初二年級上冊物理第四章教學計劃“光的折射”範本
學生實驗1:在碗中盛滿水,把筷子斜插到碗的底部,從側面斜視水面,會發現水中的筷子看上去好像向上彎折了。
學生實驗2:準備兩個相同的杯子(最好杯底帶有圖案),一個不加水,一個加滿水,讓學生從一旁觀察杯底的圖案,圖案好像升高了。
老師:出現上述不可思議的現象,是因為光在水和空氣中傳播時發生了一種光現象。為便於研究,需要光源──鐳射筆,還需要把光在空氣和水中的路徑顯示出來。你有什麼辦法?
學生:在水中加些牛奶或肥皂水,可以顯示光在水中的路徑。在水面上方噴煙霧,或者利用熱開水上面的白汽,可以顯示光在空氣中的路徑。這都是利用了漫反射的道理。
老師:很好。(進行實驗:將鐳射筆固定在鐵架臺上,往水槽內加一定量的開水,把鐳射筆發出的光射向熱開水上面的白汽中),能觀察到什麼現象?
學生:光沿直線傳播。
老師:請同學們猜猜,如果光從空氣射入水中,光是否還沿直線傳播?老師接著演示:將鐳射筆發出的光從不同角度斜射入水中,讓學生觀察,光束在空氣中和在水中的徑跡。
學生:光從空氣斜射向水面時,會有一部分光反射回空氣中,還有一部分光進入水中,但傳播方向發生偏折。
老師:觀察得很仔細!能把你觀察到的畫在紙上嗎?畫的時候要畫出空氣和水的分介面,過入射點的法線,畫準向哪偏折。結合圖,講解光的折射現象的定義,瞭解入射光線、折射光線、法線、入射角、折射角等有關名詞。要特別指出,折射角是折射光線與法線的夾角。
透過上面實驗的觀察,嘗試總結出光從空氣斜射入水中時的折射規律:折射光線與入射光線、法線在同一平面內;折射光線和入射光線分居法線兩側;光從空氣斜射入水中時,折射光線向法線偏折,折射角小於入射角。
藉助上面的實驗裝置,還可以透過觀察得出:入射角增大時,折射角也隨著增大;當光線垂直射向介質表面時,傳播方向不變。
老師:我們已經知道,光在發生反射時,光路是可逆的。那麼發生折射時,光路是否可逆呢?(實驗:試著用另外一個鐳射筆,從水槽底部,逆著第一個鐳射筆在水中的折射光線的方向,看它的折射光線能否與第一個鐳射筆在空氣中的入射光線重合?如果重合,說明什麼?
學生:說明在發生折射時,光路是可逆的。
老師:畫出光從水斜射向空氣中的`光路圖,能否總結出折射規律?
學生:光從水斜射向空氣中,折射光線遠離法線,即折射角大於入射角。
老師:大家知道玻璃也是透光的,光從空氣射入玻璃,以上折射規律在玻璃中是否成立呢?你可以先猜想,再實驗,畫出圖,最後總結。為了顯示進入玻璃磚前後的入射光線和出射光線,可以在玻璃磚周圍製造些煙霧。
引導學生總結出以下結論:光從空氣斜射入水或玻璃時,折射角小於入射角;光從水或玻璃斜射入空氣時,折射角大於入射角。
老師:一會是折射角小於入射角,一會是折射角大於入射角,老師都搞混了,你們能不能發現兩種情況有什麼共同之處?
學生:不論入射角還是折射角,只要該角是在空氣中,這個角都是大的。
老師:太好了,很好記。簡記為空氣中的角總是大的。
老師:現在同學們明白了水中筷子看上去好像向上彎折,水中的圖案升高的原因嗎?
學生:都是光的折射造成的。
老師:具體情況如圖所示,從碗底S點發出的光線,由水進入空氣時,在水面上會發生折射,折射角大於入射角,折射光線進入人眼,人眼逆著折射光線的方向看去,覺得這些光線好像是從它們反向延長線交點S發出來的。S就是S升高的虛像,所以,人看上去盛水的碗底好像變淺了。