一原理，使得潛水員能夠清晰地看到水下的景物。自行車尾燈自行車尾燈內(nèi)部裝有多個相互垂直的平面鏡，當(dāng)光線射入尾燈時，會在這些平面鏡之間發(fā)生多次全反射，從而將光線原路返回，提醒后方車輛注意避讓。這種設(shè)計提高了騎行者的安全性。光纖通信利用光的全反射原理，使光線在光纖中不斷發(fā)生全反射，從而實現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸。光纖通信具有傳輸速度快、容量大、抗干擾能力強等優(yōu)點。03020106章節(jié)總結(jié)與習(xí)題鞏固光的折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象。折射定律折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；當(dāng)光從空氣斜射入其他介質(zhì)時，折射角小于入射角；當(dāng)光從其他介質(zhì)斜射入空氣時，折射角大于入射角。折射率表示介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)，等于光在真空中與介質(zhì)中傳播速度的比值，也等于入射角的正弦與折射角的正弦的比值。生活中的折射現(xiàn)象池水變淺、筷子變彎、海市蜃樓等。關(guān)鍵知識點回顧與總結(jié)典型例題解析與思路點撥解析光從空氣射入水中時，折射角與入射角的關(guān)系，并作圖說明。例題一根據(jù)折射定律，明確光從空氣射入水中時，折射角小于入射角，再結(jié)合題目要求作圖解答。先根據(jù)題意畫出法線和入射光線，再根據(jù)折射定律確定折射光線的大致方向和折射角的位置，最后標(biāo)出折射角。思路點撥一束光線從空氣中斜射入水中，發(fā)生折射現(xiàn)象，請畫出折射光線的大致方向，并標(biāo)