人教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光1 光的折射公开课教学设计

预习案

【自主学习】

阅读教材80页-84页，思考：

1. 反射与折射规律有什么不同？光从空气射入玻璃，入射角与折射角哪个大？

2. 下图是光线由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中的光路图。O 点是半圆形玻璃砖的圆心，指出哪些情况是可能发生的，哪些情况是不可能发生的。

3.什么叫介质的绝对折射率？与光速有什么关系？为什么说任何介质的折射率都大于1？

4. 下图是光由空气射入某种介质时折射情况，试由图中所给出的数据写出这种介质的折射率的计算式。

【学始于疑】（请将预习中不能解决的问题记录下来，供课堂解决。）

课堂案

【合作探究一】教材84页练习6（画图讨论与说明）

【合作探究二】如图，一个储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时，从某点A 恰能看到桶底边缘的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB 方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B 两点相距 d/4。求油的折射率和光在油中传播的速度。

【合作探究三】 为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁厚 20 cm，孔的左右两边距离 12 cm，孔内安装一块折射率为 1.52 的玻璃，厚度与坦克的壁厚相同（如下俯视图所示）。坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为多大 ？

总结：

【进阶闯关检测】

A类基础关

1.光以 60° 入射角从空气射入折射率为的玻璃中，折射角是多大？已知光在空气中速度为c,求光在玻璃中的速度v，画出光路图

2.把一块厚玻璃板压在书上，透过玻璃板看书上的字与原来的感觉有什么不同？试试看， 并画图说明原因。

B类能力关

3.如图 ，OBCD 为半圆柱体玻璃的横截面，OD 为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿 AO 方向从真空射入玻璃，紫光、红光分别从 B、C 点射出。设紫光由 O 到 B 的传播时间为 tB，红光由 O 到 C 的传播时间为 tC， 试证明 tB=tC

4.如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出。已知∠A＝θ＝60°，光在真空中的传播速度为c。求：

(1)该棱镜材料的折射率；

(2)光在棱镜中的传播速度。

C类综合关（选做）

5．空中有一只小鸟，距水面3 m，其下方距水面4 m深处的水中有一条鱼。已知水的折射率为，则鸟看水中的鱼离它多少 m？鱼看天上的鸟离它多少 m？

【进阶闯关检测】答案

A类基础关

1.光以 60° 入射角从空气射入折射率为的玻璃中，折射角是多大？已知光在空气中速度为c,求光在玻璃中的速度v，画出光路图

答：300   v=v/3

2.把一块厚玻璃板压在书上，透过玻璃板看书上的字与原来的感觉有什么不同？试试看， 并画图说明原因。

答案：像与字相比升高。

B类能力关

3.如图 ，OBCD 为半圆柱体玻璃的横截面，OD 为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿 AO 方向从真空射入玻璃，紫光、红光分别从 B、C 点射出。设紫光由 O 到 B 的传播时间为 tB，红光由 O 到 C 的传播时间为 tC， 试证明 tB=tC

4.如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出。已知∠A＝θ＝60°，光在真空中的传播速度为c。求：

(1)该棱镜材料的折射率；

(2)光在棱镜中的传播速度。

解析　(1)作出完整的光路如图所示。

根据几何关系可知φ＝∠B＝30°，

所以α＝60°。

根据折射定律有＝＝n，

因为α＝θ＝60°，所以β＝γ。

β＋γ＝∠A＝60°，故β＝γ＝30°。

再根据折射定律n＝＝。

(2)光在棱镜中的传播速度v＝＝c。

答案　(1)　(2)c

C类综合关（选做）

5．空中有一只小鸟，距水面3 m，其下方距水面4 m深处的水中有一条鱼。已知水的折射率为，则鸟看水中的鱼离它________ m，鱼看天上的鸟离它________ m。

解析　首先作出鸟看鱼的光路图，如图所示。由于是在竖直方向上看，所以入射角很小，即图中的θ1和θ2均很小，故有tanθ1＝sinθ1，tanθ2＝sinθ2。

由图可得：h1tanθ2＝h′tanθ1，h′＝＝＝＝4× m＝3 m。

则鸟看水中的鱼离它：H1＝(3＋3) m＝6 m。

同理可得鱼看鸟时：h″＝nh2＝3× m＝4 m，则H2＝(4＋4) m＝8 m。

答案　6　8