現代光學制造技術課件

時間：2021-04-01 10:37:07 課件我要投稿

現代光學制造技術課件

　　光學是物理學的重要分支學科。也是與光學工程技術相關的學科。以下是小編收集的光學制造技術課件，歡迎查看！

現代光學制造技術課件

　　光的折射

　　●教學目標

　　一、知識目標

　　1.了解光的折射的現象.

　　2.了解光從空氣射入水中或其他介質中時的偏折規律.

　　3.了解光在發生折射時，光路的可逆性.

　　二、能力目標

　　1.通過觀察，認識折射現象.

　　2.體驗由折射引起的錯覺.

　　三、德育目標

　　初步領略折射現象的美妙，獲得對自然現象的熱愛、親近的情感.

　　●教學重點

　　知道光的折射規律.

　　●教學難點

　　解釋簡單的折射現象.

　　●教學方法

　　實驗法、歸納法、講練法.

　　●教學用具

　　演示用：激光光源、光的折射演示裝置、水槽.

　　學生用：碗、筷子、茶杯、硬幣、適量的水.

　　●課時安排

　　1 課時

　　●教學過程

　　一、創設問題情境，引入新課

　　讓學生做兩個學生實驗，激發學習興趣.

　　〔學生實驗1〕在碗中盛滿水，把筷子斜插到碗的底部，從側面斜視水面，會發現水中的筷子看上去好像向上彎折了.

　　〔學生實驗2〕在空的茶杯里放一枚硬幣，移動杯子，使眼睛剛剛看不到硬幣，保持眼睛和杯子的位置不變，慢慢地向杯里倒水，隨著水面的升高，觀察者看到了硬幣，還會發現硬幣升高了.

　　上述實驗中，學生能看見水中“彎折”的筷子和“升高”的硬幣，是由于光在水和空氣的界面上發生了一種光現象，這就是本節要學習的光的折射，由此引入新課.

　　二、新課教學

　　（一）光的折射

　　〔師〕我們已經學習了光的直線傳播現象、反射現象.以及光在反射時所遵循的規律——光的反射定律.這些現象都是光在同種均勻介質中傳播的現象.那么光從一種介質斜射入另一種介質時又將如何傳播呢？

　　教師利用演示實驗讓學生觀察光的折射現象.實驗裝置如圖所示，其中圓形白色屏E（可用2 cm厚木板刷上白油漆）邊緣標有均勻刻度，中間開有長方形口，恰好將長方形玻璃容器放進去，容器中裝適量的水，并在水中插有可轉動的白色屏F（樹脂板或塑料板），白色屏E和F可顯示光束傳播的路徑.圓周上有一可移動的激光光源S（可用激光棒）.

　　〔師〕光從空氣斜射入水中，傳播方向是否改變呢？

　　〔生甲〕傳播方向不改變，仍沿直線傳播.

　　〔生乙〕傳播方向要發生改變.

　　〔師〕光從空氣斜射入水中，如果改變方向，是向介面偏折呢？還是向法線偏折？

　　〔生甲〕向介面偏折.

　　〔生乙〕向法線偏折.

　　〔師〕上面問題的回答誰對誰錯呢？下面我們用實驗來驗證一下.

　　〔演示1〕

　　使E、F在同一平面上，讓光從空氣斜射向水面.

　　〔現象〕光從空氣斜射入水中，在空氣中發生反射，同時在水面處改變方向進入水中，同時向法線偏折.

　　師生共同分析得出結論：

　　光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發生偏折，這種現象叫光的折射.

　　（二）有關折射的幾個專用名詞

　　1.教師把剛才光的折射現象在黑板上畫出光的折射光路圖.

　　2.從圖中介紹，什么是折射光線和折射角.為了防止學生把折射光線與界面的夾角誤認為折射角，所以，要特別指出，折射角是折射光線與法線的夾角.

　　（三）光的折射規律

　　〔演示2〕使E、F在同一平面上，讓光從空氣斜射向水面，改變入射角，再做兩次.

　　演示過程要讓學生觀察兩點：

　　1.光從空氣射入水中，入折角和折射角哪個大？

　　2.隨著入射角的增大（減小）折射角將如何改變？

　　〔現象〕①光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角.

　　②折射角隨著入射角的增大（減小）而增大（減小）.

　　〔演示3〕把白色屏F分別向前、向后折，讓光以某一角度射向水面.

　　〔師〕大家能否看到水中的光線.

　　〔生〕看不見.

　　師生共同分析得出結論：

　　①折射光線、入射光線、法線位于同一平面內.

　　②折射光線、入射光線位于法線的兩側.

　　〔演示4〕讓光垂直射向水面

　　〔師〕大家觀察一下進入水中的光線沿什么方向前進？

　　〔生〕光沿直線傳播，傳播方向不變.

　　師生共同分析得出：

　　當光線垂直射向介質表面時，傳播方向不改變.

　　〔師〕當光線垂直射向介質表面時，入射角和折射角各是多少度？

　　〔生〕當光線垂直射向介質表面時，入射角為0°,折射角也為0°.

　　〔師〕利用圖提出問題：如果讓光線逆著折射光線的方向從水或其他介質射入空氣中，光線是否沿原入射光線射出呢？

　　〔演示5〕

　　①先讓光由空氣射入水中，記下入射光線、入射點、折射光線的位置.

　　②再讓光線逆著折射光線方向射入，觀察光線是否逆著原入射光線方向射出.

　　教師演示，學生觀察后師生共同分析得出結論：

　　在折射時光路是可逆的.

　　（四）用光的折射規律解釋一些簡單的現象

　　1.盛了水的碗，看上去好像變淺了

　　〔分析〕如圖所示，從碗底S點發出的光線，由水進入空氣時，在水面上會發生折射，折射角大于入射角，折射光線進入人眼，人眼逆著折射光線的方向看去，覺得這些光線好像是從它們反向延長線交點S′發出來的.S′就是S的虛像，S′比S與水面的距離近.所以，人看上去盛水的碗底好像變淺了.

　　2.放在杯底剛好看不見的小石頭，加上水又會看得見.

　　〔分析〕在未加水之前的小石頭S點，射入人眼的這部分光，被杯的邊沿擋住如圖甲所示，射向其他方向的光線，也沒有射進人的眼睛，所以，人眼看不見小石頭.當水加到一定程度時，S點從水射入空氣時，在水面發生折射，折射角大于入射角，折射光線進入人眼.如圖乙所示，人可以看見小石頭，其實，人看到的只是小石頭的虛像.

　　三、知識小結

　　通過本節課的學習，主要學習了以下幾個問題：

　　1.光的折射現象.

　　2.光的折射規律.

　　3.用光的折射解釋簡單的光現象.

　　四、布置作業

　　1.復習本節課文.

　　2.P48動手動腦學物理①②③④.

　　3.預習第五節“看不見的光”.

　　五、板書設計

　　第四節光的折射

　　1.光的折射

　　光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向一般會發生變化，這種現象叫光的折射.

　　2.光的折射規律

　　①折射光線與入射光線、法線在同一平面內.

　　②折射光線和入射光線分居法線兩側.

　　③折射角隨著入射角的增大（減小）而增大（減小）.

　　④當光從空氣斜射入其他透明介質時，入射角大于折射角；當光從其他透明介質斜射入空氣時，入射角小于折射角.

　　⑤當光線垂直射向介質表面時，傳播方向不改變.

　　⑥在折射時光路是可逆的.

　　3.解釋現象

　　①池水變淺.

　　②硬幣升高.

　　看不見的光

　　●教學目標

　　一、知識目標

　　1.初步了解太陽光譜和看不見的光.

　　2.初步認識紅外線及其作用.

　　3.初步認識紫外線及其作用.

　　二、能力目標

　　1.通過觀察，了解紅外線、紫外線的作用.

　　2.通過收集、交流關于紅外線、紫外線的資料，獲得處理信息的方法.

　　三、德育目標

　　1.初步認識科學技術對社會發展和自然環境及人類生活的影響.

　　2.初步建立可持續發展的意識，有保護人類生存環境的意識.

　　●教學重點

　　1.紅外線的作用.

　　2.紫外線的作用.

　　●教學難點

　　1.紅外線的作用及應用.

　　2.紫外線的作用及應用.

　　●教學方法

　　閱讀法、查找資料法、問答法.

　　●教學用具

　　有關紅外線、紫外線的掛圖、光碟.

　　●課時安排

　　0.5 課時

　　●教學過程

　　一、復習提問，引入新課

　　〔師〕白色光是單色光還是復色光？

　　〔生〕白光是復色光.

　　〔師〕白光通過三棱鏡后在光屏上形成一條粉帶，自上而下分別是什么顏色的光？

　　〔生〕白光通過三棱鏡后在光屏上形成一條彩帶，自上而下是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫.

　　〔師〕棱鏡可以把太陽光分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫幾種不同顏色的光.把它們按這個順序排列起來，就是光譜（spectrum).此外，在紅光之外是紅外線，紫光之外是紫外線，這兩種都是人眼看不見的光，今天我們一起來研究看不見的光——紅外線、紫外線.

　　二、新課教學

　　（一）紅外線

　　讓學生閱讀課文，然后回答以下問題：

　　〔師〕紅外線有哪些特性？

　　〔生〕紅外線的主要特性是它的熱效應，一切物體都在不停地發射紅外線.

　　〔師〕紅外線有哪些應用？

　　〔生甲〕物體在溫度升高時，它輻射的紅外線會大大增強.人體生病時，局部皮膚的溫度異常，如果在照相機里裝上對紅外線敏感的膠片.給皮膚拍照并與健康人的照片對比，有助于對疾病做出判斷.

　　〔生乙〕夜間人的體溫比野外草木、巖石的溫度高，人輻射的紅外線比它們強，人們根據這個原理制成了紅外線夜視儀.

　　〔生丙〕紅外線還可用來進行遙控.如電視機遙控器的前端有一個發光二極管.按下不同的鍵時，可以發出不同的紅外線，來實現電視機的遙控.

　　〔生丁〕利用紅外線遙感技術可以在飛機或衛星上勘測地熱.尋找水源、估計農作物的長勢和收成等.

　　〔生戊〕利用紅外線的熱作用，可以加熱物體、烘干油漆和谷物、進行醫療等.如市場上烤制雞鴨等肉類食品的“遠紅外烤箱”.

　　教師對同學的回答給予充分的肯定后，為使學生獲得真實、充實的學習信息.教師也可以補充以下材料：

　　紅外線位于紅光外，它的頻率范圍在1012 Hz~5×1014 Hz.一切物體都在不停地輻射紅外線. 物體的溫度越高，輻射出的紅外線越多.物體在輻射紅外線的同時，也在吸收紅外線.

　　紅外線的主要特性是熱作用強，各種物體吸收了紅外線后溫度升高.因此人們利用紅外線來加熱物品.工業上用紅外線烘干汽車表面的噴漆，家庭用紅外線箱烤食品，浴室用的浴室暖燈用紅外線來取暖.醫療上利用紅外線來理療.

　　由于紅外線穿透云霧的能力比較較強，利用靈敏的紅外線探測器吸收物體發出的紅外線，再利用電子儀器對吸收的信號進行處理，可以顯示出物體的形狀和特征，這就是紅外遙感.利用紅外遙感技術可以對地球勘測，尋找水源，監視森林水災，估測大面積農作物的長勢和收成，預測風暴和寒潮，在軍事上也有重要的應用.

　　〔補充后教師板書〕

　　一、紅外線

　　1.特性

　　①紅外線的熱作用很強.

　　②紅外線穿透云霧的能力很強.

　　2.應用

　　①利用紅外線加熱物體.

　　②紅外線遙感.

　　③紅外線遙控.

　　（二）紫外線

　　讓同學閱讀課文，然后回答問題：

　　〔師〕在光譜的紫端以外，也有一種看不見的光，叫紫外線（ultraviolet ray).那么紫外線有何特性呢？

　　〔生甲〕紫外線的化學作用強.

　　〔生乙〕紫外線具有熒光效應.

　　〔生丙〕紫外線能殺菌.

　　〔師〕紫外線有哪些應用呢？

　　〔生甲〕紫外線能促使人體合成維生素D，這種維生素有助于人體對鈣的吸收，所以兒童常曬太陽能預防缺鈣引起的佝僂病.但是過高的紫外線會使皮膚粗糙.甚至誘發皮膚癌.

　　〔生乙〕紫外線有熒光作用，有些物質受到紫外線照射時能夠發出可見光.日光燈管的管壁上涂的就是一種熒光物質.大額鈔票上也有用熒光物質印刷的文字，用紫外線照射則會發出可見光，這是一種防偽措施.

　　〔生丙〕紫外線能殺死多種細菌，所以醫院和食品店常用紫外線消毒.

　　〔生丁〕紫外線很容易使照相底片感光.

　　學生回答后教師給予充分的肯定后講解.

　　1.紫外線的頻率范圍是7.5×1014 Hz~5×1016 Hz，在光譜上位于可見光紫光之外，人眼看不見.

　　2.不要誤認為紫外線是紫色的或藍色的，紫外線是看不見的“不可見光”.紫外線看起來是淡藍色的，那是因為除了紫外線外，它們還發出少量藍光和紫光.

　　3.地球上的天然紫外線，來自太陽光.地球周圍的'大氣層阻擋了大量的紫外線進入地球表面，才使地球上的生物獲得生存的條件.為了保護人類生存家園.我們應有環保的意識，承擔起環保的責任和義務.

　　〔教師講解完后板書〕

　　二、紫外線

　　1.特性

　　①紫外線的化學作用很強.

　　②紫外線的生理作用很強.

　　③紫外線具有熒光作用.

　　2.應用

　　①醫用消毒.

　　②防偽措施.

　　③生理作用.

　　三、知識小結

　　通過本節課的學習，主要學習了以下幾個問題：

　　1.紅外線的特性及應用.

　　2.紫外線的特性及應用.

　　四、布置作業

　　1.復習本節課文.

　　2.課本P53①②③.

　　3.復習本章內容.

　　五、板書設計

　　1.紅外線

　　特性

　　①紅外線的熱效應強.

　　②紅外線的穿透云霧的能力很強.

　　應用

　　①利用紅外線加熱物體.

　　②利用紅外線實現遙感、遙控.

　　2.紫外線

　　特性

　　①紫外線的化學作用.

　　②紫外線的生理作用.

　　③紫外線的熒光效應.

　　應用

　　①紫外線可使照相底片感光.

　　②紫外線的生理作用.

　　③醫用消毒、防偽.

　　復習和應用

　　●教學目標

　　一、知識目標

　　1.知道光沿直線傳播的條件及光速.

　　2.了解色散現象，知道色光的三原色和顏料的三原色是不同的.

　　3.理解光的反射定律.

　　4.知道平面鏡成像特點及應用.

　　5.知道光的折射定律.

　　6.了解紅外線、紫外線的特性及應用.

　　二、能力目標

　　培養學生綜合的能力，用所學知識解決實際問題的能力.

　　三、德育目標

　　要抱著實事求是的態度，通過實驗，探究所學知識的內在規律.

　　●教學重點

　　1.光在同種均勻介質中是沿直線傳播的.

　　2.光的反射定律和平面鏡成像的規律.

　　3.光的折射定律.

　　●教學難點

　　1.光學知識的實際應用.

　　2.運用光學知識完成光路圖.

　　●教學方法

　　歸納法、問答法、講練法.

　　●教學用具

　　投影片、投影儀.

　　●課時安排

　　1課時

　　●教學過程

　　一、引入新課

　　上一節課的課后作業是復習第二章，大家是否復習過？復習的效果如何呢？讓我們檢查一下.

　　二、新課教學

　　（一）光的直線傳播、光速、顏色

　　〔師〕光沿直線傳播的條件是什么呢？

　　〔生〕光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的.

　　〔師〕哪些現象說明光沿直線傳播？

　　〔生〕小孔成像、影子的形成、日月食的形成、激光準直都說明光是沿直線傳播的.

　　〔師〕光在真空中的傳播速度是多大？

　　〔生〕光在真空中的傳播速度最大,為3×108 m/s.

　　〔師〕色光的三源色和顏料的三原色分別是什么？

　　〔生〕色光的三原色是紅、綠、藍.

　　顏料的三原色是品紅、黃、青.

　　〔投影片出示例題〕

　　〔例1〕夜晚,當你與一盞路燈的距離由近到遠時，你的影子的長度有什么變化？請作圖說明.

　　解析：由燈到頭頂的連線與地的交點到人腳的區域光不能到達而形成人影,如圖所示.

　　由于光是沿直線傳播的，人站在D點時，如圖所示，CD段光不能到達為人影部分；人站在B點時，AB段光不能到達為人影部分；因為CD＜AB，所以當人與一盞路燈的距離由近到遠時，影子的長度由短變長.

　　〔例2〕下圖是月球的影區分布，當人隨地球運動到____區時會看到日全食.運動到____區時會看到日偏食，運動到____區時會看到日環食.

　　解析：由于光的直線傳播，月球又是不透明體，當月球運轉到太陽和地球之間時，因月球擋住了太陽光，地球上的人就能觀察到日食現象.從圖中不難看出，地球運動到B區，太陽光全部被月球擋住，看到的是日全食.

　　運動到A區，太陽光部分被擋住，看到的是日偏食.

　　運動到C區，太陽中間被月球擋住，看到的是日環食.

　　〔例3〕太陽光穿過茂密樹葉間的縫隙在地面上形成的光斑

　　A.是方形的，它是太陽的虛像

　　B.是圓形的，它是太陽的虛像

　　C.是圓形的，它是太陽的實像

　　D.是方形的，它是太陽的實像

　　解析：這是一個小孔成像的問題，由于光斑是實際光線會聚而成的，所以是太陽的實像，是圓的.選C.

　　（二）光的反射、平面鏡成像、球面鏡

　　〔師〕光的反射定律是什么？

　　〔生〕光的反射定律為：反射光線、入射光線、法線在同一平面內；反射光線、入射光線分居在法線的兩側；反射角等于入射角.

　　〔師〕能不能說入射角等于反射角？為什么？

　　〔生〕不能說入射角等于反射角，因為先有入射，后有反射.

　　〔師〕漫反射遵守光的反射定律嗎？

　　〔生〕漫反射也遵守光的反射定律.

　　〔師〕平面鏡成像原理是什么？

　　〔生〕平面鏡所成的像是反射光線反向延長線的交點，是虛像.

　　〔師〕平面鏡成像特點是什么？

　　〔生〕平面鏡成像特點可概括為八個字：虛像、等大、等距、垂直.即①平面鏡所成的像是虛像；②像和物體的大小相等；③像和物體到鏡面的距離相等；④像和物體的連線垂直于鏡面.

　　〔師〕球面鏡可分為哪兩類？

　　〔生〕球面鏡可分為凹面鏡和凸面鏡.

　　〔師〕凹面鏡、凸面鏡各有什么光學性質？

　　〔生甲〕凹面鏡能使平行光線會聚在焦點上，如把光源放在凹鏡的焦點上，光源發出的光經凹鏡將成為平行光.

　　〔生乙〕凸面鏡能使平行光線變得發散.

　　〔投影片出示例題〕

　　〔例4〕一條光線投射到和它垂直的平面鏡上，如圖所示，要想使反射光線跟入射光線成直角，鏡面應旋轉多少度角？

　　解析：此題中鏡面可向任意方向旋轉，所得結果都一樣，因此可選取任意一種轉動方式來解此題.

　　①由題意作出反射光線OB，使OB⊥OA.

　　②由反射定律知，∠AOB的角平分線ON即為法線.

　　③因為法線垂直于鏡面，所以可作出平面鏡位置，如圖所示.

　　④平面鏡轉動的角度：

　　∠BOM′=∠M′ON-∠BON=90°-45°=45°

　　可見，當入射光線不變，鏡面繞入射點旋轉一個角度時，反射光線偏轉的角度等于兩部的鏡面旋轉的角度.

　　〔例5〕一平面鏡豎直地掛在墻上，A、B、C三物體放在鏡子前面，人眼的位置如圖所示固定不動，則人通過平面鏡可以看到

　　A.A和B的像

　　B.B和C的像

　　C.只看見B的像

　　D.A、B、C的像都能看到

　　解析：人眼能看到物體的像的條件是：從物體發出（或反射）的光線經鏡面反射后能到達人眼中.當鏡子和人眼的相對位置確定后，人眼所能看到的反射光線就被限制在入射到鏡子邊緣后，反射光線能到達人眼的范圍之內，如圖所示的光線Ⅰ和Ⅱ所夾部分的范圍內人眼只能觀察到物體A和B的像，不能觀察到C的像.答案A正確.

　　〔例6〕如圖甲所示，從發光點S發出的一條光線經鏡面MN反射后恰好過A點，畫出這條光線.

　　解析：根據平面鏡成像的規律.首先根據對稱法作出S點關于鏡面MN的對稱點S′，通過A點的反射光線反向延長必過S′，連接A、S′交鏡于鏡面于O點，OA即為反射光線，SO即為入射光線，如圖乙所示.

　　〔例7〕如右圖所示，在平面鏡前有一物體AB，畫出物體在平面鏡中所成的像.

　　平面鏡成像的光路圖作法

　　方法1：用光的反射定律完成.

　　方法2：用平面鏡成像規律，直接利用物像對于鏡面對稱的特點完成.

　　解法1：如圖甲所示，根據平面鏡成像特點從A、B兩點各畫一條與平面鏡垂直的線AO1、BO2，然后延長AO1交A′,使O1A′=AO1，A′就是A點的虛像.同法找出B點的虛像B′，連接A′B′即為AB的像.

　　解法2：如圖乙所示，根據反射定律，由A點發出兩條光線AC、AD射到平面鏡上，畫法線，進而畫出反射光線CE、OF，反向延長CE、DF在鏡后有一個交點A′，A′即為A在平面中所成的像.同法可找出B在平面鏡中所成的像B′.連接A′B′即為AB在鏡子所成的像.

　　（三）光的折射、看不見的光

　　〔師〕光的折射遵循什么規律？

　　〔生〕光的折射遵循光的折射定律.

　　〔師〕光的折射定律的內容是什么？

　　〔生〕光的折射定律的內容是：折射光線、入射光線、法線在同一平面內；折射光線、入射光線分居在法線的兩側；折射角隨著入射角的增大（減小）而增大（減小）；當光從空氣斜射入水等其他透明介質時，入射角大于折射角；當光從水等其他透明介質中斜射到空氣中時，入射角小于折射角；當光線垂直入射時，傳播方向不改變.

　　〔師〕在反射、折射時光路是否可逆？

　　〔生〕在反射、折射時光路都是可逆的.

　　〔投影片出示例題〕

　　〔例8〕如圖所示，AO是由空氣向水面斜射的一條光線，光線與水面的夾角為30°，畫出反射光線和折射光線的大致方向，并標出入射角和反射角的大小.

　　解析：由題意知，本題是已知入射光線和水面位置，作反射光線和折射光線.

　　這類作圖題，關鍵在于通過入射點作垂直界面（水面）的法線，然后根據光的反射定律作反射角等于入射角，從而得到反射光線，再根據光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角作出折射光線.

　　解答：過入射點O作法線NN′,則入射角為∠AON=90°-30°=60°.在法線另一側空氣中，作∠NOB=60°，∠NOB為反射角，OB為反射光線，再在法線另一側的水中，作∠N′OC.∠N′OC為折射角，使折射角小于入射角，OC為折射光線的大致方向.如圖所示.

　　〔例9〕如圖所示，圖中畫出了四個穿過平行玻璃板的光路示意圖，其中正確的是

　　解析：光從空氣斜射入玻璃，或從玻璃斜射入空氣，光的傳播方向都要改變，即發生折射現象.A圖中光的方向始終沒有改變，因此是錯誤的，B圖光從空氣進入玻璃的折射是對的，但從玻璃進入空氣的折射是不對的，因此B圖錯，D圖中光從空氣進入玻璃時，折射角大于入射角，而從玻璃進入空氣時，折射角小于入射角，這恰恰與光的折射規律相反，所以D圖錯，只有C圖符合光的折射定律.

　　三、知識小結

　　通過本節課的學習，主要復習了以下幾個問題：

　　1.光的直線傳播、光速、顏色.

　　2.光的反射、平面鏡成像、球面鏡.

　　3.光的折射.

　　4.看不見的光.

　　四、布置作業

　　1.復習本節講的內容.

　　2.復習本章知識準備考試.

　　3.預習第三章.

【現代光學制造技術課件】相關文章：

有關《放眼現代世界》課件教學參考03-12