光的折射.doc

“光的折射”教学片断学生实验1：在碗中盛满水，把筷子斜插到碗的底部，从侧面斜视水面，会发现水中的筷子看上去好像向上弯折了。学生实验2：准备两个相同的杯子（最好杯底带有图案），一个不加水，一个加满水，让学生从一旁观察杯底的图案，图案好像升高了。老师：出现上述不可思议的现象，是因为光在水和空气中传播时发生了一种光现象。为便于研究，需要光源激光笔，还需要把光在空气和水中的路径显示出来。你有什么办法？学生：在水中加些牛奶或肥皂水，可以显示光在水中的路径。在水面上方喷烟雾，或者利用热开水上面的“白汽”，可以显示光在空气中的路径。这都是利用了漫反射的道理。老师：很好。（进行实验：将激光笔固定在铁架台上，往水槽内加一定量的开水，把激光笔发出的光射向热开水上面的“白汽”中），能观察到什么现象？学生：光沿直线传播。老师：请同学们猜猜，如果光从空气射入水中，光是否还沿直线传播？老师接着演示：将激光笔发出的光从不同角度斜射入水中，让学生观察，光束在空气中和在水中的径迹。学生：光从空气斜射向水面时，会有一部分光反射回空气中，还有一部分光进入水中，但传播方向发生偏折。老师：观察得很仔细！能把你观察到的画在纸上吗？画的时候要画出空气和水的分界面，过入射点的法线，画准向哪偏折。结合图，讲解光的折射现象的定义，了解入射光线、折射光线、法线、入射角、折射角等有关名词。要特别指出，折射角是折射光线与法线的夹角。通过上面实验的观察，尝试总结出光从空气斜射入水中时的折射规律：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；光从空气斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。借助上面的实验装置，还可以通过观察得出：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，传播方向不变。老师：我们已经知道，光在发生反射时，光路是可逆的。那么发生折射时，光路是否可逆呢？（实验：试着用另外一个激光笔，从水槽底部，逆着第一个激光笔在水中的折射光线的方向，看它的折射光线能否与第一个激光笔在空气中的入射光线重合？如果重合，说明什么？学生：说明在发生折射时，光路是可逆的。老师：画出光从水斜射向空气中的光路图，能否总结出折射规律？学生：光从水斜射向空气中，折射光线远离法线，即折射角大于入射角。老师：大家知道玻璃也是透光的，光从空气射入玻璃，以上折射规律在玻璃中是否成立呢？你可以先猜想，再实验，画出图，最后总结。为了显示进入玻璃砖前后的入射光线和出射光线，可以在玻璃砖周围制造些烟雾。引导学生总结出以下结论：光从空气斜射入水或玻璃时，折射角小于入射角；光从水或玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角。老师：一会是“折射角小于入射角”，一会是“折射角大于入射角”，老师都搞混了，你们能不能发现两种情况有什么共同之处？学生：不论入射角还是折射角，只要该角是在空气中，这个角都是大的。老师：太好了，很好记。简记为“空气中的角总是大的”。老师：现在同学们明白了水中筷子看上去好像向上弯折，水中的图案升高的原因吗？学生：都是光的折射造成的。老师：具体情况如图所示，从碗底S点发出的光线，由水进入空气时，在水面上会发生折射，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反向延长线交点S发出来的。S就是S升高的虚像，所以，人看上去盛水的碗底好像变浅了。老师：你们认为渔民用叉瞄准水中的鱼能叉到鱼吗？学生：不能，因为看到的是鱼升高的虚像，实际的鱼在看到的鱼的下方。所以只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到。老师：大家看，物理就是这么有用。光的折射现象不仅能发生在两种介质中，同种不均匀介质（如大气）中也能发生光的折射。大气中的折射现象：太阳变形、海市蜃楼、星光闪烁、当太阳还在地平线以下时，人们已经看到它等。