13、1光的反射和折射的教学设计教学目标一、知识目标1.晓得反射定理的准确涵义，并能拿来解释有关现象.2.晓得反射现象中光路是可逆的，并能拿来处理有关问题.3.晓得平面镜成像特性及画图方式.4.理解折射定理的准确涵义，并能拿来解释有关的光现象和估算有关的问题.[5.晓得折射光路是可逆的，并能拿来处理有关的问题.6.晓得折射率的定义及其与光速的关系，并能拿来进行有关的估算.二、能力目标1.会用反射定理解释有关现象和处理有关问题.2.会用折射定理估算有关的问题，能理解折射率与光速的关系，并能拿来进行有关的估算.三、德育目标1.通过观察演示实验，培养中学生的观察、概括能力，通过相关数学量变化规律的教学，培养中学生剖析、推理能力.2.渗透化学研究和学习的科学心态教育.教学重点光的折射定理.折射率概念.教学难点光的折射定理和折射率的应用.教学方式本节课成功的关键在于做好实验.通过实验先定性观察再定量检测，引导中学生对检测数据进行剖析、归纳.再来展现前人所做的思索因而领会数据剖析的几种常用方式——比值法、乘积法、加加法、图象法等，为中学生今后对实验数据的处理打开思路.最后通过例题练习巩固所学内容.教学过程一、引入新课我们早已晓得了，光在同一均匀介质中是顺着直线传播的，这么，当介质不均匀或当光从一小学数学必修3-4种介质步入另一种介质中时，会发生哪些现象呢？［中学生］反射，折射［班主任］对，这一节课，我们先简略地备考光的反射，再深入地研究光的折射现象.二、新课教学（一）光的反射现象反射定理1.介绍光学演示仪，指明观察对象——光在从一种介质（空气）步入另一种介质（玻璃）时发生的现象（半圆锥玻璃砖直面柱心正对入射光）2.演示：光在抵达空气和玻璃的交界面处时，一部份光被反射回空气中，另一部份光步入玻璃继续传播，但传播方向发生了改变.3.中学生边观察边追忆反射定理：转动光具盘以改变入射角，让后排中学生读出几组入射角和反射角数据.二者相等.同时提醒中学生注意.光具大盘是竖直的光折射实验玻璃砖要厚的，在这个面上同时能看见反射光线和入射光线.说明两线共面，又由于法线也在这个面内.故三线共面.4.归纳反射定理：三线共面两角相等.5.反射光路可逆（二）平面镜成像及画图1.让中学生追忆平面镜成像的特征：正立、等大、异侧、虚像、对称.2.班主任阐述平面镜成像原理、作图方式并给以示范.a.平面镜成像原理：如图，光点S入射到平面镜的光线，其反射光线的反向延长线的交点即的像，人眼依据光沿直线传播的经验，觉得反射光都是从S′发出的.b.平面镜成像画图.讲：两条光线即可确定像点的位置.所以无需多画.步骤是：（1）由对称性确定像点的位置；（2）任意画两条入射光线；（3）过像点做出对应的两条反射光线；（4）若是作物体AB成像光路图，则只需做出A、B点的成像光路图.联接A、B点即可.（三）折射定律师：光从空气射入玻璃这一介质时，传播方向发生了改变，我们把这些光从一种介质步入另小学数学必修3-4一种介质时，传播方向发生改变的现象，称作光的折射。
[讲义演示：光的折射]入射光线与法线间的倾角θ1叫入射角，折射光线与法相间的倾角θ2称作折射角。班主任引导中学生备考中学学过的光的折射定理。[多媒体辅助]折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分高踞法线的左侧。师：并且，入射角跟折射角之间到底有哪些关系呢？如今我们做实验瞧瞧。[多媒体辅助]介绍仪器非常是半方形玻璃砖的直面是沿刻度盘的90——90刻度线放置的，当激光器发出的一束水平细光束有空气步入半方形玻璃砖的直面，即界面时，垂直直面的0——0刻度线为两者界面的法线。[演示一]将半方形玻璃砖放到适当位置，打开激光演示仪，让激光器发出的一束激光照在半方形透明玻璃砖的直面上，改变入射角，让中学生观察折射角、入射角的变化情况以及在两种介质的分解面上反射光线、折射光线的能量改变情况。[多媒体辅助、由中学生小结]随入射角的减小，折射角也减小，且反射光线的能量比列逐步减小，折射光线的能量比列日渐减少。师：这么折射角是随入射角成正比列的降低，还是成平方、成平方根的降低，还是其他关系，折射角与入射角之间准确的定量关系到底是如何的呢？下边我们看一组实验数据。入射角θ106.71.501..31.501..61.531..21.591..71.631..11.671..61.811..61.971.51师：请朋友们剖析一下表中数据，θ间具有如何的定量关系？推论：入射角的余弦跟折射角的余弦成反比。
假如用n来表示这个比列常数，则有sinθ12中学数学必修3-4师：这就是光的折射定理。对于折射现象，人类早在公元140年就进行了检测，直至1621年才有斯涅尔找到了折射角与入射角之间的这些定量关系。可见，发觉或总结一个数学规律须要坚强的毅力和持之以恒的科学精神。为此，折射定理又叫斯涅尔定理。朋友们晓得：“反射现象中光路是可逆的”，折射现象光路也可逆吗？[演示二]让光线逆着原先的折射光线射到界面上，光都会逆着原先的入射光线发生折射。即：折射现象中光路是可逆的。（讲义演示：折射现象光路可逆）（四）折射率师：光从空气射入玻璃中，入射角的余弦与折射角的余弦之比是一个常数1.50，这么，当光从空气射入其他介质如水底时，这个比列常数还是1.50吗？下边我们用实验求证一下。[演示三]将刻度盘装入水槽中，加盐正好至90线。入射光线要正好通过中点O，记录几组数据并处理。入射角θ1030师：可见，入射角的余弦与折射角的余弦之比仍是一个常数，但对水来说，这个常数不1.50而是1.33。倘若换用金钢石，这个常数则为2.42。由此可见，这个常数是一个与介质有关的量，介质不同这个常数不同。我们从比较表一、表一中的数据来看，在入射角相同的情况下，常数大的折射角小，说明常数大的折射光线偏离原先入射光线的方向较大，我们也就可以说常数较大的这些介质对光线的偏折能力较大。
而常数较小的，折射角反倒大，折射光线偏离原先入射光线的方向也就较小，说明介质对光线的偏折能力也小，因而，这个常数反映了介质对光线的偏折能力，我们把这个常数定义为介质的折射率。（真空射入其它介质）数学意义：折射率是反映介质对光的偏折能力大小的数学量，是介质的光学性质，由介质本身决定，与θ无关。中学数学必修3-4研究表明，光在不同介质中的传播速率不同。在介质中传播速率v与折射率的关系为[自学讨论]中学生教材52页有关内容，讨论并回答如下问题：［多媒体投影］1、为什么任何介质的折射率都小于1？2、光在同一均匀介质中传播时，介质对光所呈现下来的折射率n是多少?3、光由其他介质射入空气时，n=sinθ[中学生回答]1、光在真空中的传播速率为c，而在其它介质中，光的传播速率vc，介质的折射率也就小于1。（老师补充）因而，当光线由空气射入介质时，如由空气射入玻璃、水中（班主任形象示范出），折射角大于入射角，叫近法线折射；当光线由介质射入空气时，如由玻璃或水射入空气中，折射角小于入射角，叫远法线折射。2、同一均匀介质中光速相同，n=v/v=13、适用。θ为介质中的光线与法线的倾角。［实验］测定玻璃的折射率每四个中学生一组，借助插针法，把握测定玻璃折射率的原理和技巧。
班主任巡回指导，发觉问题并及时纠正。［讨论］实验中应当采取什么举措以减少偏差？如：入射角适当大一些；大头针的距离适当远一些等。［借助讲义投影例题］如图恰能看见桶底边沿上的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，由点A向AB看去，看见桶底上的点C，两点C、B相距d/4。求油的折射率和光在油中的传播速率。中学数学必修3-4解：如图2所示，因底面半径于桶高相等，由此可知A=ABG=45；由OD=2CD可知COD的余弦=ODCDCD油的折射率n=/=10光在油中的传播速率v=c/n=1.910[小结]耳朵在A点见到C点的实际上是步入耳朵的折射光线OA反向延长线上的C点的点的正上方。故装入水底的硬币看起来似乎变浅了，水底的牙签向下折了。（三）课堂总结、点评通过明天的学习，我们除了确定了入射角的余弦与折射角的余弦之比是一个常数的定量关系，得出了折射定理，但是我们还定义了介质的折射率，它反映了介质的光学特点。我们还学习了用插针法测定玻璃折射率的方式。（四）闲暇作业完成P54“问题与练习”的题目。附：课后训练1、斜插入水底的牙签与竖直方向成45角，由空气中向上观察看，看见牙签牙签在水中的部份与竖直方向所成的角为θ光折射实验玻璃砖要厚的，则（）θ=45（D）条件不足，不能确定中学数学必修3-4[答案]（B）2、光从空气射入折射率为的介质中，反射光线恰垂直于折射光线，求入射角为多大？（该题班主任要先画出光路图，而后再让中学生做题）（[答案]60）