4.4 光的折射 教學(xué)設(shè)計(jì) -2024-2025學(xué)年人教版物理八年級上冊

光的折射【教學(xué)目標(biāo)】物理觀念：學(xué)生要能認(rèn)識光的折射這一現(xiàn)象，深度理解光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向改變的本質(zhì)，掌握光的折射規(guī)律，像折射光線、入射光線和法線共面，折射光線與入射光線分居法線兩側(cè)?？茖W(xué)思維：借助觀察光折射的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，鍛煉學(xué)生歸納與推理能力，引導(dǎo)他們從復(fù)雜的光折射現(xiàn)象中提煉關(guān)鍵要素，構(gòu)建光折射的物理模型，進(jìn)而提升抽象思維能力，學(xué)會運(yùn)用模型對相關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行解釋與合理預(yù)測，如解釋水中物體看起來位置變化的原因。科學(xué)探究：組織學(xué)生自主開展探究光折射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，從提出問題，像不同介質(zhì)對光折射程度有何影響，到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇實(shí)驗(yàn)器材、規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)步驟，再到收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析論證得出結(jié)論，讓學(xué)生完整經(jīng)歷科學(xué)探究流程，增強(qiáng)實(shí)踐操作與解決問題的能力，熟練掌握科學(xué)探究方法，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：激發(fā)對科學(xué)探索的興趣與熱情。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注因光折射現(xiàn)象引發(fā)的視覺誤差等問題，在日常生活和科學(xué)研究中保持嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，樹立正確科學(xué)價(jià)值觀，肩負(fù)起合理運(yùn)用知識的責(zé)任?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)掌握光的折射定律，能依據(jù)定律準(zhǔn)確畫出折射光路圖，明確不同介質(zhì)對光折射程度的影響，比如光從空氣斜射入水或玻璃等介質(zhì)時(shí)折射角的變化情況。理解生活中常見的光折射現(xiàn)象背后的原理，像池水看起來比實(shí)際淺等。還要了解光在折射時(shí)光路具有可逆性這一特性，并能通過實(shí)驗(yàn)或?qū)嵗右则?yàn)證?！窘虒W(xué)過程】一、導(dǎo)入新課教師活動：同學(xué)們，上課！在之前的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)了解了光的直線傳播和光的反射現(xiàn)象。今天，我們將繼續(xù)探索光的另一種重要現(xiàn)象——光的折射。大家在日常生活中有沒有遇到過這樣的情景：當(dāng)我們把一根筷子插入水中時(shí)，筷子看起來好像在水面處被折斷了一樣；或者當(dāng)我們站在岸邊看水里的魚時(shí)，魚的位置似乎比實(shí)際位置要淺一些。這些現(xiàn)象都與光的折射有關(guān)。那么，什么是光的折射呢？它又有哪些規(guī)律呢？今天我們就來一起揭開光的折射的神秘面紗。（設(shè)計(jì)意圖：通過生活實(shí)例引入新課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們對光的折射現(xiàn)象產(chǎn)生好奇心和探索欲。）學(xué)生活動：

學(xué)生思考并回答老師的問題，分享自己遇到過的與光的折射有關(guān)的現(xiàn)象。二、光的折射現(xiàn)象（一）定義與現(xiàn)象描述教師活動：首先，我們來明確一下光的折射的定義。當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會發(fā)生改變，這種現(xiàn)象就叫做光的折射。大家要注意“斜射”這個(gè)詞，如果光是垂直入射到另一種介質(zhì)中，那么光的傳播方向是不會發(fā)生改變的。接下來，我們再來回顧一下剛才提到的筷子在水中的現(xiàn)象。為什么筷子看起來好像被折斷了呢？這就是因?yàn)楣鈴目諝庑鄙淙胨袝r(shí)發(fā)生了折射，使得我們看到的筷子位置與實(shí)際位置產(chǎn)生了偏差。（設(shè)計(jì)意圖：通過定義和現(xiàn)象描述，讓學(xué)生初步了解光的折射現(xiàn)象。）學(xué)生活動：

學(xué)生認(rèn)真聽講，思考光的折射定義，并嘗試用自己的話復(fù)述。（二）演示實(shí)驗(yàn)教師活動：為了更直觀地觀察光的折射現(xiàn)象，我們來做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。請大家看實(shí)驗(yàn)臺上的器材，有激光筆、水槽、清水和一塊玻璃磚。我現(xiàn)在用激光筆沿著水槽底部照射，大家注意觀察光線在水槽底部、進(jìn)入水中以及穿過玻璃磚時(shí)的路徑變化。（教師演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察）大家看，當(dāng)光線從空氣斜射入水中時(shí)，光線的傳播方向發(fā)生了偏折；同樣地，當(dāng)光線從空氣斜射入玻璃磚時(shí)，也發(fā)生了折射現(xiàn)象。這就是光的折射的直觀表現(xiàn)。（設(shè)計(jì)意圖：通過演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀感受光的折射現(xiàn)象，加深對折射現(xiàn)象的理解。）學(xué)生活動：

學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并思考光線在不同介質(zhì)中傳播路徑的變化。三、光的折射規(guī)律（一）折射光線、入射光線和法線的關(guān)系教師活動：接下來，我們來探究光的折射規(guī)律。首先，我們要明確幾個(gè)重要的概念：折射光線、入射光線和法線。折射光線是光進(jìn)入另一種介質(zhì)后改變方向后的光線；入射光線是光進(jìn)入另一種介質(zhì)前的光線；法線是垂直于兩種介質(zhì)交界面的直線?，F(xiàn)在，請大家結(jié)合剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考一下折射光線、入射光線和法線之間有什么關(guān)系？它們是否在同一平面內(nèi)？它們是否分居法線兩側(cè)？（設(shè)計(jì)意圖：通過引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)他們的觀察能力和分析能力。）學(xué)生活動：

學(xué)生思考并回答老師的問題，得出折射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)，且分居法線兩側(cè)的結(jié)論。（二）折射角和入射角的關(guān)系教師活動：接下來，我們再來探究折射角和入射角的關(guān)系。折射角是折射光線與法線的夾角；入射角是入射光線與法線的夾角。現(xiàn)在，請大家繼續(xù)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并思考一下當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角和入射角的大小關(guān)系如何？當(dāng)光從水斜射入空氣中時(shí)，折射角和入射角的大小關(guān)系又如何呢？（設(shè)計(jì)意圖：通過引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)他們的歸納能力和總結(jié)能力。）學(xué)生活動：

學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并思考折射角和入射角的大小關(guān)系。通過討論和交流，得出當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角；當(dāng)光從水斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角的結(jié)論。（三）光路可逆性教師活動：最后，我們再來探究一個(gè)光的折射的重要性質(zhì)——光路可逆性。光路可逆性是指當(dāng)光線沿著原來的折射光線的方向射入時(shí)，它會沿著原來的入射光線的方向射出。為了驗(yàn)證光路可逆性，我們可以再次利用實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行演示?，F(xiàn)在，我用激光筆沿著剛才折射光線的方向逆著照射，大家注意觀察光線是否沿著原來的入射光線的方向射出。（教師演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察）大家看，光線確實(shí)沿著原來的入射光線的方向射出了。這就是光路可逆性的直觀表現(xiàn)。（設(shè)計(jì)意圖：通過演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證光路可逆性，加深學(xué)生對這一性質(zhì)的理解。）學(xué)生活動：學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并思考光路可逆性的意義和應(yīng)用。四、光的折射在生活中的應(yīng)用教師活動：光的折射現(xiàn)象在我們的生活中有著廣泛的應(yīng)用。比如，我們之前提到的筷子在水中的現(xiàn)象、岸邊看水里的魚位置變淺的現(xiàn)象都是光的折射的應(yīng)用。除此之外，還有很多其他的應(yīng)用實(shí)例。比如，放大鏡就是利用凸透鏡對光線的會聚作用和光的折射原理制成的。當(dāng)物體位于凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)時(shí)，成正立、放大的虛像。這就是放大鏡的工作原理。再比如，眼鏡也是利用光的折射原理制成的。近視眼鏡是凹透鏡，它對光線有發(fā)散作用，可以矯正近視眼；遠(yuǎn)視眼鏡是凸透鏡，它對光線有會聚作用，可以矯正遠(yuǎn)視眼。（設(shè)計(jì)意圖：通過介紹光的折射在生活中的應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生感受到物理知識與生活的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)他們的應(yīng)用意識。）學(xué)生活動：

學(xué)生認(rèn)真聽取老師的講解，并思考光的折射在其他方面的應(yīng)用實(shí)例。五、課堂練習(xí)教師活動：現(xiàn)在，我們來做一些課堂練習(xí)，鞏固一下今天所學(xué)的知識。習(xí)題1：

下列關(guān)于光的折射現(xiàn)象的說法中，正確的是（）

A.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一定發(fā)生偏折

B.光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角大于入射角

C.光從水中斜射入空氣時(shí)，折射角小于入射角

D.折射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)答案：D解析：光從一種介質(zhì)垂直進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向不發(fā)生偏折，所以A選項(xiàng)錯誤；光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角，所以B選項(xiàng)錯誤；光從水中斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角，所以C選項(xiàng)錯誤；折射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)，這是光的折射的基本規(guī)律之一，所以D選項(xiàng)正確。習(xí)題2：

下列現(xiàn)象中，屬于光的折射現(xiàn)象的是（）

A.平靜的湖面上映出岸邊樹木的倒影

B.從側(cè)面看到圓形魚缸里的魚比實(shí)際的大

C.太陽光通過三棱鏡后形成彩色光帶

D.夜晚，路燈下看到自己的影子答案：B解析：平靜的湖面上映出岸邊樹木的倒影是光的反射現(xiàn)象，所以A選項(xiàng)錯誤；從側(cè)面看到圓形魚缸里的魚比實(shí)際的大是因?yàn)楣饩€從水中斜射入空氣中時(shí)發(fā)生了折射，使得我們看到的魚的位置比實(shí)際位置要高，所以魚看起來比實(shí)際的大，B選項(xiàng)正確；太陽光通過三棱鏡后形成彩色光帶是光的色散現(xiàn)象，屬于光的折射的一種特殊情況，但本題主要考察的是光的折射現(xiàn)象的直接應(yīng)用，所以C選項(xiàng)雖然與光的折射有關(guān)，但不是最佳答案；夜晚，路燈下看到自己的影子是光的直線傳播現(xiàn)象，所以D選項(xiàng)錯誤。習(xí)題3：

一束光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角為30°，那么入射角可能是（）

A.20°

B.30°

C.40°

D.50°答案：C解析：根據(jù)光的折射規(guī)律，當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角。題目中給出折射角為30°，那么入射角一定大于30°。在選項(xiàng)中，只有C選項(xiàng)的40°大于30°，所以C選項(xiàng)正確。學(xué)生活動：

學(xué)生認(rèn)真做題，并舉手回答老師的問題。老師對學(xué)生的答案進(jìn)行點(diǎn)評和講解，糾正學(xué)生的錯誤理解。六、課堂小結(jié)教師活動：同學(xué)們，今天我們一起學(xué)習(xí)了光的折射現(xiàn)象、光的折射規(guī)律以及光的折射在生活中的應(yīng)用。通過今天的學(xué)習(xí)，我們知道了當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向會發(fā)生改變，這就是光的折射現(xiàn)象；我們還掌握了光的折射的基本規(guī)律，包括折射光線、入射光線和法線的關(guān)系、折射角和入射角的關(guān)系以及光路可逆性；最后，我們還了解了光的折射在生活中的應(yīng)用實(shí)例?，F(xiàn)在，請大家回顧一下今天所學(xué)的內(nèi)容，并思考一下還有哪些疑問或不明白的地方。（設(shè)計(jì)意圖：通過課堂小結(jié)，讓學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，加深對知識點(diǎn)的理解和記憶，并培養(yǎng)他們的反思能力。）學(xué)生活動：學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，并思考自己的疑問或不明白的地方。老師對學(xué)生的疑問