光的折射范文10篇

时间:2023-03-22 20:32:58

光的折射范文篇1

(二)教学目的:

(1)使学生认识折射现象,掌握折射规律.

(2)使学生能作简单的折射光路图.

应达到的目标:①能说明什么是折射现象;②掌握折射时的规律;③能作出简单的折射光路图;④知道光发生折射的条件(斜射入两种媒质的界面上,从一种媒质进入另一种媒质).

(三)课型:规律课.

重点:光的折射规律.

教具:演示仪器:烧杯,水,筷子,方形玻璃水槽,白色刻度盘,光源.

(注意:本课中的实验需要在暗室进行.)

(四)教学过程:

1.复习提问:

(1)光在反射中有什么规律?

(2)什么叫做光路的可逆性?

2.引入新课:

(1)演示:①将一支筷子斜插入烧杯的水中,看到:筷子好像在水面处折了向上弯.

②再透过玻璃砖看一支粉笔时看到什么现象:一部分同学看到粉笔的位置好像错位了,由于位置关系,还有部分同学看到没错位.

③教师:筷子并没折,粉笔也没有错位,为什么会有这样的错觉呢?为了更好的解决这一问题,我们先来研究光的折射情况.引出课题——光的折射规律.

3.授新课:

(1)演示:在玻璃水槽内固定白色刻度盘,使水槽内的水面位于刻度盘的一半处,让一束光线沿着刻度盘面斜射入盘中心O处的水面上.(为清楚看到刻度盘上的刻度及光线,可在水中滴几滴红墨水.)

(2)问:哪位同学来指明哪一束光线是反射光线?其特点是什么?(提示:其特点是在O处又被反射回到空气中).

问:进入水中的那束光线与入射光线是否在同一条直线上?在什么地方开始偏折?

学生回答后引出板书:

1.光的折射:光从一种媒质斜射入另一种媒质时,在两种媒质的界面处发生偏折的现象叫光的折射.

强调定义中“斜”、“入”、“另一种媒质”及“界面”几字的函意.

(3)①让学生画出实验图形,并指定一位同学将图形画在黑板上.

②教师介绍图中各部分名称,其中进入水中的光线叫折射光线,折射光线与法线的夹角叫折射角.由实验可知反射现象和折射现象可同时发生.反射定律中说明了反射现象中的规律,那么折射现象中有什么规律呢?下边我们来做实验,观察发现其中的规律.

(4)演示:

①入射光线斜射入中心O处的水面上但射线不沿盘面进行.观察:折射光线在哪儿.

②再将入射光线沿盘面斜射到盘中心O处的水面上,并改变入射角的大小.观察:折射光线相对于入射光线和法线所在的位置,及折射角的大小变化.

学生讨论,教师总结归纳得出:(板书)

2.①折射光线在入射光线和法线所确定的平面内,折射光线和入射光线分居在法线两侧,折射角小于入射角.

(5)教师:在实验中可以看到:当入射角改变时,折射角也随之改变,但总是小于入射角,那么,能否得出结论:折射角总是小于入射角呢?

问:(对照板图)若改CO为入射光线时,它在空气中的折射光线会在哪儿呢?(根据光路的可逆性可知:其折射光线会沿着原来入射光线的路径射出,即:OA.

问:此时,折射角还小于入射角吗?(否)(如有条件在此可演示光从水斜射入空气时的实验,以证实:折射角不是总小于入射角.)

问:在什么情况下折射角才小于入射角呢?(只有在空气斜射入水或其它媒质中时,折射角才小于入射角).(完善板书)

②光从真空(或空气)斜射入水或其它媒质时,折射光线靠近法线,折射角小于入射角.

教师:综合以上两条即为折射规律.

(6)问:为什么要斜射入水或其它媒质中呢?(强调“斜”字)看以下实验.

演示;让入射光线垂直(沿法线)射入水中.

问:入射角等于多少?(0°),反射角等于多少?(0°),折射角等于多少?(0°).反射光线在哪?(按原路返回),折射光线在哪?(传播方向不变)说明这是反射和折射中的一种特殊情况.(板书)

注意:当入射光线垂直射入另一种媒质中时,其传播方向不改变.

教师:到现在,我们就不难理解在看玻璃砖后面的粉笔时,为什么会有两种不同的结论了,而这两种结论都是正确的,只是观察这一现象时所在的位置不同.当粉笔把反射出的光垂直射入玻璃砖里时,在玻璃砖内仍按原来的传播方向射至玻璃与空气的界面上,因还是垂直入射的,所以其传播方向仍不改变,如图.若观察者恰在这一光束的路径上,逆着其传播方向看去,则不会感觉到粉笔错位了.那么如何解释“错位”的感觉呢?请同学们课下讨论研究.

4.课堂学习:(1)p19练习一,1、2题并订正答案

(2)就书中的“想一想”,让全班学生画出光路图,并令一学生画在黑板上.全班订正.

5.总结新课:

学生自己总结,教师订正,同时强调:折射现象与反射现象中的区别;可以把折射规律中的第二条内容缩写成“光疏密,折近法”说明其函意.

6.布置作业;

(1)阅读课文.

光的折射范文篇2

(二)教学目的:

(1)使学生认识折射现象,掌握折射规律.

(2)使学生能作简单的折射光路图.

应达到的目标:①能说明什么是折射现象;②掌握折射时的规律;③能作出简单的折射光路图;④知道光发生折射的条件(斜射入两种媒质的界面上,从一种媒质进入另一种媒质).

(三)课型:规律课.

重点:光的折射规律.

教具:演示仪器:烧杯,水,筷子,方形玻璃水槽,白色刻度盘,光源.

(注意:本课中的实验需要在暗室进行.)

(四)教学过程:

1.复习提问:

(1)光在反射中有什么规律?

(2)什么叫做光路的可逆性?

2.引入新课:

(1)演示:①将一支筷子斜插入烧杯的水中,看到:筷子好像在水面处折了向上弯.

②再透过玻璃砖看一支粉笔时看到什么现象:一部分同学看到粉笔的位置好像错位了,由于位置关系,还有部分同学看到没错位.

③教师:筷子并没折,粉笔也没有错位,为什么会有这样的错觉呢?为了更好的解决这一问题,我们先来研究光的折射情况.引出课题——光的折射规律.

3.授新课:

(1)演示:在玻璃水槽内固定白色刻度盘,使水槽内的水面位于刻度盘的一半处,让一束光线沿着刻度盘面斜射入盘中心O处的水面上.(为清楚看到刻度盘上的刻度及光线,可在水中滴几滴红墨水.)

(2)问:哪位同学来指明哪一束光线是反射光线?其特点是什么?(提示:其特点是在O处又被反射回到空气中).

问:进入水中的那束光线与入射光线是否在同一条直线上?在什么地方开始偏折?

学生回答后引出板书:

1.光的折射:光从一种媒质斜射入另一种媒质时,在两种媒质的界面处发生偏折的现象叫光的折射.

强调定义中“斜”、“入”、“另一种媒质”及“界面”几字的函意.

(3)①让学生画出实验图形,并指定一位同学将图形画在黑板上.

②教师介绍图中各部分名称,其中进入水中的光线叫折射光线,折射光线与法线的夹角叫折射角.由实验可知反射现象和折射现象可同时发生.反射定律中说明了反射现象中的规律,那么折射现象中有什么规律呢?下边我们来做实验,观察发现其中的规律.

(4)演示:

①入射光线斜射入中心O处的水面上但射线不沿盘面进行.观察:折射光线在哪儿.

②再将入射光线沿盘面斜射到盘中心O处的水面上,并改变入射角的大小.观察:折射光线相对于入射光线和法线所在的位置,及折射角的大小变化.

学生讨论,教师总结归纳得出:(板书)

2.①折射光线在入射光线和法线所确定的平面内,折射光线和入射光线分居在法线两侧,折射角小于入射角.

(5)教师:在实验中可以看到:当入射角改变时,折射角也随之改变,但总是小于入射角,那么,能否得出结论:折射角总是小于入射角呢?

问:(对照板图)若改CO为入射光线时,它在空气中的折射光线会在哪儿呢?(根据光路的可逆性可知:其折射光线会沿着原来入射光线的路径射出,即:OA.

问:此时,折射角还小于入射角吗?(否)(如有条件在此可演示光从水斜射入空气时的实验,以证实:折射角不是总小于入射角.)

问:在什么情况下折射角才小于入射角呢?(只有在空气斜射入水或其它媒质中时,折射角才小于入射角).(完善板书)

②光从真空(或空气)斜射入水或其它媒质时,折射光线靠近法线,折射角小于入射角.

教师:综合以上两条即为折射规律.

(6)问:为什么要斜射入水或其它媒质中呢?(强调“斜”字)看以下实验.

演示;让入射光线垂直(沿法线)射入水中.

问:入射角等于多少?(0°),反射角等于多少?(0°),折射角等于多少?(0°).反射光线在哪?(按原路返回),折射光线在哪?(传播方向不变)说明这是反射和折射中的一种特殊情况.(板书)

注意:当入射光线垂直射入另一种媒质中时,其传播方向不改变.

教师:到现在,我们就不难理解在看玻璃砖后面的粉笔时,为什么会有两种不同的结论了,而这两种结论都是正确的,只是观察这一现象时所在的位置不同.当粉笔把反射出的光垂直射入玻璃砖里时,在玻璃砖内仍按原来的传播方向射至玻璃与空气的界面上,因还是垂直入射的,所以其传播方向仍不改变,如图.若观察者恰在这一光束的路径上,逆着其传播方向看去,则不会感觉到粉笔错位了.那么如何解释“错位”的感觉呢?请同学们课下讨论研究.

4.课堂学习:(1)p19练习一,1、2题并订正答案

(2)就书中的“想一想”,让全班学生画出光路图,并令一学生画在黑板上.全班订正.

5.总结新课:

学生自己总结,教师订正,同时强调:折射现象与反射现象中的区别;可以把折射规律中的第二条内容缩写成“光疏密,折近法”说明其函意.

6.布置作业;

(1)阅读课文.

光的折射范文篇3

知识目标

(1)知道什么是光的折射现象,知道折射中的入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角和折射角.

(2)能叙述光的折射现象的实验结论.

(3)知道光的折射现象中,光路是可逆的.

(4)已知入射光线,能根据光的折射现象的实验结论画出折射光线的大致方向.

(5)能举出光的折射现象在生活中的实例.

能力目标

由观察演示实验现象入手,通过教师的引导,帮助学生分析、概括出相应结论.培养学生的观察能力,训练学生的分析、概括能力.

情感目标

利用折射现象中的因果关系,再次向学生灌输注意客观事物中存在的因果关系的重要性.

教学建议

教材分析

本节是第五章光的反射的后续课,进一步讲解光学的有关知识,又是第六章光的折射的基础,所以本节有承上启下的作用,光的折射规律的正确理解是本节的关键,对于透镜的学习,照像机和幻灯机,放大镜的理解起至关重要的作用.课本列举了各种光的折射的实例,对这些实例进行讨论分析对理解光的折射规律有很大的作用.本节中介绍了在折射中光同样具有可逆性.

教法建议

本节是在第五章光的反射的后续课,进一步讲解光学的有关知识,又是第六章光的折射的基础,所以本节有承上启下的作用,注意在本节的讲授中要合理有效的运用实验教学和启发式教学两种方法.激发学生的学习兴趣,在光的折射规律的理解上,要结合实验对比使学生明白“折射角小于入射角”这一结论的成立是有条件的.

为了培养具有创新能力的人才,教师不但要传授科学的定理、定律,还要传授这些定理、定律是如何被发现的.因此,讲一点相关的物理学史的内容,也是符合目前物理教学改革方向的措施之一.

教学设计示例

1.引入课题

当光射到两种介质的交界面上,有一部分光返回原介质继续传播,这种现象叫光的反射,如果光射到的是不透明物体的交界面,那么另一部分光会被吸收,但是如果光是射到某种透明介质的交界面上,比如从空气中射入水中或者玻璃中,另一部分光就要进入水中或者玻璃中传播.在引入课题中要注意学生的主动性.

方案一:向学生演示动画,使学生明白光斜入射在空气和水两种介质的分界面上,光不仅仅会发生反射,还会发生折射,激发学生的学习兴趣,带着问题进入新课的学习.

方案二:演示各种有趣的光的折射现象,例如内画壶、插入水中的筷子看上去变弯了等等从而引入新课.

2.新课教学

(一)光的折射定义的讲解

课堂小实验一:在日常生活中光的折射现象十分普遍,请学生们透过玻璃砖看自己的手指,并注意调换观察的角度,看一下,发生了什么现象?也可以用铅笔,或其它物品代替手指进行观察.

实验结论:视线越斜,错位越显著,如果视线垂直于玻璃砖的侧面则没有发生错位.

课堂小实验二:将一枚硬币放进水中,让学生观察硬币的位置是否发生变化.

实验结论:硬币的实际位置比看上去的深.

课堂小实验三:准备一个比较深的大鱼缸,里面放入几条鱼,让学生伸手抓鱼,并让学生谈一下感受.

实验结论:鱼的实际位置比看上去的深.

由实验得出光的折射的定义.

(二)光的折射的一般规律

进行演示实验,教师先介绍教材图6-2所示实验仪器,然后让一束光从空气中斜射入水中,让同学观察实验现象,并对照实验讲解哪些是入射光线、折射光线、法线,哪些角是入射角、折射角,对实验中所观察到的反射光线略作说明.

图6-l

实验过程中注意观察并考虑以下问题

A.折射光线与入射光线和法线在位置上有什么关系?

B.折射光线与入射光线在位置上有什么关系?

C.改变入射角的大小,观察折射光线与折射角发生什么变化.

D.在整个实验进行的过程中,折射光线与入射光线比较是靠近还是远离法线,折射角与入射角的大小比较有什么特点.

E.让光线垂直于界面入射,看到什么现象.

实验结束后请学生回答以上的问题,教师对学生所回答的内容进行适当的指导,最后得出正确的结果,写出板书.

(三)在折射时光路是可逆的知识点的讲授

向学生发问:如果把光源放到水中,让光线逆着折射的方向射入空气中,会看到折射光线沿什么方向射出?

通过实验验证学生的回答是否与实验事实相符.

(四)折射角与入射角的关系

用动画演示改变入射角的大小,观察折射角的变化.

3.教学总结

对于光的折射现象和它的初步规律进行定性分析,由于初中学生刚接触物理知识,对于折射角与入射角的关系不要进行定量的分析,但可以稍加介绍.注意实验教学在本节讲授中的重要作用.

探究活动

【课题】实验分析光的折射

【组织形式】学生活动小组

【活动流程】

提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作.

【参考方案】演示激光束(或太阳光束)从空气射入水中时发生折射.

【备注】

光的折射范文篇4

(1)知道什么是光的折射现象,知道折射中的入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角和折射角.

(2)能叙述光的折射现象的实验结论.

(3)知道光的折射现象中,光路是可逆的.

(4)已知入射光线,能根据光的折射现象的实验结论画出折射光线的大致方向.

(5)能举出光的折射现象在生活中的实例.

能力目标

由观察演示实验现象入手,通过教师的引导,帮助学生分析、概括出相应结论.培养学生的观察能力,训练学生的分析、概括能力.

情感目标

利用折射现象中的因果关系,再次向学生灌输注意客观事物中存在的因果关系的重要性.

教学建议

教材分析

本节是第五章光的反射的后续课,进一步讲解光学的有关知识,又是第六章光的折射的基础,所以本节有承上启下的作用,光的折射规律的正确理解是本节的关键,对于透镜的学习,照像机和幻灯机,放大镜的理解起至关重要的作用.课本列举了各种光的折射的实例,对这些实例进行讨论分析对理解光的折射规律有很大的作用.本节中介绍了在折射中光同样具有可逆性.

教法建议

本节是在第五章光的反射的后续课,进一步讲解光学的有关知识,又是第六章光的折射的基础,所以本节有承上启下的作用,注意在本节的讲授中要合理有效的运用实验教学和启发式教学两种方法.激发学生的学习兴趣,在光的折射规律的理解上,要结合实验对比使学生明白“折射角小于入射角”这一结论的成立是有条件的.

为了培养具有创新能力的人才,教师不但要传授科学的定理、定律,还要传授这些定理、定律是如何被发现的.因此,讲一点相关的物理学史的内容,也是符合目前物理教学改革方向的措施之一.

教学设计示例

1.引入课题

当光射到两种介质的交界面上,有一部分光返回原介质继续传播,这种现象叫光的反射,如果光射到的是不透明物体的交界面,那么另一部分光会被吸收,但是如果光是射到某种透明介质的交界面上,比如从空气中射入水中或者玻璃中,另一部分光就要进入水中或者玻璃中传播.在引入课题中要注意学生的主动性.

方案一:向学生演示动画,使学生明白光斜入射在空气和水两种介质的分界面上,光不仅仅会发生反射,还会发生折射,激发学生的学习兴趣,带着问题进入新课的学习.

方案二:演示各种有趣的光的折射现象,例如内画壶、插入水中的筷子看上去变弯了等等从而引入新课.

2.新课教学

(一)光的折射定义的讲解

课堂小实验一:在日常生活中光的折射现象十分普遍,请学生们透过玻璃砖看自己的手指,并注意调换观察的角度,看一下,发生了什么现象?也可以用铅笔,或其它物品代替手指进行观察.

实验结论:视线越斜,错位越显著,如果视线垂直于玻璃砖的侧面则没有发生错位.

课堂小实验二:将一枚硬币放进水中,让学生观察硬币的位置是否发生变化.

实验结论:硬币的实际位置比看上去的深.

课堂小实验三:准备一个比较深的大鱼缸,里面放入几条鱼,让学生伸手抓鱼,并让学生谈一下感受.

实验结论:鱼的实际位置比看上去的深.

由实验得出光的折射的定义.

(二)光的折射的一般规律

进行演示实验,教师先介绍教材图6-2所示实验仪器,然后让一束光从空气中斜射入水中,让同学观察实验现象,并对照实验讲解哪些是入射光线、折射光线、法线,哪些角是入射角、折射角,对实验中所观察到的反射光线略作说明.

图6-l

实验过程中注意观察并考虑以下问题

A.折射光线与入射光线和法线在位置上有什么关系?

B.折射光线与入射光线在位置上有什么关系?

C.改变入射角的大小,观察折射光线与折射角发生什么变化.

D.在整个实验进行的过程中,折射光线与入射光线比较是靠近还是远离法线,折射角与入射角的大小比较有什么特点.

E.让光线垂直于界面入射,看到什么现象.

实验结束后请学生回答以上的问题,教师对学生所回答的内容进行适当的指导,最后得出正确的结果,写出板书.

(三)在折射时光路是可逆的知识点的讲授

向学生发问:如果把光源放到水中,让光线逆着折射的方向射入空气中,会看到折射光线沿什么方向射出?

通过实验验证学生的回答是否与实验事实相符.

(四)折射角与入射角的关系

用动画演示改变入射角的大小,观察折射角的变化.

3.教学总结

对于光的折射现象和它的初步规律进行定性分析,由于初中学生刚接触物理知识,对于折射角与入射角的关系不要进行定量的分析,但可以稍加介绍.注意实验教学在本节讲授中的重要作用.

探究活动

【课题】实验分析光的折射

【组织形式】学生活动小组

【活动流程】

提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作.

【参考方案】演示激光束(或太阳光束)从空气射入水中时发生折射.

【备注】

光的折射范文篇5

教学目标

知识目标

(1)知道什么是光的折射现象,知道折射中的入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角和折射角.

(2)能叙述光的折射现象的实验结论.

(3)知道光的折射现象中,光路是可逆的.

(4)已知入射光线,能根据光的折射现象的实验结论画出折射光线的大致方向.

(5)能举出光的折射现象在生活中的实例.

能力目标

由观察演示实验现象入手,通过教师的引导,帮助学生分析、概括出相应结论.培养学生的观察能力,训练学生的分析、概括能力.

情感目标

利用折射现象中的因果关系,再次向学生灌输注意客观事物中存在的因果关系的重要性.

教学建议

教材分析

本节是第五章光的反射的后续课,进一步讲解光学的有关知识,又是第六章光的折射的基础,所以本节有承上启下的作用,光的折射规律的正确理解是本节的关键,对于透镜的学习,照像机和幻灯机,放大镜的理解起至关重要的作用.课本列举了各种光的折射的实例,对这些实例进行讨论分析对理解光的折射规律有很大的作用.本节中介绍了在折射中光同样具有可逆性.

教法建议

本节是在第五章光的反射的后续课,进一步讲解光学的有关知识,又是第六章光的折射的基础,所以本节有承上启下的作用,注意在本节的讲授中要合理有效的运用实验教学和启发式教学两种方法.激发学生的学习兴趣,在光的折射规律的理解上,要结合实验对比使学生明白“折射角小于入射角”这一结论的成立是有条件的.

为了培养具有创新能力的人才,教师不但要传授科学的定理、定律,还要传授这些定理、定律是如何被发现的.因此,讲一点相关的物理学史的内容,也是符合目前物理教学改革方向的措施之一.

教学设计示例

1.引入课题

当光射到两种介质的交界面上,有一部分光返回原介质继续传播,这种现象叫光的反射,如果光射到的是不透明物体的交界面,那么另一部分光会被吸收,但是如果光是射到某种透明介质的交界面上,比如从空气中射入水中或者玻璃中,另一部分光就要进入水中或者玻璃中传播.在引入课题中要注意学生的主动性.

方案一:向学生演示动画,使学生明白光斜入射在空气和水两种介质的分界面上,光不仅仅会发生反射,还会发生折射,激发学生的学习兴趣,带着问题进入新课的学习.

方案二:演示各种有趣的光的折射现象,例如内画壶、插入水中的筷子看上去变弯了等等从而引入新课.

2.新课教学

(一)光的折射定义的讲解

课堂小实验一:在日常生活中光的折射现象十分普遍,请学生们透过玻璃砖看自己的手指,并注意调换观察的角度,看一下,发生了什么现象?也可以用铅笔,或其它物品代替手指进行观察.

实验结论:视线越斜,错位越显著,如果视线垂直于玻璃砖的侧面则没有发生错位.

课堂小实验二:将一枚硬币放进水中,让学生观察硬币的位置是否发生变化.

实验结论:硬币的实际位置比看上去的深.

课堂小实验三:准备一个比较深的大鱼缸,里面放入几条鱼,让学生伸手抓鱼,并让学生谈一下感受.

实验结论:鱼的实际位置比看上去的深.

由实验得出光的折射的定义.

(二)光的折射的一般规律

进行演示实验,教师先介绍教材图6-2所示实验仪器,然后让一束光从空气中斜射入水中,让同学观察实验现象,并对照实验讲解哪些是入射光线、折射光线、法线,哪些角是入射角、折射角,对实验中所观察到的反射光线略作说明.

图6-l

实验过程中注意观察并考虑以下问题

A.折射光线与入射光线和法线在位置上有什么关系?

B.折射光线与入射光线在位置上有什么关系?

C.改变入射角的大小,观察折射光线与折射角发生什么变化.

D.在整个实验进行的过程中,折射光线与入射光线比较是靠近还是远离法线,折射角与入射角的大小比较有什么特点.

E.让光线垂直于界面入射,看到什么现象.

实验结束后请学生回答以上的问题,教师对学生所回答的内容进行适当的指导,最后得出正确的结果,写出板书.

(三)在折射时光路是可逆的知识点的讲授

向学生发问:如果把光源放到水中,让光线逆着折射的方向射入空气中,会看到折射光线沿什么方向射出?

通过实验验证学生的回答是否与实验事实相符.

(四)折射角与入射角的关系

用动画演示改变入射角的大小,观察折射角的变化.

3.教学总结

对于光的折射现象和它的初步规律进行定性分析,由于初中学生刚接触物理知识,对于折射角与入射角的关系不要进行定量的分析,但可以稍加介绍.注意实验教学在本节讲授中的重要作用.

探究活动

【课题】实验分析光的折射

【组织形式】学生活动小组

【活动流程】

提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作.

【参考方案】演示激光束(或太阳光束)从空气射入水中时发生折射.

【备注】

光的折射范文篇6

(二)教学目的

1.知道什么是光的折射现象及折射光线、折射角。

2.知道光从空气斜射入水、其他介质中及光从水、其他介质斜射入空气中的折射情况。

3.知道折射现象中光路是可逆的。

4.能用光的折射解释生活中的一些简单现象。

(三)教具

碗、适量的水、筷子一根、全反射演示器(或光的折射演示器)。

(四)教学过程

一、观察本节课文“?”中的现象,引出课题请同学们观察几个现象。

1.教师出示一只碗,让学生观察确定的深浅。给碗加入适量的水,再让学生观察碗的深浅,有什么变化。

2.取一根筷子,让学生看是直的。将筷子斜放入水中,再让学生观察筷子有什么变化。

教师问:看到了什么现象?(学生回答:碗加水后好像变浅了。筷子放入水中好像在水面处折断了。)教师再问:这是什么原因呢?今天我们来研究光的另一种现象。学习后,同学们就能解释这些现象了。引出课题并板书。

二、讲授新课

1.通过演示,讲解什么是光的折射现象及折射光线、折射角。

教师用“全反射演示器”演示光从空气斜射入水中的折射现象。演示时,在入射点处垂直水面插入一细木棒作法线。学生看到光在水面处改变方向继续在水中传播。教师讲述什么是光的折射现象。在黑板上画出折射光路图。接着讲述什么是折射光线、折射角。同时强调指出:折射角是折射光线与法线的夹角,而不是与界面的夹角。

2.通过演示,研究光的折射情况

①教师用“全反射演示器”演示课本上图6-2的实验,光从空气斜射入水中的折射情况及垂直入射的情况。让学生观察折射角与入射角的大小关系。改变入射角再做一次。

演示完在黑板上画出光路图。教师先画出入射光线,然后让学生画出不同入射角的折射光线(如图1)。

教师引导学生小结:光从空气斜射入水时,折射角小于入射角,折射光线向法线偏折。光线垂直水面入射时,折射角等于入射角都等于零,即方向不改变。(在黑板上板书)

教师补充讲述,如果光从空气射入玻璃、水晶等一些透明介质中时,情况和上述相同。

②再演示光从水斜射入空气和垂直射入空气时的折射情况。先让学生小结,然后教师再给出结论,并板书。

比较①、②的情况。教师指出折射现象中,光路也是可逆的。在图6-1中用反向箭头标出光路。

师生共同小结光的折射规律。让学生阅读教材上本节课文方框中“光的折射”一段。

3.举例应用光的折射规律解释生活中的一些简单现象。

分析课本图6-4所示的现象。画出光路图,教师解释池底变浅的原因。强调:人看到池底是因为池底射出的光经过折射后进入人眼。人眼的生理功能只能感觉光是沿直线射来的。所以池底好像抬高了,也就是变浅了。需要指出:人们看到池底的A′点是A点的虚像。

回顾本课开始同学们观察到的第一个现象:碗底加水后变浅。其道理和上述一样。

三、小结本课内容。讨论实例。完成课文中的练习

1.本课主要内容是光的折射现象、光在发生折射时折射角与入射角的关系及应用它来解释一些简单现象。

2.让学生课内完成课文后的练习。请学生自己回答、订正。

3.回顾本课开始学生观察的第二个现象。组织学生讨论“想想议议”中的问题。最后教师在黑板上画图,小结筷子向上弯折的道理。

四、作业

1.阅读课本中的阅读材料“海市蜃楼”。

2.节后练习第1、2、3题。第3题要先做实验后回答。

五、说明

1.本节教师演示较多,要注意让学生能观察到明显的现象,以加深对折射现象的印象和激发学生学习兴趣。开始引入课题的实验器材,要用碗不宜用杯子,避免解释的麻烦。筷子要斜插入水中,学生从侧面观察效果好。

2.本节演示器材较多,重点是观察折射时的光路。为保证观察效果,最好在实验室上课,并且要遮光。

光的折射范文篇7

(1)观察光在空气中传播,光从空气斜射入水中,光从空气斜射入玻璃.(2)观察光从空气斜射入水中,光从空气斜射入玻璃.(3)观察光从空气斜射入水中,光从空气斜射入玻璃砖和从玻璃砖中斜射出来,画出折射光线,比较折射角和入射角的大小.(4)观察光从水中斜射入空气和光从玻璃斜射入空气的情况,画出折射光线,比较折射角与入射角的大小.(5)观察光从空气斜射入水中,入射光线逐渐靠近水面和光从水中斜射入空气,入射光线逐渐靠近水面时,折射光线的情况.(6)观察光从空气斜射入玻璃,入射光线逐渐靠近玻璃时,从玻璃斜射入空气,入射光线逐渐靠近玻璃时,折射光线的情况.(7)观察光垂直于玻璃表面入射,垂直于水面入射时的情况.(8)探究光在折射时,光路是否可逆.(9)观察一只直的筷子斜放入水中时的情况.(10)一位同学将一枚硬币放在碗的底部,然后向后退到恰好看不到它的位置.请另一位同学往杯子里缓缓注水(注意不能移动硬币的位置),第一位同学观察现象.

2设计思路

2.1教学重点和难点

教学重点:光的折射规律的建立.教学难点:利用光的折射规律解释生活中的一些现象.

2.2实验设计思路

初二的学生由于刚刚接触物理,自己动手做实验的次数应该还不是太多,动手能力和观察能力都有待加强.而光的折射这一节主要是靠实验来完成教学目标的.因此如何选择合适的实验器材让学生既能很方便的进行实验操作,又能很直观的观察到实验现象是这节课能否成功的关键.当然,实验顺序的安排也是非常重要的.考虑到学生对光学实验器材在前面一章已有接触,但对研究光的折射特点的器材处理还没有经验,所以决定先做演示实验.这样既可以让学生知道如何操作,又可以让学生观察到光的折射现象.在学生实验设计中,实验的设计由简到难,层层深入.每次实验学生所用器材基本一样,只是要求有所不同,这样即使学生第一次实验不成功,也会在以后的实验中慢慢掌握做实验的技巧,体会到成功的喜悦.

3实验教学过程

3.1新课导入

教师演示实验:(1)光在空气中沿直线传播.(2)光从空气斜射入水中.教师提问:同学们在刚刚的实验中看到了什么现象?学生分小组讨论后回答.(注:通过教师演示实验,激发学生探究热情.同时熟悉新器材的使用.)教师提问:在前面我们曾学过光在什么情况下沿直线传播?学生回答.教师提问:现在光从空气斜射入水中,传播方向为什么发生了改变?学生讨论后,可在教师的引导下回答.教师演示实验:光从空气斜射入玻璃.教师提问:同学们在刚刚的实验中看到了什么现象?学生讨论回答.(注:通过进一步类似的演示实验,让学生对光的折射现象有个初步印象.同时更加熟悉新器材的使用.)教师:现在请同学们完成两个实验:学生实验:(1)光从空气斜射入水中;(2)光从空气斜射入玻璃.教师提问:大家在刚刚的实验中看到了什么现象?请一个学生回答,其他学生可补充.教师:这些实验也可表明光可以在玻璃、空气、水中传播.像这些可以让光通过的物质我们称之为光的传播介质.对上面的实验我们可以归纳为:光在均匀介质中沿直线传播;光从一种介质斜射入另一种介质时,有一部分光被反射回来,有一部分光进入另一种介质,且光的传播方向发生改变.这就是我们本节课要研究的内容:光的折射(板书).

3.2进行新课

教师:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象叫做光的折射.用多媒体展示光从空气斜射入水中的现象和光学示意图.分别介绍入射光线、反射光线、折射光线、法线、分界面、入射角、反射角、折射角等概念.教师:请大家利用手边器材完成下列两个实验,注意观察所有的光线是否在同一平面且在纸上画出大概的折射光线,标出入射角和折射角.(1)光从空气斜射入水中.(2)光从空气斜射入玻璃中和从玻璃砖中出来的情况.教师:请大家根据画出的光路图,比较折射角与入射角的大小.注:学生在实验的同时画出光路图,既可培养学生的动手能力又能提高学生的思维能力.学生完成实验,画完图后,教师选一个学生画的图进行实物投影,讲解评价.教师:请大家再次利用手边器材完成下列几个实验,并在纸上画出折射光线,标出入射角和折射角并比较大小.学生实验:(1)光从水中斜射入空气;(2)光从玻璃斜射入空气.学生完成实验,画完图后,教师选一个学生画的图进行实物投影,讲解评价.教师将学生画的正确的几幅图放在一起进行比较.学生讨论,教师引导,得出结论:光斜射时,空气中的光线与法线的夹角总比其它透明介质中的光线与法线的夹角大.教师:请大家利用手边器材完成下列几个实验,注意观察入射光线和折射光线.左边一大组完成实验:(1)光从空气斜射入水中,让入射光线逐渐靠近水面.(2)光从水中斜射入空气,让入射光线逐渐靠近水面.右边一大组完成实验:(1)光从空气斜射入玻璃,让入射光线逐渐靠近玻璃表面.(2)光从玻璃斜射入空气,让入射光线逐渐靠近玻璃表面.请两大组各派一个代表说出实验的现象,其他学生可进行补充.(注:培养学生在实验时的合作竞争意识,提高学生对实验现象描述的语言表达能力.)学生讨论,教师引导得出结论:光从一种介质斜射入另一种介质时,入射角增大(或减小)时,折射角也随之增大(或减小).教师:刚刚我们做的所有实验都是光斜射时的实验,那么如果光垂直于分界面入射时情况会怎样呢?请大家再次利用手边器材完成下列几个实验,并完成光路图.(1)光从空气垂直射向水中.(2)光从空气垂直射向玻璃砖.教师:把我们刚刚做的大量实验做个小结,应该可以发现光在折射时具有以下特点:当光从一种介质斜射入另一种介质时,折射光线、入射光线和法线在同一平面内;折射光线和入射光线分别位于法线两侧;入射角增大(或减小)时,折射角也随之增大(或减小).光垂直于介质表面入射时,折射角等于零.(注:划横线部分由学生回答.)教师:我们在前一章学过,光在反射时,光路是可逆的,那么在折射时,光路是否可逆呢?学生实验:探究光在折射时,光路是否可逆.教师:通过实验我们又知道了光在折射时的一个特点:光在折射时,光路是可逆的.

3.3利用光的折射特点解释生活中的一些现象

(1)学生实验:将一只直的筷子斜放在空碗中,向碗内缓缓注水.要求学生观察并描述看到的现象.教师用画图法简单讲解此现象的原因.并说明从岸上看水里的物体,水里物体的位置变浅了.(2)实物投影课本第80页最上面的三幅图,引导学生利用光的折射解释此现象.(3)学生实验:将一枚硬币放在不透明碗的底部,然后向后退到恰好看不到硬币的位置.另一位同学向碗内缓缓注水(注意不要移动硬币的位置),第一位同学注意观察现象.学生讨论后,尝试用光的折射现象解释此现象.(4)课堂阅读:让学生阅读课本第82页,知道我们每天看到的太阳为什么有时形状不同.

3.4交流与小结

学生讨论今天学到了哪些知识?学生发言,其他学生补充.

4反思

光的折射范文篇8

⒈知道光的折射现象;知道光的折射规律;知道在折射中光路是可逆的;知道日常生活中由于光的折射而产生的一些现象。

⒉培养学生的观察能力和分析数据得出结论的综合能力。

⒊对学生进行安全教育。

㈡教学重点和难点:

重点:光的折射现象。观察、分析实验,归纳出光的折射规律。

难点:观察、分析实验,归纳出光的折射规律及在折射中光路中可逆的。

㈢教学仪器:

玻璃水缸、水、激光发射器、光具盘、玻璃砖、几根钢针、多媒体电脑及投影仪等。

㈣教学过程:

一、课题引入:

我们都知道渔民捕鱼有很多方法,如:用网网鱼、用鱼叉叉鱼等。现在,我们也来体验一下渔民的生活,(出示塑料泡沫上画有鱼和玻璃水缸)进行叉鱼比赛。当学生在比赛时,发现钢针都叉在鱼的上方后,惊奇之余,告诉学生,要知道为什么,等我们学完光的折射后,就明白其中的道理了。从而引入课题。(电脑显示标题)

二、新课进行:

1、光的折射:

平时我们看到装水的玻璃杯中的吸管会在水面处弯折,也是这个道理(电脑显示图片)。让我们再来观察另一个实验,在玻璃水缸中插入一块木板,用激光沿着木板,从空气斜射到水面,问:可以看到什么现象?(可以看到光不再沿直线传播而是在水面处改变方向进入水中)再观察光从空气中斜射到玻璃中,问:要以看到什么现象?(同样也可以看到光不再沿直线传播而是在玻璃面处改变方向进入玻璃中)

从实验中,我们看到光从空气中斜射入水和玻璃中都能看到光在水面和玻璃面处改变传播方向,而且实践也证明其他介质中也会发生同样的现象。因此,我们把“光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化。”的这种现象叫做光的折射。(板书用电脑显示)

2、光的折射规律:

通过刚才的实验教师把刚才光的折射现象用电脑显示出光的折射光路图。

从图中介绍,什么是折射光线和折射角。为了防止学生把折射光线与界面夹角误认为折射角。所以,要特别指出:折射角是折射光线与法线的夹角。(并用电脑显示)

下面我们来做个实验研究光从空气射入玻璃有什么规律。要求学生要注意观察,并用电脑显示观察目的:①光从哪一种介质中射入哪一种介质中的?是怎样入射的?②折射光线、入射光线与法线在位置上有什么关系?③入射角和折射角的大小关系?d、当入射角变化时,折射角是如何变化的?先让学生观察一下整个实验的动态过程,然后让学生回答出部分问题后,教师:为更好地研究光的折射规律,我们来认真分析整个实验。并出示以下表格:

边实验边让学生填写表格,表格完成后分析表格和利用电脑动画来总结规律。得出:光从空气斜射入水或其他介质中时,折射光线与入射光线、法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居法线两侧;折射角小于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。(用电脑显示出)

从表格中我们也可以看出,在折射中,光路也中可逆的。(用电脑显示出,并加以动画显示。)

3、用光的折射来解释眼睛受骗的问题

现在,我们来解释刚才在叉鱼比赛中,为什么我们同学会叉在鱼的上方。原来鱼从水中发出的光线,由水进入空气时,会在水面发年折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看去,觉得这些光线好像是从它们的反向延长线的交点鱼像发出来的,鱼像是鱼的虚像,鱼像比鱼位置高。所以刚才比赛的同学会叉在鱼的上方。(利用电脑演示加以解释)

利用电脑播放视频材料:放在杯底刚好看不见的硬币,加上水后又会看得见。要求学生利所学的知识加以回答,最后强调看见的硬币是硬币的虚像。

4、课堂练习

(1)光从空气行政村射入水中时,折射角()入射角。

(2)池水看起来比实际的浅,这是由于光从水中射入空气时发生()造成的。

(3)画出图中折射光线的大致方向。

三、小结

1、光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化,这现象叫做光的折射。

2、光的折射规律:

光的折射范文篇9

光的反射学生有一定的生活经验,在小学科学中已经有一定的认识,本节内容的难点是从实验现象中总结出反射定律,以及应用光的反射定律来解释、解决一些实际问题,作光路图的能力要求是比较高的。反射定律是光学中的重要定律,是理解平面镜、球面镜作用的基础,也是本章的重点知识。

二、教学目标

1.知识与技能:会描述光的反射现象,能说出反射现象中的各个名称:反射面、入射光线、入射点、法线、反射光线、入射角、反射角。能说出光的反射定律的内容、会区别漫反射、镜面反射。确认镜面反射和漫反射都遵从光的反射定律,知道光路是可逆的。

2.过程与方法:通过实验确信反射光的方向取决于入射光线的方向和反射面的位置。改变入射光的方向和反射面的位置,能用光的反射定律分析结果。根据入射光线(或反射光线)和反射面的位置,作出反射光线(或入射光线)。

3.情感、态度、价值观:能用光的反射现象说明自然界的一些光现象。观察身边的事物如玻璃幕墙产生的光污染使科学与实际相联系;介绍我国古代光学的研究成就,激发学习热情和民族自豪感。

三、教学设计

【教具准备】

1.演示器材:没改装的手电筒一只,改装的手电筒一只,面镜一面,标有刻度呈平圆形的硬纸板,挂图两张,教学用三角板。

2.学生分组仪器:改装后的手电筒、平面镜,用白纸做成的标有分度的半圆。

(注:本节课中的实验需要在暗室进行。)

【引入新课】

1.光的反射现象。

问:同学们:你们为什么能看到发光的物体?如看到蜡烛的光焰、电灯等。

答:因为它们发出的光射进了我们的眼睛。

问:那么,白天或夜里灯光下能看到不发光的物体,夜里或暗室里就看不到物体了,这是什么原因呢?

演示:用手电筒让一束光线射到平面镜上并反射到天花板。

答:因为光线射到不发光的物体表面上时,物体将光反射到我们的眼睛里了。

小结:我们之所以能看到那些不发光的物体,就是因为这些物体能把照在它上面的光反射到我们眼睛里的缘故。这就是今天我们要学习的光的反射现象。(板书课题)

【新课教学】

问题:光在反射时有无规律?有什么规律呢?

1.看一看:

⑴在实验暗室中,用改装过的手电筒射出一束光,照在平面镜上。移动镜子,看看能竟室内的其他物体照亮吗?

⑵将光照在其他不发光的物体上时,我们能看到物体了吗?

小结:光从一种均匀物质射向另一种均匀物质时,在它们的分界面上会改变光的传播方向,又返回到原先的物质中,这就是光的反射。

教师简述:光是客观存在的,光线是指光通过的路线,可以用带箭头的直线来表示,箭头表示光的传播方向。

2.做一做:

(1)演示:如图1,把装置沿ON线剪成甲乙两半,再用胶带把剪开处粘在一起,使接缝与镜面成垂直且位于镜面中心。将甲固定在镜面上(用胶带纸粘),乙转至与甲有一定角度处。打开改装的手电筒,发出一束窄光,沿甲面45°处照射在镜面O点上。观察反射光线所在的位置。转动纸板乙,直到甲乙两板在同一平面时才能在乙板上看到反射光线。(如图2)

A

O

N

M

背景板

i

图1

入射光线

反射光线

法线

A

B

O

N

M

背景板

i

r

图2

(2)教师:由此可见,反射光线和入射光线和ON线在同一平面上。将实验图画在黑板面上。教师在实验的基础上,采用边画边讲解的万法,按作图顺序介绍名称:镜面M,入射光线AO,入射点O,法线ON,入射角∠AON,反射光线OB,反射角∠BON。在讲述法线时,首先说明法线不是光线,实际是不存在的,只是为了研究问题方便而假设的—条线。在实验中ON就相当于法线,因此可进一步说明反射光线是在入射光线和法线所确定的平面内(板书)。

(3)问:怎样确定反射光线所在平面中的具体位置呢?这个位置是用反射角来表示的,那么反射角与入射角的关系如何呢?可通过实验说明。

(4)学生阅读P26[实验]内容,结合图1—38按要求组装实验器材,教师到学生中检查指导。出示小黑板,简介表格中的意思,提出要求,指导学生实验。提醒学生入射光线要沿纸面进行;注意记录实验结果。

实验次数

入射光线位置

入射角

反射角

反射光线相对于法线的位置

1

在法线右侧30°处

2

在法线右侧45°处

3

在法线右侧60°处

(5)指定一组公布实验结果,教师将结果填写在小黑板上。

(6)教师引导学生讨论、分析并总结:

①比较表格中反射光线与入射光线和法线的相对位置,能看出什么规律?(当入射光线在法线右侧入射时,反射光线就在法线左侧,即得规律。(板书)

“反射光线与入射光线分居在法线两侧。”

②比较每次实验中两角的关系,可看出有什么规律?(入射角是60°时,反射角也是60°,当入射角是30°时,反射角也是30°,即二角相等。)

问:究竟是入射角等于反射角呢?还是反射角等于入射角?(学生讨论后,教师总结:由于先有入射角后有反射角,即反射角随着入射角而变化,所以正确的说法是:(板书)

“反射角等于入射角”。

③教师:综合所述(看板书)可得出反射定律,其内容可分为两层意思:一、前两条规律反映了三条线的关系;二、反映了两角的关系。

④比较表中1、2、3的各项结果,可说明什么问题?(对照图形:当入射光线恰好沿着原来入射光线的路径入射时,则反射光线恰好沿原来反射光线的路径反射。光的这一性质,叫做光路的可逆性。)(板书):

“注意:1.光路具有可逆性”

⑤问:若沿法线入射到镜面时,光线怎样被反射呢?(学生先回答,再做实验验证)

(板书)“2.若垂直入射到镜面时,反射光线将按原路反射回来,反射角等于入射角,且等于0°”。

(7)演示:在暗室中,将镜子挂在墙上的某一位置,(课前选好)用手电筒正对着镜子和墙壁照射。问:此时是镜子亮还是墙壁亮?(由于学生所在的位置不同,所以结论也不相同)。

问:在同一个现象中为什么会得出不同的结论呢?

要求学生阅读P27讨论部分内容,并找出上述问题的答案。教师板书:

3.光的反射种类:

⑴镜面反射:入射光线平行,反射光线也平行的反射现象叫镜面反射。

⑵漫反射:入射光线平行,反射光线不平行的反射现象叫漫反射。

镜面反射

漫反射

出示镜面反射和漫反射挂图。强调漫反射也遵循光的反射定律。前一问题的解释:镜子发生镜面反射,墙发生漫反射,当观察者正好在镜面所反射光束的范围内时,就看到镜面比墙亮,若观察者不在这一范围内时,即镜面所反射的光不能进入该人眼里,而墙漫反射的光能射到观察者眼内,就看到墙比镜子亮。

4.玩一玩:当你能从平面镜里看到别人的眼睛时,别人也能从平面镜中看到你的眼睛,两人一组,试试看。根据所学的知识来作出解释。

(三)小结本节所学内容

A

B

O

N

30°

小结:本课我们主要讲述了哪几个问题?(看板书)首先介绍了几个名称,即:一点,二角三条线并画出了光的反射的光路图。第二,通过实验得出了反射定律。请同学说其内容,最后介绍反射的种类。

四、评价与反馈

1.图中表示入射光线是______,反射光线是_______,入射角是_______=______度,反射角是_______=______度。

2.光线的反射定律是阐明______光线方向的,就是:_______跟入射光线和法线在_________上,反射光线和入射光线分居在

______;_______角=________角。

3.完成下列光路图,并填出反射角i''''

40°

40°

4.太阳光的仰角为40°,用平面镜反射使它垂直射向墙壁,作出平面镜的位置。

5.银幕的白布改用平面镜行吗?为什么?

五、拓展资料

水镜

早在上古时,人们从生活实践中知道俯身平静的水面就可以看到自己的形象,因而把水面作为镜子,称为“水镜”。

以反射角等于入射角为主要内容的反射定律最早是由古希腊数学家欧几里德(前330-前275)在他的《反射光学》一书中提到的,但比欧几里德早一个多世纪的中国墨家对光的反射已有详细的研究。在《墨经》中描述了平面镜成像原理,它指出像的形状、颜色、远近、正倒部全同于物体。同时还指出物体向镜面移近时像也向镜面移近,物体离远,像也离远.以此进一步说明镜中像物的对称关系。这充分说明墨家实际上已经认识了光的反射定律.更有意义的是,墨家在分析镜面成像时,把物体析为物点,把像析为像点.这是一个重要的理论创造,至今仍在沿用。利用平面镜反射原理,中国古代人们在公元前2世纪就制成了世界上最早的潜望镜,西汉初年成书的《淮南万毕术》中有这样的记载:“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣”。这个装置虽然简单,但意义深远,它和现代所用的潜望镜的原理是一样的。

嘉兴市秀城区教研室魏林明

第5节光的折射

一、学情分析

通过光的折射这节内容的学习,要使学生认识光的折射现象及其初步规律。通过演示实验对光的折射规律作了定性的介绍,只是讨论了光由空气射入水和玻璃中,以及光由水和玻璃射入空气中的折射情况。介绍了在折射现象中光路是可逆的知识,这个知识在后面学习凸透镜时要用到,但是只要让学生知道就行了,不要要求过高。教材还用折射规律解释了池水看起来比实际的浅等现象,使学生知道这些现象都是光的折射造成的。

二、教学目标

1.知识与技能:知道什么是光的折射现象及折射光线、折射角;知道光从空气斜射入水、其他介质中及光从水、其他介质斜射入空气中的折射情况;知道折射现象中光路是可逆的。

2.过程与方法:通过实验归纳出折射光与入射光线的位置关系。了解在改变入射光的方向时折射光将会怎样改变。培养学生研讨问题的能力,学习探索科学规律及解决实际问题的方法。

3.情感、态度、价值观:能用光的折射规律解释生活中的一些简单现象,体验理论联系实际。

(三)教具

碗、适量的水、筷子一根、全反射演示器(或光的折射演示器)。

三、教学设计

(一)通过介绍生活中的有关现象,创设情景,反映问题,引入课题:

⑴放在水中的汤勺有何不同?为什么?

⑵给装有硬币的烧杯加水,随着水面的升高,硬币位置有何变化?为什么?

组织学生讨论、分析,找出原因:光的传播方向发生改变,进而引入光的折射现象。

(二)新课教学

光的折射:光从一种介质进入另一种介质时,传播方向发生改变的现象叫做光的折射。

画出光的折射光路图,介绍折射光线,折射角。

1.学生列举日常生活中的折射现象,并针对这些现象提问:光在折射过程中有无规律可遵

循的呢?

①请学生大胆猜想。

②教师演示实验;并引导学生讨论几个小问题:

Ⅰ.折射光线、入射光线和法线的位置关系有何特点?

Ⅱ.增大入射角,折射角有何改变呢?

Ⅲ.当光从空气斜射入水中时,比较折射角和入射角大小关系。

教师用“全反射演示器”演示光从空气斜射入水中的折射现象。演示时,在入射点处垂直水面插入一细木棒作法线。学生看到光在水面处改变方向继续在水中传播。教师讲述什么是光的折射现象。在黑板上画出折射光路图。接着讲述什么是折射光线、折射角。同时强调指出:折射角是折射光线与法线的夹角,而不是与界面的夹角。

2.当光从水中斜射入空气时,比较折射角和入射角大小关系。

通过以上观察、分析与研究,探索出光的折射的初步规律:

Ⅰ.在折射现象中折射光线、入射光线和法线在同一平面上;折射光线、入射光线总是分居在法线两侧,增大入射角,折射角也增大。

Ⅱ.当光从空气斜射入其他介质时,折射角小于入射角;当光从其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角。

3.改变光源的位置,由水中沿原来的折射光线斜射入水中,观察有什么现象发生?说明了

什么?

演示实验,研究光的折射情况:

①教师用“全反射演示器”演示课本上的实验,光从空气斜射入水中的折射情况及垂直入射的情况。让学生观察折射角与入射角的大小关系。改变入射角再做一次。

演示完在黑板上画出光路图。教师先画出入射光线,然后让学生画出不同入射角的折射光线(如图1)。

教师引导学生小结:光从空气斜射入水时,折射角小于入射角,折射光线向法线偏折。光线垂直水面入射时,折射角等于入射角都等于零,即方向不改变。(在黑板上板书)

教师补充讲述,如果光从空气射入玻璃、水晶等一些透明介质中时,情况和上述相同。

②再演示光从水斜射入空气和垂直射入空气时的折射情况。先让学生小结,然后教师再给出结论,并板书。

比较①、②的情况。教师指出折射现象中,光路也是可逆的。

结论:在光的折射现象中,光路是可逆的。

4.以相同的入射角,使光分别从空气斜射入水与玻璃中,比较折射角大小,说明了什么?

说明:不同介质对光的折射本领不同。

5.课堂小结:光的折射现象一一光的折射的初步规律——在光的折射现象中,光路是可逆的一一不同介质对光的折射本领不同。

6.举例应用光的折射规律解释生活中的一些简单现象。

分析课本图所示的现象。画出光路图,教师解释池底变浅的原因。强调:人看到池底是因为池底射出的光经过折射后进入人眼。人眼的生理功能只能感觉光是沿直线射来的。所以池底好像抬高了,也就是变浅了。需要指出:人们看到池底的A′点是A点的虚像。

回顾本课开始同学们观察到的第一个现象:碗底加水后变浅。其道理和上述一样。

(三)课堂练习

渔夫叉鱼时,位置偏上还是偏下,为什么?(组织学生交流辩论,探索答案)

(四)小结本课内容

1.本课主要内容是光的折射现象、光在发生折射时折射角与入射角的关系及应用它来解释一些简单现象。

2.让学生课内完成课文后的练习。请学生自己回答、订正。

3.组织学生讨论筷子向上弯折的道理,最后教师在黑板上画图解释。

四、评价与反馈

1.

2.

五、说明

1.本节教师演示较多,要注意让学生能观察到明显的现象,以加深对折射现象的印象和激发学生学习兴趣。开始引入课题的实验器材,要用碗不宜用杯子,避免解释的麻烦。筷子要斜插入水中,学生从侧面观察效果好。

2.本节演示器材较多,重点是观察折射时的光路。为保证观察效果,最好在实验室上课,并且要遮光。

3.运用折射规律解释现象,学生会有一定困难。教师应注意示范引导,边画光路图边分析解释。应强调:人眼看到物体是该物体射出的光进入人眼,而且人眼的生理功能只能感觉光是沿直线进入人眼的。

六、拓展资料

海市蜃楼

光的折射范文篇10

光是通过光源内大量的分子或原子振动而产生的辐射。1894年,麦克斯韦从理论上指出,光是一种电磁波,1905年爱因斯坦提出光是一粒一粒的粒子流,每个粒子可被称为光子。也就是说光既具有粒子性,又具有波动性,光在传播时表现为波动性,而与物质作用时又表现为粒子性。通常我们所说的光是电磁波的一种,它通常由紫外光、可见光和近红外光组成,其中1-390nm波段的光为紫外光UV,波长为280-300nm波段为UV-B,它的强光可以杀死或严重损伤地球上的生物;200-280um波段为UV-C,它的强光可以杀死地球上一切生物,包括人类,比紫外光频率更高的还有X光和γ射线等;390-760nm波段的光为可见光;波长在760-1500nm为近红外光,中红外波段波长范围为1.5-25μm,远红外光谱波长范围25-300μm,比远红外光频率更小或波长更长的有毫米波、微波、短波、中波和长波等。而可见光又是由七色光组成的,即可见光含有红色光、橙色光、黄色光、绿色光、蓝色光和靛青光等色光[2]:?

紫色/nm靛青/nm蓝色/nm绿色/nm黄色/nm橙色/nm红色/nm

390-430430-450450-500500-570570-600600-630630-760

国际照明委员会统一规定的标准是:选水银光谱中波长为700nm的红光为红基色光,波长为546.1nm的绿光为绿基色光,波长为435.8nm的蓝光为蓝基色光。常规POF一般在紫外光波段并没有很好的透光性,而石英光纤和特制的液芯光纤在这一区域有很好的透光率,POF在可见光区域有很好的透光率,由POF芯材选用氟化和氘化聚合物材料制备的POF在近红外光区域才有很好的透光率。

光在真空中的传播速度C为3×108m/s,光的传输波长λ,频率f和光速C之间关系参见如下公式:

C=fλ……………………(1)

其中f的单位为赫兹Hz或1/秒(s),波长的单位为米(m)。

只有真空的折射率n为1.0,故光在任一传输介质的传播速度V是光速除以该介质的折射率,即:

光在真空中的传播速度是最快的,传输介质不同,其折射率不同,传光速度也不同。相对而言,折射率大的传输介质是光密介质,折射率小的传输介质是光疏介质,对于POF而言,POF芯材为光密介质,POF皮材为光疏介质,由于光在光密媒介-芯材中的传播速度会降低,故光在芯材中的传输速度慢于皮材中的传输速度;在空气中,由于n≈1,光波的传播速度接近于真空中的传播速度C;纯PMMA的折射率为1.49,故光在其中的传输速度约为2.01×108m/s。

光在均匀媒质或不均匀媒质中传输时,满足费玛(Fermat)原理,即光从空间一点到另一点是沿着时间为极值的路程而传播的,即光沿着光程为最小或最大或恒量的路径传播。

2.几何光学理论

要了解POF传光原理,必须了解一些几何光学的知识。

首先光学分为几何光学和物理光学,几何光学是研究光在均匀介质中的传播特性,通常采用直线来描述,它是研究光在介质中传播的基础光学理论。物理光学又分为波动光学和量子光学,波动光学认为光是一种电磁波,但它不能解释光的微观现象;量子理论认为光的能量不是连续分布的,光是一粒粒运动着的光子组成,每个光子具有确定的能量。几何光学理论的四大基本定律为:

2.1光的直线传播定律:在各向同性的均匀介质中,光是沿直线传播的。

2.2光的独立传播定律:不同光源发出的光线从不同方向通过某点时,彼此不影响,各光线的传播不受其它光线影响。

2.3光的反射定律:当一束光投射到某一介质光滑表面时,保存一部分光反射回原来的介质,这一光线称为反射光线,反射光线、入射光线和法线位由于同一平面内,入射线同法线组成的角称为入射角,反射光线同法线组成的角称为反射角,反射角等于入射角,即θ1=θ3,其绝对值相等,这就是反射定律。

2.4光的折射定律:当一束光投射到某一介质光滑表面时除了有一部分光发生反射外,还有一部分光通过介质分界面入射进第二传输介质中,这一部分光线称为折射光线,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,折射光线位于入射光线和法线所决定的平面内。折射光线同法线组成的角称为折射角,入射角的正弦值同折射角正弦值的比值为一恒定值,这就是折射定律。需要指出的是采用几何光学分析光在某一研究对象中的传输特性时,这一研究对象的几何尺寸必须远远大于所传输的光波长,这样才能忽略波长的长度,否则就必须采用物理光学分析光在研究对象中的传输特性。也即是光纤纤芯直径是所传播光波长的几十倍或几百倍时,其传播现象就可用几何光学而不用波动光学来研究。

3.子午光线在阶跃型POF中的传输

?阶跃型POF是一种具有芯皮结构的光纤。

子午平面指的是包含有光纤轴的平面,所谓子午线,就是光线的传播路径始终在同一平面内,子午光线总是和光纤轴相交的,光在一种均匀介质传播时是一种直线式传播:当光从一种介质传至另一介质表面时,一般同时发生反射和折射;如果光从折射率小的光疏介质射入折射率大的光密介质时,则折射角小于入射角;而当光从光密介质射入光疏介质时折射角将大于入射角,因而当光从光密介质射入光疏介质时就有可能出现只有反射而无折射的现象,这就是全反射,全反射是光折射的一种边界效应,即光从一种透明介质进入到另一种介质里而发生弯曲的现象。POF就是通过全反射原理进行光传输的。

?由折射定律公式可得出:

n1sinθ1=n2sinθ2(4)

这里n1、n2分为芯皮折射率,θ1、θ2分为入射角和折射角,设发生全反射的临界角为θm,此时θ2=90°,故而

当入射角θ1>θm时,则光在芯皮界面上发生全反射,而当入射角θ1<θm时,则光在芯皮表面上出现折射,有一部分光从芯材泄漏至皮层外。由全反射临界角同样可推出光纤截面临界入射光纤角θ0,在空气和光纤截面界面上,同样有:

n0sinθ0=n1sin(90°—θm)

=n1cosθm

其中,n0为空气折射率,设定其值同于真空折射率值1.0即n0=1.0,因而

?即外界光入射角θ小于θ0时,光线才能在光纤中以全反射的形式向前传播,从光纤一端传至光纤另一端,所以,光纤临界接受角为:

故光在SIPOF光纤的传输方式为全反射式锯齿型。

光纤数值孔径是光纤一个重要指标之一,NA值越大,则θ0越大,光纤临界入射角越大,则光纤端面接受光或发射光角度越大,光纤的集光能力愈强,愈便于光纤同光纤连接或同光源耦合。常规POF的光纤数值孔径。

4.子午线在阶跃型光纤中的几何行程和反射次数

由于子午光线入射光纤中并不是同一角度,故而其在光纤中的几何行程也不相同。无论是子午线在光线中的行程计算公式还是反射次数计算公式,都是假定光纤是处于非常理想状态下:光纤非常直,光纤直径均匀,光纤内部无缺陷和光纤入射端面平直等,倘若光纤不在这一理想条件下,则入射子午线全反射的状况就会发生变化,如有的会从光纤中反射出,有的反射角会发生变化等,因此光纤的传输损耗也会增加。

5.斜光线在阶跃型折射率POF中的传输

所谓斜面光线,就是光在光纤中传输中时,并不是像子午光线一样保证在同一平面内,它在光纤中传输时,其轨道通常是一空间螺旋曲线,其最大入射角比子午线的大,但通常以子午线传输表征光纤的传输特性,自然这是最理想的一种状况。

6.光在渐变型折射率分布POF中的传输

?对于渐变型折射率GIPOF,同样有子午线和斜光纤,这种光纤折射率并不是一恒定常数,而是随着离轴距离的增加而折射率下降,其渐变折射分布图参见如下;抛物线型折射率分布光纤具有较小的模式色散的特点,渐变折射分布有多种形式,当折射率分布按二次方抛物线分布时,子午线在光纤中的传播路径为正弦曲线型,参见下图,斜光纤的传播路径为螺旋曲线,渐变型折射率POF多用于短距离数据传输,用于光纤照明较少。

?这种光纤传输的激光能量分布接近Gauss分布,即在光纤轴附近具有更高的光能量密度,也就是说激光能量更为集中,其传输的激光功率密度(或称激光强度)I可认为与纤芯直径α的平方成正比。若保持光纤传输的激光功率不变的话,减小光纤芯径即减小传输激光能量的光纤纤芯的横截面面积,则光纤传输的激光功率密度将增加[5],当光在这种GIPOF传输时,可以说是一种极低能量的传输,亦满足如上所述的公式。

7.侧面发光POF的传光原理

侧面发光POF是指光在光纤传输过程中,不仅将传输光从光纤的入射端面传输至出射端面,而且还有一部分光从光纤包覆层透射出来,从而形成光纤侧面发光的现象,这种光纤被称为侧面发光POF,其传光示意图如下,其实质是传输光有一部分从光纤侧面泄漏出,是一种光散射的结果,对于单芯侧面发光POF多是由非固有损耗产生的,而对于多芯侧面发光POF则是由于弯曲损耗产生的。

?侧面发光POF最显著的特征是侧面发光,据JanisSpigulis等人[5].推算,侧面发光POF的侧面发光强度是随其长度的增加而呈指数性下降的,同于普通光纤光传输方向的发光强度是随其传输长度的增加呈指数下降,在作出如下假定后而得出的结论:

7.1侧面发光的原理仅被认为是由于光纤芯传输辐射引起的。

7.2所有最初的侧面散射光没有损耗穿透光纤圆形表面,其结果是均匀地传输至光纤外表面。

侧面发光POF在长度为X米处的发光强度Is(x)可用如下公式表示:

Is(x)=Aexp(-kx)(24)

其中K为侧面发光系数,单位m-1,常数A可用如下式表示:

A=(4π)-1I。(expk-1)(25)

其中I。是侧面发光POF光输入强度。

因此在实际使用过程中,为保证侧面发光POF侧面发光强度的均匀性,通常限制侧面发光POF的使用长度,并且在侧面发光POF的两端皆设置相同功率的光源或者一端设置全反射镜或反光膜,当然前者在更长的使用长度上保证光纤侧面发光的均匀性,选用双光源的侧面发光POF在某一处的发光强度IS2(x)可用如下公式(26)计算。

IS2(x)=A{exp(-kx)+exp[-k(L-x)]}(26)

其中L为侧面发光POF总长度。

选用全反射镜计算的侧面发光POF强度可用如下公式计算,侧面发光POF的发光强度和距离的关系参见如下图。

ISR(x)=A{exp(-kx)+Rexp[-k(2L-x)]}………(26)

其中R为镜面反射率。

因存在光传输损耗,侧面发光的亮度将随着与光源距离的增大而减小,为使光纤单位长度内的亮度接近一致,可对单端光源的光纤按长度进行刻痕处理,随光纤长度递增,刻痕间距递减。在实际使用过程中,当侧面发光POF的使用长度在30m以下时,多配用一台150W金卤灯光源,另端配用反光镜或反光膜;当侧面发光POF的使用长度在30~60m之间时,多配用两台150W金卤灯光源,以保证侧面发光POF的侧面发光的均匀性,下图为实测三根直径为14mm的侧面发光POF侧面光照度示意图,可以看出当选用一台150W金卤灯光源时,1.5m处POF侧光照度为800lx左右,而60m处的照度不到20lx,照度计测试时离光纤的表面距离为2.5cm。

8.荧光POF的传光原理

荧光POF就是在POF芯材中掺入一定量的荧光剂制备而成的POF,这种POF经过特定波长的光照射后,将发出特定波长的光,其原理比较复杂,可简单认为基态分子中成键电子吸收光后激发,然后单线态分子返回到基态,即发出荧光。荧光POF按折射率分布结构分类,可分为荧光SIPOF和荧光GIPOF,掺杂有机染料的POFA最重要特性是在宽波长范围内提供高功率输出。荧光POF的传光原理示意图如下,它满足一般的SI型光纤的传光特性,但入射光的波长不同于出射光的波长。

荧光POF还有另一种传光方式,这就是入射光可从侧面照射荧光POF,出射光从光纤两端面出射,当然入射光的波长不同于出射光的传输波长。

荧光材料的光特性主要依赖于基质材料,荧光POF增益放大特性同泵浦波长、荧光POF长度及所用掺杂剂和浓度有关。所谓增益G是指POF输出信号光功率Pout与输入光功率Pin之间的一种比值。

9.结语

POF之所以能传光是因为光纤具有芯皮结构,光在POF中传输是按全反射原理进行传光的,光在SIPOF中的传输方式为全反射式锯齿型,光在GIPOF中的传输方式为正弦曲线型;同时为了简化计算,选用子午线进行了参数计算,子午线就是光线的传播路径始终经过光纤轴并在同一平面内,这些参数计算包括最大入射角或发射光角度、数值孔径、子午线在阶跃型光纤中的几何行程及反射次数;侧面发光POF和荧光POF也是按全反射原理进行传光的,对于单芯侧面发光POF多是由非固有损耗导致侧面发光,而对于多芯侧面发光POF则是由弯曲损耗产生侧面发光的。荧光POF经过特定波长光激发后发出特定波长的光,而且激发光不仅可从端面入射,而且可从侧面入射。

摘要:塑料光纤POF之所以能传光是因为光纤具有芯皮结构,光在POF中传输是按全反射原理进行的,光在SIPOF中的传输方式为全反射式锯齿型,光在GIPOF中的传输方式为正弦曲线型;子午线就是光线的传播路径始终经过光纤轴并在同一平面内,选用子午线进行了参数计算,这些参数计算包括最大入射角或发射光角度、数值孔径、子午线在阶跃型光纤中的几何行程及反射次数;侧面发光POF和荧光POF也是按全反射原理进行传光的,对于单芯侧面发光POF多是由非固有损耗导致侧面发光,而对于多芯侧面发光POF则是由弯曲损耗产生侧面发光的。荧光POF经过特定波长光激发后发出特定波长的光,而且激发光不仅可从端面入射,而且可从侧面入射。

关键词:聚合物光纤,塑料光纤,POF,传光,原理

参考文献

1.江源,刘玉庆.塑料光纤的发展史[J].广东照明电器,2003,(5):21-24

2.邮电部武汉邮电科学研究院编写组.激光通信[M].北京:人民邮电出版社,1979.14-20

3.杨同友.光纤通信技术[M].北京:人民邮电出版社,1986.31-54

4.徐大雄.纤维光学的物理基础[M].北京:高等教育出版社,1982.6-16

4.项仕标,冯长根.光纤的能量传输特性及应用[J].光学技术,2002,28(4):341-342