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三、光的折射深度

光现象与光学仪器 · 三年级
讲清楚它是什么

定义 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象。

从哪来 本节为三年级科学第1讲起点,图谱未记录前置知识点,故无特定前置依赖,基于生活经验引入。

为什么 光在不同介质中传播速度不同。当光从空气斜射入水中时,由于水比空气“稠密”,光在水中的传播速度变慢。这种速度差导致光线在界面处发生偏折,就像自行车前轮陷入泥地减速,后轮还在硬地上,车身会转向泥地方向一样。

生活类比法
用“自行车过泥地”做类比。前轮(光的前端)进入泥地(水)减速,后轮(光的后端)还在硬地(空气)快速,导致车身(光线)向泥地方向偏折。
适合:形象思维强、喜欢动手操作、对抽象物理概念感到困难的学生。
实验观察法
在玻璃缸中装水,用激光笔从空气斜射入水中,侧面撒少许牛奶使光路可见。让学生亲眼看到光线“折断”了,并标记入射点和折射点,直观感受方向改变。
适合:观察力敏锐、喜欢通过视觉证据建立概念、逻辑实证型的学生。
游戏模拟法
两人一组,一人拿长棍代表光,一人拿海绵垫代表水。拿棍者斜着把棍头插入海绵垫,感受阻力导致棍身倾斜。通过身体肌肉记忆理解“阻力导致方向改变”。
适合:动觉学习者、注意力易分散、需要通过身体参与来加深记忆的学生。
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练一道
基础题
小明把筷子斜插入装满水的玻璃杯中,从侧面看,筷子在水面处看起来像断了一样,且水下部分看起来向上弯折。请问这是光的什么现象?
变式
如果小明把筷子垂直插入水中,从正上方往下看,筷子还会看起来“折断”吗?为什么?
试试手自己判
检测题
潜水员在水下看到岸上的路灯,路灯的位置比实际位置高还是低?请画出光路图并说明理由。
看答案和判分标准
答案:路灯位置比实际位置高。
判对标准:
1. 光路图正确:光线从空气(路灯)斜射入水(潜水员眼睛),折射角小于入射角(靠近法线)。
2. 反向延长线:将折射光线反向延长,交点(虚像)在实际路灯上方。
3. 结论明确:指出看到的是虚像,且位置偏高。
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