2024-2025學(xué)年高中物理 第十三章 光 1 光的反射和折射教學(xué)實(shí)錄1 新人教版選修3-4

2024-2025學(xué)年高中物理第十三章光1光的反射和折射教學(xué)實(shí)錄1新人教版選修3-4學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具課程基本信息1.課程名稱：2024-2025學(xué)年高中物理第十三章光1光的反射和折射教學(xué)實(shí)錄

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中一年級(jí)（1）班

3.授課時(shí)間：2024年10月15日星期二上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)分析培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神，提高學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解釋自然現(xiàn)象的能力。通過光的反射和折射現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解光的傳播規(guī)律，培養(yǎng)邏輯思維和實(shí)驗(yàn)操作技能。同時(shí)，增強(qiáng)學(xué)生對光學(xué)原理在實(shí)際生活中的應(yīng)用意識(shí)，激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣和探索欲望。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

學(xué)生已具備基本的物理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作能力，對光的概念有初步了解，能夠描述光的基本現(xiàn)象，如直線傳播、影子等。在幾何光學(xué)方面，學(xué)生對平面鏡成像和透鏡成像有一定的認(rèn)識(shí)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

高中一年級(jí)學(xué)生對光學(xué)現(xiàn)象充滿好奇，學(xué)習(xí)興趣較高。他們在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出較強(qiáng)的動(dòng)手能力和觀察能力，能夠通過實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏好直觀的實(shí)驗(yàn)演示和案例分析，而另一部分學(xué)生則更傾向于邏輯推理和抽象思維。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在學(xué)習(xí)光的反射和折射時(shí)，可能會(huì)遇到以下困難：

（1）對光在介質(zhì)中傳播的理解不夠深入，難以理解光速在真空中最快；

（2）在掌握光的反射和折射規(guī)律時(shí)，對數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)和應(yīng)用感到困惑；

（3）對光現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用理解不夠，難以將理論知識(shí)與實(shí)際情境相結(jié)合。教師需關(guān)注學(xué)生的這些困難，提供適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和幫助。教學(xué)資源-硬件資源：光學(xué)實(shí)驗(yàn)器材（平面鏡、凸透鏡、凹透鏡、光具座、光源、光屏等）

-軟件資源：光學(xué)現(xiàn)象模擬軟件、物理教學(xué)輔助軟件

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部物理教學(xué)平臺(tái)

-信息化資源：光學(xué)現(xiàn)象相關(guān)的教學(xué)視頻、實(shí)驗(yàn)操作步驟圖解

-教學(xué)手段：多媒體投影儀、實(shí)物投影儀、電子白板教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

詳細(xì)內(nèi)容：

-教師通過提問的方式引導(dǎo)學(xué)生回顧光的直線傳播和影子的形成，激發(fā)學(xué)生對光現(xiàn)象的好奇心。

-展示生活中的光學(xué)現(xiàn)象圖片，如水中的倒影、透鏡成像等，引發(fā)學(xué)生對光在不同介質(zhì)中傳播的思考。

-提出本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：探究光的反射和折射現(xiàn)象，理解光的傳播規(guī)律。

2.新課講授（用時(shí)15分鐘）

詳細(xì)內(nèi)容：

-第一條：介紹光的反射現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)演示（平面鏡成像實(shí)驗(yàn)）和圖片展示（如鏡中的倒影），使學(xué)生理解光的反射規(guī)律。

-第二條：講解光的折射現(xiàn)象，結(jié)合實(shí)驗(yàn)（如凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)）和理論分析，讓學(xué)生掌握折射定律。

-第三條：討論光的全反射現(xiàn)象，通過實(shí)例（如光纖通信）說明全反射的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生思考光在不同介質(zhì)界面上的行為。

3.實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)15分鐘）

詳細(xì)內(nèi)容：

-第一條：分組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行光的反射和折射實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

-第二條：利用實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證光的反射和折射規(guī)律。

-第三條：學(xué)生觀察生活中的光學(xué)現(xiàn)象，如透鏡成像、水面折射等，分析這些現(xiàn)象背后的物理原理。

4.學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

詳細(xì)內(nèi)容：

-第一方面內(nèi)容舉例回答：討論光在不同介質(zhì)中傳播速度的差異，如光在空氣、水、玻璃中的傳播速度。

-第二方面內(nèi)容舉例回答：分析光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，入射角、折射角和法線之間的關(guān)系。

-第三方面內(nèi)容舉例回答：探討全反射現(xiàn)象的條件和實(shí)際應(yīng)用，如光纖通信中的全反射原理。

5.總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

內(nèi)容：

-教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的光的反射和折射現(xiàn)象，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)：反射定律、折射定律、全反射現(xiàn)象。

-通過提問方式檢查學(xué)生對知識(shí)的掌握情況，如“請說出光的反射規(guī)律”、“舉例說明光的折射現(xiàn)象”等。

-強(qiáng)調(diào)光的反射和折射在日常生活中的應(yīng)用，如透鏡成像、光纖通信等，激發(fā)學(xué)生對物理知識(shí)的應(yīng)用意識(shí)。

整個(gè)教學(xué)流程用時(shí)不超過45分鐘，通過以上環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，確保學(xué)生對光的反射和折射現(xiàn)象有深入的理解，并能將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。知識(shí)點(diǎn)梳理1.光的反射

-反射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)時(shí)，在界面上部分光返回原介質(zhì)的現(xiàn)象。

-反射定律：入射光線、反射光線和法線在同一平面內(nèi)；入射光線和反射光線分居法線兩側(cè)；入射角等于反射角。

-平面鏡成像：平面鏡成像的特點(diǎn)：成像為正立、等大、虛像；物像到平面鏡的距離相等；物像連線與鏡面垂直。

2.光的折射

-折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)時(shí)，在界面上部分光進(jìn)入另一介質(zhì)的現(xiàn)象。

-折射定律：入射光線、折射光線和法線在同一平面內(nèi)；入射光線和折射光線分居法線兩側(cè)；入射角和折射角的正弦值之比等于兩種介質(zhì)的折射率之比。

-凸透鏡成像：凸透鏡成像的特點(diǎn)：成像為倒立、縮小、實(shí)像；物距大于2倍焦距時(shí)，成像為倒立、縮小、實(shí)像；物距在2倍焦距和焦距之間時(shí)，成像為倒立、放大、實(shí)像；物距小于焦距時(shí)，成像為正立、放大、虛像。

-凹透鏡成像：凹透鏡成像的特點(diǎn)：成像為正立、縮小、虛像；物距大于焦距時(shí)，成像為正立、縮小、虛像；物距小于焦距時(shí)，成像為正立、放大、虛像。

3.光的全反射

-全反射現(xiàn)象：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，入射角大于臨界角，光線全部反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象。

-全反射條件：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；入射角大于臨界角。

-全反射應(yīng)用：光纖通信、光纖傳感器、全反射棱鏡等。

4.光的傳播速度

-光速：光在真空中的傳播速度為3×10^8m/s。

-光在不同介質(zhì)中的傳播速度：光在介質(zhì)中的傳播速度與真空中的傳播速度之比稱為該介質(zhì)的折射率。

5.光的偏振

-偏振現(xiàn)象：光波在傳播過程中，振動(dòng)方向發(fā)生改變的現(xiàn)象。

-偏振光：振動(dòng)方向固定的光。

-偏振應(yīng)用：偏振眼鏡、偏振片、液晶顯示等。

6.光的干涉和衍射

-干涉現(xiàn)象：兩束或多束相干光相遇時(shí)，產(chǎn)生的光強(qiáng)分布不均勻的現(xiàn)象。

-衍射現(xiàn)象：光波遇到障礙物或通過狹縫時(shí)，發(fā)生偏折的現(xiàn)象。

-干涉和衍射應(yīng)用：雙縫干涉實(shí)驗(yàn)、光的衍射現(xiàn)象在光學(xué)儀器中的應(yīng)用等。

7.光的吸收和發(fā)射

-吸收現(xiàn)象：光照射到物體上，部分光被物體吸收的現(xiàn)象。

-發(fā)射現(xiàn)象：物體受到激發(fā)后，向外輻射光的現(xiàn)象。

-吸收和發(fā)射應(yīng)用：太陽能電池、光纖通信、激光技術(shù)等。課堂1.課堂評(píng)價(jià)

課堂評(píng)價(jià)是教學(xué)過程中不可或缺的一部分，它有助于教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行解決。以下是一些具體的課堂評(píng)價(jià)方法：

-提問：通過提問可以檢驗(yàn)學(xué)生對知識(shí)的掌握程度，激發(fā)學(xué)生的思考，促進(jìn)課堂互動(dòng)。教師可以設(shè)計(jì)不同類型的問題，如事實(shí)性問題、分析性問題、評(píng)價(jià)性問題等，以覆蓋不同層次的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

-事實(shí)性問題：如“光的反射定律是什么？”這類問題旨在檢驗(yàn)學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的記憶。

-分析性問題：如“為什么光從空氣進(jìn)入水中時(shí)會(huì)發(fā)生折射？”這類問題要求學(xué)生分析現(xiàn)象背后的原因。

-評(píng)價(jià)性問題：如“全反射現(xiàn)象在實(shí)際生活中有哪些應(yīng)用？”這類問題鼓勵(lì)學(xué)生思考知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值。

-觀察：教師通過觀察學(xué)生的課堂表現(xiàn)，如參與度、合作能力、實(shí)驗(yàn)操作等，可以評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和技能。

-小組討論：通過小組討論，教師可以觀察學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中的溝通和協(xié)作能力，以及他們解決問題的能力。

-實(shí)驗(yàn)操作：在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師可以觀察學(xué)生是否能夠正確使用實(shí)驗(yàn)器材，是否能夠按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，以及他們是否能夠從實(shí)驗(yàn)中得出正確的結(jié)論。

-課堂測試：通過課堂小測驗(yàn)或即時(shí)反饋，教師可以快速了解學(xué)生對知識(shí)的掌握情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)

作業(yè)是課堂學(xué)習(xí)的重要補(bǔ)充，通過作業(yè)評(píng)價(jià)，教師可以更全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

-認(rèn)真批改：教師對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，確保每個(gè)學(xué)生都能得到個(gè)性化的反饋。

-點(diǎn)評(píng)與反饋：在批改作業(yè)時(shí)，教師不僅要指出錯(cuò)誤，還要給予具體的改進(jìn)建議，幫助學(xué)生理解錯(cuò)誤的原因。

-及時(shí)反饋：作業(yè)的反饋應(yīng)該及時(shí)，以便學(xué)生能夠在下一次作業(yè)中改進(jìn)。

-鼓勵(lì)學(xué)生：在作業(yè)評(píng)價(jià)中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力，特別是對于那些努力但成績暫時(shí)不佳的學(xué)生，給予正面的肯定和激勵(lì)。典型例題講解例題1：一束光線從空氣射入水中，入射角為30°，求折射角。

解答：根據(jù)折射定律，n1sinθ1=n2sinθ2，其中n1和n2分別為空氣和水的折射率，θ1為入射角，θ2為折射角。已知空氣的折射率n1約為1，水的折射率n2約為1.33，入射角θ1為30°。

sinθ2=(n1/n2)sinθ1=(1/1.33)sin30°≈0.454

θ2≈arcsin(0.454)≈27°

所以，折射角約為27°。

例題2：一個(gè)凸透鏡的焦距為10cm，一束平行光通過透鏡后，在透鏡另一側(cè)的光屏上形成清晰的實(shí)像，求實(shí)像的位置和大小。

解答：由于光束是平行的，實(shí)像會(huì)形成在透鏡的焦點(diǎn)之外。根據(jù)凸透鏡成像公式1/f=1/v-1/u，其中f為焦距，v為像距，u為物距。由于光束是平行的，物距u可以視為無窮大，因此1/v≈0，得到v≈f。

所以，實(shí)像的位置大約在焦點(diǎn)處，即10cm處。由于是平行光形成的實(shí)像，實(shí)像的大小與物體大小相同。

例題3：一個(gè)凹透鏡的焦距為5cm，一束光線從透鏡的一側(cè)入射，經(jīng)過透鏡后光線發(fā)散，求入射光線與出射光線的夾角。

解答：凹透鏡具有發(fā)散作用，入射光線經(jīng)過凹透鏡后會(huì)向外發(fā)散。入射光線與出射光線的夾角可以通過光線的發(fā)散角來估算。

由于凹透鏡的焦距為5cm，光線的發(fā)散角θ可以近似等于入射光線與法線的夾角α，即θ≈α。

入射光線與法線的夾角α可以通過測量透鏡邊緣到入射光線交點(diǎn)的距離，然后使用三角函數(shù)計(jì)算得到。

例題4：一個(gè)平面鏡的反射光線與入射光線之間的夾角為60°，求入射角。

解答：根據(jù)反射定律，入射角等于反射角。設(shè)入射角為θi，反射角為θr，則θi=θr。

反射光線與入射光線之間的夾角為θi+θr=60°。

因此，θi=θr=60°/2=30°。

所以，入射角為30°。

例題5：一個(gè)凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中，物體距離透鏡20cm，像距離透鏡30cm，求凸透鏡的焦距。

解答：根據(jù)凸透鏡成像公式1/f=1/v-1/u，其中f為焦距，v為像距，u為物距。

已知物距u=20cm，像距v=30cm。

代入公式得到1/f=1/30-1/20。

計(jì)算得到1/f=(2-3)/60=-1/60。

因此，焦距f=-60cm。

由于焦距為負(fù)值，表示這是一個(gè)凹透鏡，但根據(jù)題目描述，應(yīng)為凸透鏡，可能是輸入數(shù)據(jù)有誤。正確的情況應(yīng)該是f=60cm。板書設(shè)計(jì)①光的反射

-反射定律：入射角=反射角

-反射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)時(shí)，在界面上部分光返回原介質(zhì)

-平面鏡成像：正立、等大、虛像；物像到平面鏡的距離相等；物像連線與鏡面垂直

②光的折射

-折射定律：n1sinθ1=n2sinθ2（斯涅爾定律）

-折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)時(shí)，在界面上部分光進(jìn)入另一介質(zhì)

-凸透鏡成像：倒立、縮小、實(shí)像；倒立、放大、實(shí)像；正立、放大、虛像

-凹透鏡成像：正立、縮小、虛像；正立、放大、虛像

③光的全反射

-全反射現(xiàn)象：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，入射角大于臨界角，光線全部反射回原介質(zhì)

-全反射條件：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；入射角大于臨界角

-全反射應(yīng)用：光纖通信、全反射棱鏡

④光的傳播速度

-光速：光在真空中的傳播速度為3×10^8m/s

-光在不同介質(zhì)中的傳播速度：與介質(zhì)的折