2017年秋沪科版物理八年级学案4.3 光的折射第1课时

光的折射是沪科版物理八年级学案中的一节重要内容。本节课主要介绍了光的折射现象，包括折射定律和全反射的概念。下面是关于本节课的教学内容、教学目标、教学难点与重点、教具与学具准备、教学过程、板书设计、作业设计以及课后反思及拓展延伸的详细介绍。一、教学内容：1.光的折射现象：光线从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。2.折射定律：入射光线、折射光线和法线在同一平面内；入射角和折射角的正弦值成正比。3.全反射：光线从光密介质进入光疏介质时，当入射角大于临界角时，光线全部反射回原介质的现象。二、教学目标：1.了解光的折射现象，掌握折射定律和全反射的概念。2.能够运用折射定律解决实际问题，如计算光的折射角。3.培养学生的实验操作能力和观察能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。三、教学难点与重点：1.教学难点：全反射现象的理解和应用。2.教学重点：折射定律的掌握和运用。四、教具与学具准备：1.教具：透明塑料板、玻璃瓶、水、激光笔、白纸。2.学具：实验手册、笔、直尺。五、教学过程：1.实践情景引入：让学生观察激光笔发出的光线在空气中的传播情况，引导学生思考光线在不同的介质中传播时会发生什么现象。2.知识讲解：介绍光的折射现象，讲解折射定律和全反射的概念。3.实验演示：进行光的折射实验，让学生观察和记录入射光线、折射光线和法线的关系，引导学生运用折射定律分析实验结果。4.例题讲解：运用折射定律解决实际问题，如计算光的折射角。5.随堂练习：布置一些有关光的折射的练习题，让学生独立完成，巩固所学知识。6.全反射实验：进行全反射实验，让学生观察和记录临界角和全反射现象，引导学生理解全反射的原理。7.作业布置：布置一些有关光的折射和全反射的作业题，让学生课后巩固所学知识。六、板书设计：1.光的折射现象2.折射定律：入射光线、折射光线和法线在同一平面内；入射角和折射角的正弦值成正比。3.全反射：光线全部反射回原介质的现象。七、作业设计：1.题目：计算入射角为30°的光线从空气进入水中的折射角。答案：根据折射定律，折射角为22.5°。2.题目：一束光线从空气进入玻璃瓶中，入射角为45°，求折射角。答案：根据折射定律，折射角为33.7°。八、课后反思及拓展延伸：2.拓展延伸：引导学生思考光的折射和全反射在现实生活中的应用，如光纤通信、眼镜等。重点和难点解析：一、全反射的理论基础全反射是基于能量守恒和波动理论的。当光线从光密介质（如水）进入光疏介质（如空气）时，由于两种介质的折射率不同，光线在界面上发生折射。如果入射角不断增大，当入射角达到某一临界值（称为临界角）时，折射角会变得无限大，此时折射光不会进入光疏介质中，而是完全反射回光密介质内。这就是全反射现象。二、全反射的实验现象为了让学生直观地理解全反射，可以通过实验来演示。实验中，可以使用一个装有水的玻璃瓶，将激光笔发出的光线以一定的角度射入瓶中。当入射角小于临界角时，光线会发生正常的折射现象；但当入射角增加到等于临界角时，折射光消失，只有反射光可见。这就是全反射的实验现象。三、全反射的数学表达全反射的数学表达式可以通过斯涅尔定律来描述。斯涅尔定律表述为：入射角i和折射角r的正弦值之比，即sin(i)/sin(r)，在介质边界上保持恒定，这个比值称为折射率n。当入射角等于临界角θc时，有sin(θc)=1/n，此时折射角r变为90°，即发生全反射。四、全反射的实际应用全反射在现实生活中有广泛的应用。例如，在光纤通信中，利用全反射的原理，光信号可以在光纤内长距离传输而几乎不衰减。眼镜的透镜设计中也运用了光的折射和全反射原理，以纠正视力问题。全反射现象还被应用于液位传感器、光纤传感器等许多高科技领域。五、教学策略1.利用多媒体工具，如动画和视频，来展示全反射的原理和实验现象，使抽象的概念具体化。2.设计互动式教学活动，如小组讨论和实验操作，鼓励学生积极参与，增强学生的实践操作能力。3.提供丰富的练习题，包括基础计算和实际应用问题，帮助学生巩固知识，并能够将理论应用于实践。4.设置课后作业和项目，要求学生自主探究全反射在现实生活中的应用，提高学生的独立研究能力。通过上述教学策略，可以有效地帮助学生克服对全反射的理解难点，提高他们对光学知识的学习兴趣和动力。同时，也能够培养学生的科学思维和实际问题解决能力。在本节课的教学设计中，全反射的理解是学生面临的难点。通过深入解析全反射的理论基础、实验现象、数学表达和实际应用，并采取相应的教学策略，可以有效地帮助学生克服这一学习难点。通过这样的教学设计，学生不仅能够掌握光的折射和全反射的基本概念，还能够培养科学思维和实际问题解决能力，为深入学习光学打下坚实的基础。继续：六、全反射的深入探讨1.全反射的临界角：解释临界角的概念，并探讨临界角的大小如何由两种介质的折射率决定。通过数学推导，展示当入射角等于临界角时，折射角为90°的情况。2.全反射的能量守恒：讲解在全反射过程中，光能如何守恒，以及为何在临界角时折射光无法逃逸到光疏介质中。3.全反射的应用案例：除了光纤通信，还可以探讨全反射在其他技术中的应用，如医疗成像（如内窥镜）、液位检测、太阳能集热器等。4.全反射的实验技巧：在实验教学中，强调实验操作的准确性，如如何准确测量入射角和折射角，如何确保实验装置的清洁和透明度等。5.全反射的数学建模：介绍如何使用数学模型来描述全反射现象，包括折射率、入射角和折射角之间的关系，以及如何通过数学公式来预测和计算全反射的发生。七、全反射的练习与反馈为了确保学生对全反射的理解，可以设计一些练习题，包括：1.计算题：给出不同的入射角，要求学生计算对应的折射角，并判断是否会发生全反射。2.应用题：设计一些与现实生活相关的问题，如光纤通信中的信号传输、游泳池的水位监测等，要求学生运用全反射的知识来解决问题。通过这些练习题和反馈，教师可以评估学生对全反射概念的理解程度，并根据学生的掌握情况调整教学策略。八、全反射的教学反思与拓展在课后，教师应进行教学反思，考虑学生对全反射概念的掌握情况，以及教