教學(xué)案例 全反射

全反射目標(biāo)：1．知識(shí)與技能：使學(xué)生理解光的全反射現(xiàn)象；掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件；了解全反射現(xiàn)象的應(yīng)用；通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的鑒別能力、觀察能力、分析推理能力及創(chuàng)新思維能力。2．過程與方法：通過演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)探究科學(xué)的方法──比較法；通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷探究科學(xué)的過程，體驗(yàn)成功的喜悅。3．態(tài)度與情感：通過互動(dòng)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生探究科學(xué)知識(shí)的興趣和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；通過全反射現(xiàn)象的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)理論觀察分析周圍事物的習(xí)慣，了解物理知識(shí)與現(xiàn)代科技的密切關(guān)系。學(xué)生分析：通過高中物理的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，觀察能力，理解能力，運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力，數(shù)學(xué)運(yùn)算能力等。對(duì)于學(xué)困生而言，他們并不是所有的能力都是比較弱的，很多學(xué)習(xí)困難的同學(xué)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，觀察能力，還有就是用所學(xué)習(xí)知識(shí)定性分析實(shí)際問題的能力強(qiáng)。比較弱的是他們的邏輯思維能力和分析問題以及運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問題的能力。我們可以利用揚(yáng)長(zhǎng)促短的方法，在學(xué)生比較強(qiáng)的能力的帶動(dòng)下，逐步的發(fā)展其比較弱的能力，以達(dá)到全面發(fā)展的目的。教學(xué)過程：一．引入新課教師：曾有幾個(gè)在沙漠中迷路的人，突然發(fā)現(xiàn)前方不遠(yuǎn)處出現(xiàn)了城堡，于是他們就往城堡走去，但是越走離城堡越遠(yuǎn)……你們知道這是什么現(xiàn)象嗎？有沒有見過真實(shí)的蜃景？海市蜃景到底是一種什么現(xiàn)象呢？這就是我們今天這節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，下面我們用兩個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究。二．新課教學(xué)1.實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)1：一束激光從空氣射向半圓形玻璃磚的直角邊A召的圓心O。實(shí)驗(yàn)2：一束激光從空氣射向半圓形玻璃磚的半圓面。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的入射角都從0°增大到90°的過程中，觀察兩個(gè)實(shí)驗(yàn)并比較兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。教師演示兩遍實(shí)驗(yàn)后，讓學(xué)生分組討論后回答，其它同學(xué)作補(bǔ)充。相同點(diǎn)：①入射角增大，反射角增大，折射角也增大；②入射角增大，反射光強(qiáng)度增加，折射光強(qiáng)度減弱；③在半圓形界面，光的入射角皆為零度，光不偏離直線傳播；而在直徑AB的分界面，光偏離原直線傳播。不同點(diǎn)：①光從空氣→玻璃，入射角＞折射角；光從玻璃→空氣，入射角＜折射角；②光從空氣→玻璃，同時(shí)存在反射光和折射光；③光從玻璃→空氣，當(dāng)入射角達(dá)到某個(gè)角度時(shí)折射角達(dá)到90°，折射光線消失。教師引導(dǎo)，光射到半圓形玻璃磚的分界面，光仍沿直線傳播，對(duì)我們所研究的問題是次要方面，可以不考慮，而主要考慮直角邊分界面上光的傳播規(guī)律。從中我們可以得出什么結(jié)論？什么是全反射現(xiàn)象？引導(dǎo)學(xué)生回答：①光從玻璃射入空氣時(shí)，當(dāng)入射角i大于或等于某一個(gè)角度時(shí)，折射角達(dá)到90°，折射光消失，只剩下反射光的現(xiàn)象。②臨界角：光從玻璃射向空氣時(shí)，當(dāng)折射角達(dá)到90°的入射角。2.產(chǎn)生全反射現(xiàn)象的條件是什么？引導(dǎo)學(xué)生回答：①光從玻璃介質(zhì)→空氣介質(zhì)；②入射角≥臨界角。教師強(qiáng)調(diào)：在實(shí)驗(yàn)1中，光從空氣射向玻璃，雖然入射角增大，反射角和折射角都增大，反射光增強(qiáng)，折射光減弱，只有量變過程并沒有實(shí)現(xiàn)質(zhì)變。而在實(shí)驗(yàn)2中，光從玻璃射向空氣，隨著入射角增大，反射角和折射角增大，反射光增強(qiáng)，折射光減弱，這是一個(gè)量變過程；當(dāng)入射角達(dá)到某一角度，即臨界角時(shí)，就發(fā)生了質(zhì)變，出現(xiàn)了全反射現(xiàn)象。3.引思：兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同的原因是什么？學(xué)生：實(shí)驗(yàn)1是光從空氣射入玻璃，實(shí)驗(yàn)2是光從玻璃射入空氣。教師：兩種介質(zhì)有什么不同？學(xué)生：空氣的折射率小，玻璃的折射率大。4.推廣：提問：是不是只有光從玻璃射入空氣才會(huì)產(chǎn)生這種全反射現(xiàn)象？把學(xué)生分成八組，分別采用不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探索。方案1實(shí)驗(yàn)器材：裝有水（含稀釋的牛奶）的燒杯（或燒瓶），激光，蚊香，蓋子，打火機(jī)（蚊香作為空氣的散射材料）。實(shí)驗(yàn)過程：激光從介質(zhì)1（空氣）射向介質(zhì)2（水）中，增大入射角，觀察反射光和折射光；激光從介質(zhì)2射向介質(zhì)1，增大入射角，觀察反射光和折射光。方案2與[方案1）類同，將燒杯中的介質(zhì)2分別改為色拉油和硫代硫酸鈉溶液。方案3與方案1類同，將燒杯中的介質(zhì)1改為色拉油，介質(zhì)2改為含稀釋牛奶的水。方案4實(shí)驗(yàn)器材：裝有汽油的圓形水槽，圓形的白紙，激光。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：激光從水槽底部以不同的入射角從汽油射向空氣（在油的上面浮著一張白紙），會(huì)從白紙上發(fā)現(xiàn)亮斑在一定的圓形范圍內(nèi)出現(xiàn)。各組學(xué)生回答并歸納產(chǎn)生全反射現(xiàn)象的條件是什么？引導(dǎo)學(xué)生回答：光從折射率大的介質(zhì)射入折射率小的介質(zhì)，且光的入射角大于或等于某個(gè)臨界角時(shí)，能產(chǎn)生全反射。教師：把折射率大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì)，把折射率小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì)。在上面的實(shí)驗(yàn)中，水相對(duì)于空氣是光密介質(zhì)，相對(duì)于色拉油是光疏介質(zhì)，因而光密介質(zhì)光疏介質(zhì)也是相對(duì)的。5.結(jié)論全反射現(xiàn)象：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射光消失，只剩下反射光的現(xiàn)象。產(chǎn)生全反射的條件：①光從光密介質(zhì)→光疏介質(zhì)；②入射角≥臨界角。6.理論推導(dǎo)由折射定律得：，得出。當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，即得到光從介質(zhì)射向空氣時(shí)臨界角的計(jì)算公式為。7.應(yīng)用演示帶有玻璃絲的燈能裝飾我們的房間，五彩繽紛，彎曲的玻璃管能傳播光，彎曲的玻璃絲能傳送圖象、數(shù)字及聲音信號(hào)，這是全反射在日常生活和高科技中的應(yīng)用之一：光導(dǎo)纖維。演示水中的試管看上去特別明亮，在管內(nèi)倒入水后，則無此現(xiàn)象。原來，光從水進(jìn)入空氣發(fā)生了全反射，而不是光從水進(jìn)人玻璃發(fā)生了全反射。從而也說明了水中（或者玻璃中）的氣泡看上去特別明亮的道理。教學(xué)反思：本節(jié)課的內(nèi)容不多，重點(diǎn)是光的全反射現(xiàn)象，學(xué)生的興趣很濃厚，但由于課堂上實(shí)際條件的限制，光學(xué)實(shí)驗(yàn)的效果是大打折扣，這未免讓老師和學(xué)生都很失望并深感遺