光的折射

教學目標
知識目標

1、理解折射定律的確切含義，并能用來解釋光現象和計算有關的問題.
2、理解折射率（指絕對折射率）的定義，以及折射率是反映介質光學性質的物理量.
3、知道折射率與光速的關系，并能用來進行計算.

能力目標
1、知道折射光路是可逆的，并能解釋光現象和計算有關的問題.
2、能解釋自然界中出現的現象，如：海市蜃樓、水中觀像等.

情感目標
通過生活中大量的折射現象的分析，激發學生學習物理知識的熱情，并正確認識生活中的自然現象.

教學建議

折射定律和折射率的概念是重點內容.其中對折射率的理解是難點.教學中要注意這樣幾點、
①折射定律在初中是作為實驗的結論提出來的，定律的第二條沒有講正弦比，只是通過實驗講了入射角和折射角哪個大、在高中教學中應該介紹折射定律的發現過程，使學生認識到科學上的發現是要經過曲折過程的，培養學生不斷樹立勇于探索規律的思想、
②折射率是掌握折射定律的關鍵，要讓學生理解中體會這樣幾個層次；當光由真空射入玻璃時，入射角、折射角以及它們的正弦值是可以改變的，但正弦值之比都是個常數；對于不同介質具有不同的常數；媒質的折射率與入射角、折射角無關，而是跟光在其中的傳播速度v有關.
③講完折射定律應做學生實驗，測玻璃的折射率.讓學生通過實驗理解 ，是測量式，而折射率反映的是介質的性質、
對于折射定律的應用，要讓學生掌握分析方法，教師可以列舉一些折射現象，適當引導學生進行分析，逐漸讓學生認識到規律對現象的分析方法.

實驗建議

1、現象的演示，可用激光光學演示儀，它的優點是可以不在暗室中進行實驗.本實驗利用半圓形玻璃磚的平面和光盤上“90°”刻度線重合，圓心和光盤圓心重合，使入射光射向圓心讓入射光從空氣射入玻璃，折射光從柱面射出，因沿半徑方向而不再折射.這樣改變入射角，可以從光盤讀出幾組不同的i、r值，計算正弦比值、加深對折射定律的理解.

2、在講光的全反射現象時，可以增加一個演示實驗，以使學生對全反射現象留下深刻的印象.“用一個直徑2cm以上的表面粗糙的金屬球懸掛起來，表面用蠟燭燃燒冒出煙將其熏黑.使其浸入水中從量林側面觀察是一個亮亮的銀球.提出水后是一個黑球.”學生看后很驚奇，然后引導學生用全反射產生的條件分析現象產生的原因，效果較好.

3、測玻璃的折射率的學生實驗，作圖時要求精確，本實驗要讓學生知道：

（1）處理數據的方法不僅可以直接測量入射角i和折射角r，還可以通過在入射光線和折射光線上量取等長線段，然后向法線做垂線的方法，如圖用刻度尺測量出AD和BP的長度，

這種方法中，AO=PO且注意AO和PO盡量取得長一些，例如要大于10cm，一般可得到三位有效數字，取不同的入射角得到的n值很接近.

（2）本實驗也可以不用平行板玻璃磚、實驗的關鍵在于用插針法確定射出玻璃磚的出射光線，然后通過連接入射點和出射點找到折射光線.

教學設計示例

（－）引入新課

當光從一種介質進入另一種介質時，將發生反射和折射現象，現象，我們在初中也已經初步了解，上一節我們學習了光的反射，現在我們討論.

（二）教學過程

 光傳播到兩種介質交界面時，同時發生反射和折射現象.

1、折射定律：

（1）折射光線、入射光線、法線在同一平面內

（2）折射光線，入射光線在法線兩側.

（3） . 為折射率它是反映介質的光學性質的物理量.對于同一介質無論 、 變化， 是不變的.對于不同介質 的值是不同的.介質的折射率n與光的其中傳播速度有關， .由此可知光在不同介質中傳播光速大小是不同的.必須指出光線入射的介質為真空；另一種介質可是任意的，如此定義的折射率為介質對真空的折射率又叫絕對折射率.如果光線在任意“兩種介質中傳播，折射率大的介質對折射率小的介質叫光密介質，反之叫光疏介質.它們是相對的.

理解和掌握折射率的物理意義是掌握折射定律的關鍵.

一束光射到兩種介質的界面時，其能量分配成反射和折射兩部分，隨著入射角的不同，其能量分配的比例也不同、在一般情況下，一束光在兩個介質的界面上會同時產生反射和折射，其中反射光線遵循反射定律，折射光線遵循的規律與折射率有關.

對于折射率應從下面幾個層次來理解：

A、在現象中，折射角隨著入射角的變化而變化，而兩角的正弦值之比是個常數.
B、對于不同的介質，此常數的值是不同的.如光從真空進入水中，這個常數為4/3，光從真空進入玻璃中，該常數為3/2.顯然，這個常數能反映介質的光學性質，我們把它定義為介質的絕對折射率，簡稱為折射率，用字母n表示.
C、介質的折射率是由介質本身性質決定的.它取決于光在介質中傳播的速度.
D、由于不同頻率的色光在同一種介質中傳播速度不同，紅光的傳播速度最大，折射率最小，紫光的春播速度最小，折射率最大.

只有掌握了折射率的內涵，才能理解現象，不僅能掌握折射定律，而且為研究全反射現象打下良好的基礎.

探究活動

1. 測定各種透光物質的折射率

2. 研究同種物質對于不同顏色率

3. 利用知識解釋生活中的有關現象.