探究光的折射 綜合實踐活動七年級下冊

第29課：探究光的折射光的折射現(xiàn)象引入光的折射實驗設計與操作折射定律內容講解與應用反射、折射聯(lián)系與區(qū)別闡述探究影響折射角大小因素活動設計本課小結與拓展延伸內容安排CATALOGUE目錄01光的折射現(xiàn)象引入折射現(xiàn)象定義與描述描述當光線從一種介質射入另一種介質時，在兩種介質的交界處會發(fā)生折射。折射光線與入射光線分居法線兩側，且與法線的夾角稱為折射角和入射角。定義光的折射是指光線從一種介質進入另一種介質時，由于速度的改變而發(fā)生的傳播方向的偏折現(xiàn)象。生活中折射現(xiàn)象舉例水中的筷子將筷子插入水中，從水面上看，筷子似乎被“折斷”了，這是光的折射造成的視覺錯覺。池水變淺凸透鏡成像站在水池邊上，池水看起來比實際深度要淺，這也是由于光的折射導致的。使用凸透鏡時，物體發(fā)出的光線經過凸透鏡折射后，可以形成放大或縮小的像。這是許多光學儀器（如放大鏡、幻燈機等）的工作原理。折射現(xiàn)象科學價值探討光學材料研究折射現(xiàn)象的研究促進了光學材料的發(fā)展。人們不斷尋找具有特定折射率的光學材料，以滿足不同領域的需求，如眼鏡鏡片、光纖通信等。自然科學教育意義探究光的折射現(xiàn)象有助于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和實驗能力。通過觀察和解釋折射現(xiàn)象，學生可以更深入地理解光學原理，激發(fā)對自然科學的興趣和探索精神。光學儀器設計基礎折射現(xiàn)象是光學儀器設計的基礎之一。通過精確計算和控制光線的折射角度，可以制造出各種功能強大的光學儀器，如望遠鏡、顯微鏡等。03020102光的折射實驗設計與操作實驗器材準備及注意事項準備折射實驗盒、半圓形玻璃磚、激光筆、量角器、紙和筆等必要器材。01確保實驗環(huán)境安靜，避免外部光線干擾實驗結果。02檢查器材是否完好無損，特別是玻璃磚是否有裂痕或污漬。03將半圓形玻璃磚放在白紙上，用激光筆發(fā)出光線，觀察并記錄光線在玻璃磚中的折射現(xiàn)象。改變入射角大小，重復上述步驟，探究入射角與折射角之間的關系。用量角器分別測量入射角和折射角，將數(shù)據記錄在表格中。教師詳細講解每一步操作的關鍵點，并示范正確的操作方法，確保學生能夠獨立完成實驗。實驗步驟詳解與示范學生動手實踐環(huán)節(jié)學生分組進行實驗，每組配備必要的實驗器材。學生按照實驗步驟進行操作，觀察并記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據。教師巡視指導，及時糾正學生的錯誤操作，確保實驗順利進行。鼓勵學生相互討論，共同解決實驗中遇到的問題，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神。01020304指導學生設計合理的數(shù)據記錄表格，包括實驗日期、入射角、折射角等必要信息。強調數(shù)據記錄的準確性和真實性，要求學生如實填寫實驗數(shù)據，不得隨意涂改。引導學生對實驗數(shù)據進行整理和分析，通過繪制圖表等方法探究入射角與折射角之間的規(guī)律。鼓勵學生結合已有知識，對實驗結果進行解釋和討論，提升分析問題和解決問題的能力。數(shù)據記錄與分析方法指導03折射定律內容講解與應用折射光線位于入射光線和法線所決定的平面內，且折射光線和入射光線分別位于法線兩側；入射角的正弦與折射角的正弦成正比。n1×sinθ1=n2×sinθ2，其中n1和n2分別為兩種介質的折射率，θ1和θ2分別為入射角和折射角。折射定律表述公式介紹折射定律表述及公式介紹入射角和折射角關系剖析入射角是入射光線與法線的夾角，折射角是折射光線與法線的夾角。在折射現(xiàn)象中，入射角一般不等于折射角。入射角增大時，折射角也隨之增大；但兩者之間的具體關系受介質折射率影響。折射率定義折射率是光在真空中速度與光在介質中速度的比值，表示介質對光的折射能力。不同介質折射率不同介質的折射率不同，一般來說，光密介質的折射率大于光疏介質的折射率。例如，水的折射率大于空氣的折射率。不同介質間折射率比較折射定律在生活中的應用舉例眼鏡鏡片設計利用折射定律，可以設計出適合不同近視或遠視患者的眼鏡鏡片，以矯正視力。光纖通信光纖通信中的光信號傳輸也是基于折射定律。通過合理設計光纖的結構和材料，可以實現(xiàn)光信號的高效傳輸。攝影技術在攝影技術中，攝影師會利用光的折射原理來拍攝出具有特殊效果的照片，如利用水面反射拍攝倒影等。04反射、折射聯(lián)系與區(qū)別闡述反射現(xiàn)象特點光路可逆，且反射光與入射光在同一介質中傳播。反射現(xiàn)象定義光在傳播到不同物質時，在分界面上改變傳播方向又返回原來物質中的現(xiàn)象。反射定律內容反射光線與入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居在法線的兩側；反射角等于入射角。反射現(xiàn)象回顧與特點總結在光從一種介質進入另一種介質時，同時發(fā)生反射和折射現(xiàn)象。反射與折射的共存性反射光與折射光均來自于入射光，且遵循各自定律。在某些特定條件下，反射和折射現(xiàn)象可能相互影響，如全反射現(xiàn)象。反射與折射的相互關聯(lián)反射和折射現(xiàn)象聯(lián)系分析光線傳播方向改變不同反射光線返回原介質，遵循反射定律；折射光線進入另一種介質，遵循折射定律。光線與法線夾角關系不同在反射現(xiàn)象中，反射角等于入射角；在折射現(xiàn)象中，折射角與入射角之間滿足折射定律的定量關系。發(fā)生條件不同反射現(xiàn)象發(fā)生在光遇到不同介質的分界面時；折射現(xiàn)象則要求光從一種介質斜射入另一種介質。反射和折射現(xiàn)象區(qū)別對比典型例題解析與思路點撥例題一：通過水面觀察物體的倒影，分析光路及特點，并解釋實際現(xiàn)象。解析：光從空氣射入水面時，部分光發(fā)生反射形成倒影，遵循反射定律。同時，部分光發(fā)生折射進入水中，導致我們觀察到物體的位置與實際位置有所偏移。例題二：光線從空氣斜射入玻璃磚，畫出光路圖并解釋折射現(xiàn)象。解析：根據折射定律，當光從空氣斜射入玻璃磚時，折射光線向法線偏折，導致光線在進入玻璃磚后傳播方向發(fā)生改變。通過光路圖可以清晰地展示這一過程，并幫助學生理解折射現(xiàn)象的本質。05探究影響折射角大小因素活動設計光在從一種介質進入另一種介質時，折射角的大小與哪些因素有關？問題提出折射角的大小與入射角有關，入射角越大，折射角也越大。假設一折射角的大小與兩種介質的折射率有關，折射率差異越大，折射角也越大。假設二提出問題并作出假設環(huán)節(jié)010203設計實驗方案并實施方案制定實驗器材準備激光筆、半圓形玻璃磚、量角器、水、記錄表等?！霸O計實驗方案并實施方案制定實驗步驟設計：011.將半圓形玻璃磚平放在桌面上，用激光筆射出不同入射角的光線。022.觀察并記錄每次實驗中的入射角和折射角。03設計實驗方案并實施方案制定3.換用不同介質（如水），重復上述實驗步驟。24.分析實驗數(shù)據，得出初步結論。3注意事項：確保實驗環(huán)境安靜且光線適宜，避免外部光線干擾實驗結果。1詳細記錄每次實驗中的入射角、折射角以及所使用的介質。數(shù)據記錄通過對比不同入射角和不同介質下的折射角數(shù)據，分析折射角大小與哪些因素有關。數(shù)據分析根據實驗數(shù)據分析結果，得出折射角大小與入射角以及兩種介質的折射率有關的結論。得出結論收集證據并得出結論部分展示組織同學們進行交流分享，討論各自的實驗過程和結果。交流分享交流評估，改進建議提出對整個探究活動進行評估，反思存在的問題和不足。評估反思提出針對性的改進建議，如優(yōu)化實驗方案、提高數(shù)據測量精度等，為今后的探究活動提供參考。改進建議06本課小結與拓展延伸內容安排光的折射現(xiàn)象當光從一種介質斜射入另一種介質時，其傳播方向會發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象稱為光的折射。關鍵知識點總結回顧折射定律折射光線、入射光線和法線在同一平面內，折射光線和入射光線分居法線兩側；當光從空氣斜射入其他介質時，折射角小于入射角；當光從其他介質斜射入空氣時，折射角大于入射角。折射率表示介質對光折射能力的物理量，與介質密度、光在介質中速度等因素有關?；仡櫿n堂表現(xiàn)認真回顧本節(jié)課的學習過程，客觀評價自己在課堂討論、實驗操作等環(huán)節(jié)的表現(xiàn)。梳理知識掌握情況反思與改進自我評價報告填寫指導針對本課所學的光的折射現(xiàn)象、折射定律及折射率等知識點，進行自我檢測，明確已掌握和尚存疑惑的內容。根據自我評價結果，分析在學習方法、學習態(tài)度等方面存在的不足，并提出改進措施。拓展閱讀材料推薦《幾何光學基礎》詳細介紹了幾何光學的基本原理和應用，包括光的折射、反射、全反射等內容，有助于深化對光的折射現(xiàn)象的理解。《光學實驗教程》科普網站與視頻一本以實驗為基礎的光學教材，其中包含了多個與光的折射相關的實驗，可以通過動手操作進一步鞏固理論知識。推薦觀看一些科普網站或視頻平臺上關于光的折射的講解，通過直觀的動畫演示和詳細的解說，加深對知識點的理解。下節(jié)課預習任務布置預習