【粤教沪科】八年级物理上册:第三章3.4《探究光的折射规律》教案.doc

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1、 第三章4 探究光的折射规律1教学目标知识与技能知道什么是光的折射现象。知道光的折射的初步规律,并能用该规律分析说明生活中常见的折射现象。过程与方法经历实验探究光的折射规律的过程,重点培养通过观察和分析,从现象中发现物理规律的能力。观察生活中因光的折射而发生的现象。情感态度与价值观在探究光的折射规律的过程中,激发学生的好奇心,培养学生的探索精神,让学生体验科学发现的乐趣。关注周围生活中的折射现象,乐于用学过的知识研究其中的原因。2教材说明本节主要内容有:认识光的折射现象,探究光的折射规律,运用光的折射规律分析生活中的折射现象。光的折射是学生学了光的反射后,接触到的又一重要的光学现象,这种现象在

2、生活中普通存在,学生可能注意过一些由光的折射产生的现象,却不能理解其中的原因,因此学生对研究光的折射怀有较强的求知愿望。光的折射规律不仅能解释生活中的有关现象,同时又是理解透镜作用的基础。本节的编写思路是:通过教材图3-37所示的实验,首先让学生认识光的折射现象;然后让学生做“活动1”中的实验,学生在实验中发现一些奇妙(而又不能明确解释)的现象,并急于想知道其中的原因,从而激发学生进一步探究光的折射规律的欲望;“活动2”让学生通过实验,探究光的折射规律;最后运用光的折射规律,解释生活中的折射现象。本节教材与传统教材的最大区别,就是让学生通过科学探究的方式学习光的折射规律。传统教材比较重视科学知

3、识,而本教材增设了两个学生活动,“活动1”激发学生产生探究光的折射规律的兴趣,“活动2”让学生经历探究光的折射规律的过程,这些都给学生进行开放性的自主探究学习提供了广阔的空间。本节教学重点:光的折射规律是几何光学的基本规律,是解释生活中折射现象的主要依据,另外光的折射规律的探究过程,能够很好地培养学生科学探究的能力,所以光的折射规律及其探究过程是本节教学的重点。本节教学难点:分析解释生活中的一些折射现象,既涉及到光的折射规律,又与人的视觉习惯有关,学生不容易理解,是本节教学的难点。3教学建议本节可按照学生的认识规律,由浅入深进行教学,首先让学生认识光的折射现象,然后探究光的折射规律,最后解释生

4、活中的折射现象。其中探究光的折射规律是本节教学的重点,组织学生做好实验,为学生自主探究提供充足的时间和实验条件,是本节教学的关键。光的折射可以开门见山,直接演示教材图3-37所示的实验,让学生通过观察,发现光的折射现象,总结出光的折射的定义。也可以设置一些情境,引起学生的兴趣。例如:让激光笔发出的光照在大屏幕上(或远处的墙壁上),大家看到一个光点,教师问学生:激光笔发出的光是沿怎样的路线到达银幕(或墙壁)的?光沿直线传播。把盛水的玻璃杯或玻璃砖在光路上挡一下,光点发出了位移,让学生猜想“为什么?”然后用教材图3-37所示的实验检验学生的猜想。图3.4-1对于教材图3-37所示的实验,可以用玻璃

5、水槽、激光笔、光屏来做,将光屏竖直插入水槽中,一半浸入水中,一半在空气中,使激光笔发出的光掠射在光屏上。为使掠射效果明显,可用改制的激光笔作光源,改制方法参见本章“课程资源”之“1.激光笔的改制”。还可以改用大烧瓶做此实验,如图3.4-1所示,为了显示光路,可以在水中滴入少许牛奶,在上部(空气中)放一支点燃的香,形成一些烟雾。活动1 观察光的折射现象“活动1”的主要目的是设疑激趣,通过两个实验让学生意识到,由于光的折射,在实际中会看到一些奇妙的现象,而这些现象仅凭现有的知识不能完全解释,必须进一步研究光的折射规律。这两个实验,做起来并不复杂,可完全放给学生,让他们尽情地观察、体验。实验后让学生

6、说说“可能的原因”,主要是引起学生思考,让他们提出自己的猜想。其实要准确解释他们观察到的现象,既要用到光的折射规律,又涉及到人的视觉习惯,此时学生给出圆满的解释几乎是不可能的。在学生的猜想中,可能会出现一些错误的说法,教师(或其他学生)要及时给予纠正,如:生:铅笔发生了折射。师:“铅笔”能折射吗?生:人的“光眼(或视线)”发生折射。师:人眼会发光吗?对于学生提出的正确猜想,教师也要步步追问,引起他们深思,如:生:来自物体的光在水面处折射,然后进入眼中。师:那么光向哪个方向偏折?这样、还是这样(可以用两根木棍帮助说明)?为什么水中的物体看起来似乎变浅了、而不是变深?面对学生的种种推测和疑惑,教师

7、最后用一句话总结和过渡:看来要正确解释大家看到的这些奇妙的现象,必须弄清光折射的规律。探究光的折射规律“活动2”的目的是让学生通过实验,探究光的折射规律,即探究“三线”、“两角”的关系,重点研究折射角与入射角的关系及条件。除教材图3-39(a)所示的器材外,教师和学生可因地制宜创造性地自制器材,如上文图3.4-1所示的器材和下面的器材,实验效果也比较好,可供参考。如图3.4-2(a)所示,取一块直径约20cm的胶木板圆盘做面板,面板上沿圆周标上角度,再用透明有机玻璃与面板粘合成半圆形水槽。光源固定在连杆的一端,连杆的另一端用螺栓固定在面板背面的中心位置,要求连杆可以绕螺栓转动。整个装置安装在铁

8、架台上。将玻璃水槽换成半圆玻璃砖粘在面板上,还可用来探究光在“空气玻璃”界面上发生折射的规律,如图3.4-2 (b)所示。 (a) (b)图3.4-2图3.4-3实验前,要让学生明确实验观察的目的:探究光从一种介质进入另一种介质时如何偏折,具体来说要注意以下4点:是否也像光的反射那样,折射光线跟入射光线、法线在同一平面内?当光从空气斜射到水或玻璃表面时,是像图3.4-3所示OB那样偏折?还是像OC那样偏折?(为便于描述,引入“入射角”和“折射角”)当入射角增大或减小时,折射角如何变化?折射光路可逆吗?可将上述实验目的归纳成简要的文字,用多媒体投出,并让学生观看1分钟。学生明确了实验目的,则把“

9、主动权”完全放给学生,一定要给学生留有足够的活动时间,让他们在实验中观察、发现、交流,进行开放式地探索。活动后,全班集中交流,学生汇报自己的发现,教师适时点评、引导。学生亲身经历了实验探究的过程,大都能发现光折射的初步规律;个别学生有一些不准确甚至错误的结论,可引导学生讨论,最终对光的折射规律获得正确的认识;有的学生的发现可能超出了初中物理范畴,如发现了全反射现象,教师应给予表扬和鼓励。最后总结,得到光折射的规律:光折射时,折射光线、入射光线、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。光从空气斜射到水或玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。当入射角增大时,折射角也增大。

10、光垂直射到水或玻璃的表面时,光的传播方向不改变。在光的折射现象中,光路也是可逆的。为帮助学生理解和巩固光的折射规律,可让学生作一些光路图。如图3.4-4所示,作出折射光线的大致位置。图3.4-4生活中的折射现象运用光的折射规律解释生活中的折射现象,对于初中学生来说比较困难,教师要引起注意。由于学生没有学习平面镜成像的原理,对人的视觉习惯并不清楚;加之探究光的折射规律时占用了较多的课堂教学时间,所以对于“铅笔为什么向上弯折”,建议采用教师边画图边点拔、师生双边讨论的方式,让学生把其中的道理弄清楚,学生在理解的基础上举一反三,独立分析其他类似的现象。如在解释“铅笔为什么向上弯折”时,首先明确:人看

11、到铅笔,是从铅笔射出的光进到了眼睛。再根据光的折射规律,在黑板上画出从笔端P点射出的两条光线,在水面处发生折射后,进入人的眼睛。眼睛逆着折射光线看去,觉得折射光线好像是从它们的反向延长线的交点P 射来的,即铅笔的P点眼睛看起来好像在P点(此处要放慢,略作停顿,给学生留有思考理解的时间),并且P点比P点浅。铅笔在水中的其他各点都是如此,所以我们看起来铅笔在水中的部分好像向上折起了。关于光在不均匀的空气中发生折射的现象,只作为常识性了解,让学生知道这也叫折射即可,对于具体的折射情况、光路图等,均不作要求。4教学评价课堂测评1在探究光的折射规律的实验中,你发现了哪些规律?当时的心情如何?2学了光的折

12、射后,请以“光的传播”为题,对前几节学习的有关知识做一个简要的总结。图3.4-53如图3.4-5所示,一束光沿AO方向由空气射向水面,经折射后可能照亮水中的点。(选填图中的字母)4关于光的折射,下列说法错误的是()A.光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定发生改变B.光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角C.光从空气中斜射入水中,当入射角增大时,折射角也随着增大,但总小于入射角D.和光的反射现象一样,折射光路也是可逆的玻璃5在图3.4-6中,请大致画出入射光线经水面或三棱镜折射后,进入空气的光路图。图3.4-66如图3.4-7所示,是我们看到的筷子斜插入水中的情况,其中正确的是()图3.

13、4-77自选器材设计实验,探究:光从水中斜射入玻璃中时的折射规律。【参考答案】1略。2光在同种均匀介质中沿直线传播;光在同一种不均匀的介质中传播时,会发生折射;光照在两种介质的分界面上,一般会发生反射和折射,反射光线遵循光的反射定律,折射光线遵循光的折射规律。图3.4-83H 4A 5如图3.4-8所示。 6D7以下实验方案可供参考:将玻璃砖浸没在水中,用激光笔作光源,用光屏来显示光路。“自我评价与作业”指导1.实验时最好用激光笔作光源,小商品市场的玩具店一般有售。2.如斜插在水中的筷子,看起来好像弯折了等。3.C4.D3.5 奇妙的透镜1教学目标知识与技能能识别凸透镜和凹透镜。认识凸透镜对光

14、的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。知道什么是焦点和焦距。过程与方法观察透镜对光的作用,会用光路图表示观察到的现象。通过实验测量凸透镜的焦距。情感态度与价值观通过观察透镜对光的作用,体验到透镜的奇妙,产生对物理的兴趣。2教材说明本节主要内容有:认识凸透镜和凹透镜,学习有关透镜的一些名词,观察凸透镜和凹透镜对光的作用,测量凸透镜的焦距。透镜是利用光的折射制成的改变光路的器件,在生活、生产和技术中都有广泛的应用。本节主要介绍有关透镜的一些基本概念和透镜对光的作用,为后面学习凸透镜成像及其应用作准备。本节的编写思路是让学生从感性到理性认识透镜:首先让学生认识透镜的外部特征,然后研究透镜对光的作用,在此

15、基础上引入焦点、焦距等重要概念。与传统教材相比,本教材增设了一些学生活动,如观察透镜对光的作用、测量凸透镜的焦距,学生通过接触实物,亲自操作、观察,对透镜的作用、焦点、焦距等会有真切的体验,把有关知识真正学会弄懂,而不是纸上谈兵、仅记住抽象的名词。本节教学重点:凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用,是透镜的基本性质,也是引入焦点、焦距的基础;对透镜而言,焦点是一个特殊而重要的点,无论作光路图,还是研究凸透镜成像的规律,都涉及到焦点。所以透镜对光的作用和焦点、焦距的概念,是本节教学的重点。本节教学难点:凹透镜的虚焦点是人为引入的,比较抽象,利用凹透镜的虚焦点画光路图,学生容易出错,是本节教

16、学的难点。3教学建议本节没有太难的教学内容,关键是让学生多接触实物,通过观察、实验、探究,学习跟透镜有关的一些最基本的知识。教材开头是让学生熟悉凸透镜和凹透镜,可以把透镜发给学生,保证每个小组各有一块凸透镜和凹透镜,让学生观察、比较两种透镜的外部特征,说出它们的异、同点。在学生回答的基础上,小结:透镜的玻璃片是透光的,是利用光的折射制成的光学器件;中间比边缘厚的透镜叫凸透镜,中间比边缘薄的透镜叫凹透镜。为便于学生理解,教师最好在黑板上画出它们的截面图。然后结合截面图介绍:透镜的中心叫光心,通过光心和球面球心的直线叫透镜的主光轴。对于光心和主光轴,像教材上那样简单介绍即可,不要扩展。透镜对光的作

17、用“活动1”的目的是让学生通过实验观察,认识凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。该实验最好用光具盘和配套的条状凸透镜和凹透镜来做,若没有平行光源,可以用胶带将几只激光笔并排绑在一起,使它们射出的几条平行光线掠射在光具盘上,也可以利用太阳光作光源,具体方法参见本章“课程资源”之“2.利用太阳光作平行光源”。若没有光具盘,也可以用第3节研究“球面镜”时的方法,用纸盒自制暗箱,光源可以用亮度强、聚光性较好的手电筒,或者太阳光、并排绑在一起的几只激光笔。在实验器材实在缺乏的情况下,还可以用下面的方法进行实验:用手电筒直射到透镜上,光屏放在透镜后并靠近透镜,观察光经过透镜后在光屏上照亮的范围和亮

18、度,使光屏逐渐远离透镜,观察光屏上光照范围和亮度的变化。会发现:用凸透镜做实验时,随着光屏逐渐远离透镜,光照的范围逐渐变小、亮度变强,最后在光屏上看到一个亮点,说明凸透镜对光有会聚作用;用凹透镜实验时,随着光屏逐渐远离透镜,光照的范围逐渐变大、亮度变暗,说明凹透镜对光有发散作用。透镜的焦点和焦距为了介绍透镜的焦点和焦距,让学生把活动1中观察到的光路,用光路图表示出来,画在练习本上。可以指定两名学生,分别把凸透镜和凹透镜对光作用的光路图画在黑板上。教师结合学生在黑板上画的光路图,介绍凸透镜的焦点和焦距、凹透镜的虚焦点和焦距。介绍凹透镜的虚焦点时要慢一些,用彩笔画出延长线(虚线),并让学生补画在自

19、己的练习本上。“活动2”的目的是测量凸透镜的焦距,让学生加深对凸透镜焦点和焦距的认识,培养学生的动手能力和学习兴趣。图3.5-1在活动2中,若没有现成的平行光源,应尽可能找带有聚光功能的手电筒,使手电筒发出的光尽可能是平行光。还可以把学生带到室外(因这是本节课的最后一个教学环节),用太阳光找凸透镜的焦点,或者把“活动2”作为一项课外作业,把凸透镜发给学生,让学生在课下完成。要注意向学生强调:千万不要透过凸透镜观察太阳,以免损伤眼睛。在测量凸透镜的焦距时,由于用刻度尺不便于直接测量焦点到透镜中心的距离,可借助圆规来测量焦距。具体方法是:先把圆规的金属笔尖放在焦点上,再把圆规的另一只脚接触到凸透镜的中心,如图3.5-1所示,然后用尺子测量这两点间的距离,这个长度就是凸透镜的焦距。关于“影响测量准确度的主要因素有哪些?”答案是开放的,要让学生结合实验感受讨论回答。如入射光线不一定正好平行于凸透镜的主光轴,焦点不一定找准,光心不一定找准,透镜有一定的厚度等。结合信息游览之“冰透镜向日取火”,可对学生进行爱国主义教育;并启发学生思考,用其他物品是否也能取火?例如,用装满水的玻璃瓶也能会聚太阳光来点火等。

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