【浅谈光的折射作图的几点感想】光的折射作图

时间：2019-01-18 03:22:56　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　[摘要]让学生能对光的折射作图有个系统的认识和理解，能准确的作出入射光线、折射光线、法线、并能通过实验的方法，把作图的知识应用到一般的作图中，找出作图的最佳技巧。　　[关键词]折射　阻力　规律　迁移
　　一、构建折射模型
　　由于同学们对光的折射没有一个系统的认识和理解，对教材上讲的知识并不能真正的理解，课后对作图仍然是一片茫然，在作业和考试中不能正确应用知识作图，所以应先构建折射模型，对入射光线、折射光线、法线必须要正确的理解。
　　实验现象的科学归纳：
　　光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫做的折光射。
　　注意：折射现象的产生是光从一种透明物质斜射入另一种透明的物质时，在交界面处发生的。(同时也会发生反射)
　　光的折射规律：
　　1.折射光线、入射光线和法线在同一平面内
　　2.折射光线和入射光线分居法线两侧
　　3.当光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角；当光从水或其他介质斜射人空气中时，折射角大于入射角；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变；折射角随入射角的改变而改变。入射角变大，折射角变大；入射角变小，折射角变小；在光的折射中光路是可的逆发生折射时，光路也是可逆的。
　　二、实验法
　　1.利用演示实验让学生观察光的折射现象。实验装置如图所示，其中圆形白色屏E(可用2 cm厚木板刷上白油漆)边缘标有均匀刻度，中间开有长方形口，恰好将长方形玻璃容器放进去，容器中装适量的水，并在水中插有可转动的白色屏F(树脂板或塑料板)，白色屏E和F可显示光束传播的路径-圆周上有一可移动的激光光源S(可用激光棒)。
　　[演不1 ]
　　使E、F在同一平面上，让激光从空气斜射向水面。
　　[现象]光从空气斜射入水中，在空气中发生反射，同时在水面处改变方向进入水中，同时向法线偏折.
　　分析得出结论：
　　当光从空气斜射入水中时入射角大于折射
　　2.有关折射的几个专用名词
　　(1)教师把刚才光的折射现象在黑板上画出光的折射光路图.
　　(2)从图中介绍，什么是折射光线和折射角.为了防止学生把折射光线与界面的夹角误认为折射角，所以，要特别指出，折射角是折射光线与法线的夹角.
　　3.光的折射规律
　　[演示2]使E、F在同一平面上，让光从空气斜射向水面，改变入射角，再做两次.
　　演示过程要让学生观察两点：
　　(1)光从空气射入水中，人折角和折射角哪个大?
　　(2)随着入射角的增大(减小)折射角将如何改变?
　　[现象]①光从空气斜射入水中，折射角小于入射角；
　　②折射角随着入射角的增大(减小)而增大(减小)。
　　[演示3]把白色屏F分别向前、向后折，让光以某一角度射向水面。
　　[师]大家能否看到水中的光线?
　　[生]看不见。
　　师生共同分析得出结论：
　　①折射光线、入射光线、法线位于同一平面内；
　　②折射光线、入射光线位于法线的两侧；
　　[演示4]让光垂直射向水面
　　[师]大家观察一下进入水中的光线沿什么方向前进?
　　[生]光沿直线传播，传播方向不变。
　　师生共同分析得出：当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。
　　[师]当光线垂直射向介质表面时，入射角和折射角各是多少度?
　　[生]当光线垂直射向介质表面时，入射角为0°，折射角也为0°。
　　[师]利用图提出问题：如果让光线逆着折射光线的方向从水或其他介质射入空气中，光线是否沿原入射光线射出呢?
　　[演示5]
　　①先让光由空气射入水中，记下入射光线、入射点、折射光线的位置；
　　②再让光线逆着折射光线方向射入，观察光线是否逆着原入射光线方向射出；
　　教师演示，学生观察后师生共同分析得出结论：在折射时光路是可逆的。
　　4.如果把玻璃容器中的水换成玻璃砖、果冻或者其他透明的东西重复上面的试验同样能得到与上述实验一样的结论。
　　(1)折射角随着入射角的增大(减小)而增大(减小)。
　　(2)当光从空气斜射入其他透明介质时，入射角大于折射角；当光从其他透明介质斜射入空气时，入射角小于折射角。
　　(3)当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。
　　(4)在折射时光路是可逆的。
　　三、寻找规律法
　　1.通过上面的实验可以看出当光从空气斜射入水时，入射角大于折射角。
　　2.当光从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角。
　　3.当光从空气斜射入果冻时，入射角大于折射角。
　　所以从上面的实验中可以寻找出一个规律：当光从空气斜射入所有的介质时，入射角都大于折射角，由于光路是可逆的反过来也一样。
　　四、归纳总结法
　　从上面的实验可以看出：当光从空气斜射入其他的介质时，入射角大于折射角!原因是空气分子的排列十分稀疏，对光的阻力小所以传播速度快，入射光线远离法线，而当从空气斜射入其他介质时，分子的排列比空气分子密，所以受的阻力就要大些，速度也要慢些，所以折射光线靠近法线(入射角大于折射角)。所以在一般情况下，对光的阻力越大的对应的密度就越大，光的传播速度就越慢，偏折能力也越强，所以光线在传播过程中就靠近法线，对应的角度就小，相反对光的阻力越小，对应的密度就越小，光的传播速度就越快，光的偏折能力就越弱，所以光线在传播过程中就远离法线，对应的角度就大，比如当光从玻璃斜射入水时，玻璃的密度比水的密度大，所以玻璃对光的阻力就大，入射光线就靠近法线，而水对光的阻力就要小些，折射光线就远离法线，入射角就小于折射角!反之当光从水斜射入玻璃时也可以得出同样的结论。这个例子就好象是跑步一样，在陆地上跑起速度很快，而到了水里跑就跑不快了，原因是水对人的阻力比空气对人的阻力大，光的传播也同样的道理。
　　所以可以归纳出：在一般情况下介质密度越大的对光的阻力就越大，光线就靠近法线，对应的角度就越小，而介质的密度越小的，对光的阻力就越小，光线就远离法线，对应的角度就越大，这样讲就更贴近生活、贴近社会，学生就能正确的作出：入射光线、折射光线、法线，同时学生更容易接受和理解!

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