人教版高中物理選擇性必修1第4章第1節光的折射教學設計

課題光的折射單元4學科物理年級高二

本節教村對光的反時知識作了簡單的回題，這部分內容學生在初中已有所學習本節的重

點是光的折射定律、折射率的測定，教學中要給予充分重視。教學中要求學生能在折射實驗

現象的基礎上，經過分析和推理得出定性結論:再通過實驗探究，分析實驗數據，發現特點

和規律，得出定量結論，從而培養學生科學思維和科學探究的能力。本節內容是第2節“全

教材反射”的基礎。

分析教材首先以射水魚為情境，引出光的折射的概念。接著通過折射實驗，觀察人射角和折

射角的大小和動態變化情況，引導學生對物理現象進行簡單的分析和推理，構建物理模型。

通過對數據的定量研究，得到折射定律并介紹折射率這個反映介質光學性質的物理量。最后，

教材通過一個測量玻璃折射率的實驗和例題來落實折射率公式的應用，加深對折射率公式的

理解。

教學物理觀念：認識光的折射現象，知道法線、入射角、折射角的含義。

目標科學思維：理解折射定律會利用折射定律解釋相關光現象和計算有關問題。

與核科學探究：理解折射率的概念，會通過實驗測定玻璃的折射率。

心素科學態度與價值觀：培養用物理實驗探究科學問題的方法，養成細心嚴謹的科學態度。

養

重點理解折射定律會利用折射定律解釋相關光現象和計算有關問題。

難點理解折射率的概念，會通過實驗測定玻璃的折射率。

教學過程

教學環節教師活動學生活動設計意圖

導入新課射水魚在水中能準確射中水面.上不遠處的小學生通過

昆蟲。水中的魚看到小昆蟲在什么位置?是在昆蟲觀察演示對初中物理的學

的上方還是下方?圖片。習，對折射的概

思考在水念已經有所了

中魚的視覺里解，但對折射的

看昆蟲是在什本質還不清楚，

么位置。再次引導學生思

考產生折射現象

的原因。

講授新課一、光的折射

觀察折射

現象。并畫出引導學生通

光路圖。過實驗探究入射

角和折射角之間

光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向的關系。

發生改變的現象。

實驗一：探尋入射角和折射角之間的關系。

學生動手

實驗操作。

總結數

據，得出結論。

折射光線與入射光線、法線在同一平面內，

折射光線與入射光線分別位于法線的兩側；入射角

的正弦與折射角的正弦成正比。

讓學生通過

圖像處理數據，

sin1

n12總結出折射角與

sin2入射角之間的關

系。提高學生用

二、折射率

圖像處理數據的

1.定義：光從真空射入某種介質發生折射時，

能力。

入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質

的絕對折射率，簡稱折射率。

sinic

2.定義式:n（n>1）

sinrv

3.說明：

（1）折射率無單位，任何介質的折射率皆大

總結折射

于1。

率的定義。

（2）n的大小與介質有關，與i和r無關，對

于確定的介質，n是定值.

（3）物理意義---反映介質對光的偏折能力的

大小

（4）折射的原因---光在不同介質中的速度不

同。

課堂練習1、(多選)關于光的折射,下列說法錯

誤的是()

A.折射光線一定在法線和入射光線所確定的平

面內完成課堂

B.入射光線和法線與折射光線不一定在一個平練習。

面內

C.入射角總大于折射角

D.光線從空氣斜射入玻璃時,入射角大于折射

角

解析：根據折射定律,入射光線、折射光線和法

線一定在同一平面內,選項B錯誤;入射角不一定總

大于折射角,選項C錯誤。

答案：BC

思考1、插入水中的筷子為什么會彎折？

人看水中的物體，看到的是物體的虛像，像的

結合折射結合思考問

位置比物體的實際位置偏高，人感覺筷子彎折了，

率的概念，思題，讓學生對折

杯中的水也變淺了。

考為什么筷子射現象能有進一

思考2、水中的魚看岸上的景物會是怎樣的情

會折彎。步的認識，并用

景？

動畫演示解釋原

因。

思考3、如果沒有大氣，將遲一些看到太陽還

是早一些看到太陽？

例題、如圖一個儲油桶的底面直徑與高均為

d．當桶內沒有油時，從某點Ａ恰能看到桶底邊緣

的某點Ｂ。當桶內油的深度等于桶高的一半時，仍

沿ＡＢ方向看去，恰好看到桶低上的點C，ＣＢ兩

點距離d/4．求油的折射率和光在油中傳播的速度。

完成課本練習利用折

例題。射率解決實際問

題。

d

CN'1

sin4

222

COdd5

42

sinc

解析：n11.58又n

sin2v

c

v1.9108m/s

n

三、折射率的測定

實驗二：測定玻璃的折射率。

原理：如圖所示,通過插針法找出跟入射光線對

應的出射光線,從而找出折射光線和折射角θ2,再

sini

根據n求出玻璃的折射率。

sinr

討論1：本次實驗需要哪些器材？

學生結合物理是一門

木板、白紙、玻璃磚、大頭針、量角器、刻度

尺、鉛筆。折射率的概以實驗為基礎的

討論2、簡述主要的實驗步驟念，自主設計學科，讓學生通

1、在白紙上畫一直線aa'作為界面,過aa'上的實驗，探究測過實驗探究，掌

一點O畫出界面的法線NN',并畫一條線段AO作為量折射率的方握測量折射率的

入射光線。法。方法和科學處理

2、把長方形玻璃磚放在白紙上,并使其長邊與實驗數據的方

aa'重合,再用刻度尺畫出玻璃磚的另一邊bb'。法，提高學生的

3、在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2。動手操作能力和

4、從玻璃磚bb'一側透過玻璃磚觀察大頭針P1、數據處理能力。

P2的像,調整視線的方向直到P1的像被P2的像擋住。

再在bb'一側插上兩枚大頭針P3、P4,使P3能擋住P1、

P2的像,P4能擋住P3本身及P1、P2的像。

5、移去玻璃磚,在拔掉P1、P2、P3、P4的同時

分別記下它們的位置,過P3、P4作直線O'B交bb'于

O'。連接O、O',OO'就是玻璃磚內折射光線的方向。

∠AON為入射角,∠O'ON'為折射角。

6、改變入射角,重復實驗。

討論3、本實驗有哪些注意事項？

1.實驗時,應盡可能將大頭針豎直插在紙上,且

P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O、P3與O'之間

距離要稍大一些。

2.入射角θ1不宜太大(接近90°),也不宜太小

(接近0°)。當θ1太大時,反射光較強,出射光較弱;

當θ1太小時,入射角、折射角測量的相對誤差較大。

3.操作時,手不能觸摸玻璃磚的光潔光學面,更

不能把玻璃磚界面當作尺子畫界線。

4.實驗過程中,玻璃磚與白紙的相對位置不能

改變。

5.玻璃磚應選用寬度較大的,宜在5cm以上,若

寬度太小,則測量誤差較大。

討論4、如何進行數據處理

①計算法

用量角器測量入射角θ1和折射角θ2,并查出

其正弦值sinθ1和sinθ2。算出不同入射角時的sin

θ1/sinθ2,并取平均值。

②作sinθ1-sinθ2圖象掌握科學

改變不同的入射角θ1,測出不同的折射角θ2,處理實驗數據

作sinθ1-sinθ2圖象,由n=sinθ1/sinθ2,可知圖象應的方法。

為直線,如圖所示,其斜率為玻璃的折射率。

討論5、怎樣可以減小誤差？

1、入射光線、出射光線確定的準確性造成誤

差,故在入射側和出射側所插兩枚大頭針的間距應

大一些。

2、入射角和折射角的測量造成誤差。入射角

應適當大一些,可以減小測量的相對誤差。

課堂練習3、在測定玻璃折射率的實驗中:(1)

某同學實驗插針的步驟如下

A.在表示入射光線的AO上插上大頭針P1、P2;

B.通過玻璃磚觀察P2、P1,調整視線,直到P1的

像被P2的像擋住;

C.再觀察一側插上大頭針P3、P4,記下P3、P4

的位置。完成課堂

這位同學在操作中有什么重要疏練習。

漏?

(2)以通過P1、P2的直線與玻璃磚的交點O為圓

心,以某一適當長度R為半徑畫圓,與OA交于A,與

OO'的延長線交于C,如圖所示,過A、C分別作玻璃

磚界面的法線MN的垂線,圖中B、D分別為垂足,

用刻度尺量得AB=45mm,CD=30mm,則玻璃磚的折

射率為。

(3)在測定玻璃的折射率的實驗中,對一塊兩面

平行的玻璃磚,用“插針法”找出與入射光線對應的

出射光線,現有甲、乙、丙、丁四位同學分別做出如

圖所示的四組插針結果。

①從圖上看,肯定把針插錯了的同學

是。

②從圖上看,測量結果準確度最高的同學

是。

答案：插針時應使P3擋住P1和P2的像,P4擋住

P1、P2、P3的像；1.5；丙；丁。

拓展提高1、關于折射率,下列說法正確的是()

sini完成拓展通過完成練

A.根據n可知,介質的折射率與入射

sinr

提高練習題。習題，鞏固基礎

角的正弦成正比

sini知識。

B.根據n可知,介質的折射率可能為任

sinr

何正數

c

C.根據n可知,介質的折射率等于光在真空

v

中的傳播速度c跟光在這種介質中的傳播速度v之

比

D.以上說法都不對

解析：某種介質的折射率只與介質本身有關,

與角度無關,選項A錯誤;介質的折射率都大于1,選

c

項B錯誤;由n可知,選項C正確,D錯誤。

v

答案：C

2、一束光線與水面方向成30°,從空氣射入水

中,其反射光線和折射光線恰好垂直,則反射角和折

射角分別為()

A.30°,30°B.60°,60°

C.60°,30°D.30°,60°

解析：畫光路圖如圖所示,入射角與反射角相

等,故入射