2024-2025學年高中物理第四章光的折射3光的全反射教案2教科版選修3-4

PAGE6-光的全反射教學目標一、學問目標1.知道什么是光疏介質(zhì)，什么是光密介質(zhì).2.理解光的全反射.3.理解臨界角的概念，能推斷是否發(fā)生全反射，并能解決有關(guān)的問題.4.知道光導纖維及其應用.二、實力目標1.會定性畫出光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)或從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時的光路圖.2.會推斷是否發(fā)生全反射并畫出相應的光路圖.3.會用全反射說明相關(guān)的現(xiàn)象.4.會計算各種介質(zhì)的臨界角.三、德育目標通過對蜃景現(xiàn)象的學習明確一切迷信或神話只不過是在人們未能明白科學真相時才托付于自然力的一種做法.●教學重點全反射條件，臨界角概念及應用.●教學難點臨界角概念、臨界條件時的光路圖及解題.●教學方法本節(jié)課主要采納試驗視察、猜想、印證、歸納的方法得出全反射現(xiàn)象的發(fā)生條件、臨界角概念等，對閱讀材料“蜃景”補充了錄像資料或CAI課件，使其有更生動的感性相識.●教學用具光學演示儀（由激光發(fā)生器、帶量角度的豎直面板、半圓形玻璃磚等組合）●教學過程一、引入新課讓學生甲到黑板前完成圖1及圖2兩幅光路圖（完整光路圖）圖1圖2圖1圖2（學生甲畫圖時遺漏了反射光線）［老師］光在入射到空氣和水的交界面處時，有沒有全部進入水中接著傳播呢？［學生］有一部分被反射回去.（學生甲補畫上反射光線）［老師］很好.甲同學正確地畫出了光從空氣進入水中時的折射角…［學生齊答］小于入射角.［老師］光從水中進入空氣時，折射角…［學生齊答］大于入射角.［老師］對.那么假如兩種介質(zhì)是酒精和水呢？二、新課教學（一）光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)1.給出光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)概念.2.讓學生指出圖1中的光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)，再指出圖3中的光密介質(zhì)和光疏介質(zhì).讓學生自己體會出一種介質(zhì)是光密介質(zhì)還是光疏介質(zhì)其實是相對的.3.光從光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)，折射角________入射角；光從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)，折射角________入射角.（本題讓學生共同回答）（二）全反射（設置懸念，誘發(fā)疑問）［老師］在圖2和圖3中，折射角都是大于入射角的設想，當入射角漸漸增大時，折射角會先增大到90°，假如此時我們再增大入射角，會怎么樣呢？（這時可以讓學生自發(fā)爭論幾分鐘）［學生甲］對著圖2說是折射到水中去嗎？［老師］你認為會出現(xiàn)圖5這種狀況嗎？圖5圖5（其余學生有的點頭，有的猶疑）［學生乙］應當沒有了吧.［學生丙］最好做試驗看看.［老師］好，那就讓我們來做試驗看看.1.出示試驗器材，介紹試驗.［老師］半圓形玻璃磚可以繞其中心O在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動如圖6所示，入射光方向不變始終正對O點入射.圖7圖6圖7圖6接著轉(zhuǎn)動玻璃磚，學生看到當折射角趨于90°時，折射光線已經(jīng)看不見了，只剩下反射光線.接著轉(zhuǎn)動玻璃磚，增大入射角，都只有反射光線.（學生茅塞頓開）［老師］什么結(jié)果？［學生］折射角達到90°時，折射光線沒有了，只剩下反射光線.［老師］這種現(xiàn)象就叫全反射.（三）發(fā)生全反射的條件1.臨界角C［要求學生依據(jù)看到的現(xiàn)象歸納］（學生探討思索）［學生甲］入射角要大于某一個值.［老師］對，我們把這“某一值”稱為臨界角，用字母C表示.重復試驗至折射角恰等于90°時停止轉(zhuǎn)動玻璃磚.讓前面的學生讀出此時的入射角即臨界角C約為42°左右.［老師］后面的學生看不見讀數(shù)，那我現(xiàn)在告知你們這種玻璃的折射率n=1.5，請你們算出這種玻璃的臨界角.（學生覺得無從下手）［老師啟發(fā)］想想當入射角等于臨界角C時，折射角多大？學生領悟，列出算式：=n［老師］這樣對嗎？錯在哪兒？［學生甲］光不是從空氣進入玻璃.［老師］對了.你們自己改正過來.學生列出正確計算式：=sinC=代入n算得結(jié)果與試驗基本相符.老師點明臨界角的計算公式：sinC=2.發(fā)生全反射的條件［老師］毫無疑問，入射角大于等于臨界角是條件之一，還有其他條件嗎？［學生乙］光從玻璃進入空氣.［老師］可以概括為…［學生］光從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì).［老師］很好，記住，是兩個條件，缺一不行.3.鞏固練習（四）全反射的應用——光導纖維1.學生閱讀課本有關(guān)內(nèi)容.,對學生進行愛護光導纖維的情感教化2.老師補充介紹有關(guān)光纖通信的現(xiàn)狀和前景（附后）.3.演示課本光纖試驗，不過改用前面試驗中的激光束來做，效果很好.4.協(xié)助練習［投影片］如圖8表示光在光導纖維中的傳播狀況，纖維為圓柱形，由內(nèi)芯和涂層兩部分構(gòu)成.內(nèi)芯為玻璃，折射率為n0;涂層為塑料，折射率為n1，且n1＜n0.光從空氣射入纖維與軸線成θ角.光線在內(nèi)芯側(cè)壁上發(fā)生多次全反射后至纖維的另一端射出.若內(nèi)芯的折射率n0=1.5，涂層的折射率n1=1.2，求入射角θ最大不超過多少度光線圖8圖8才能在內(nèi)芯壁上發(fā)生全反射.參考答案：64.16°（五）自然界中的全反射現(xiàn)象1.水或玻璃中的氣泡看起來特殊的光明,圖解如圖9.圖9圖92.大氣中的光現(xiàn)象(1)空中樓閣(2)沙漠蜃景（學生閱讀課本上的相關(guān)內(nèi)容）三、小結(jié)本節(jié)課我們學習的學問主要有1.光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)2.光的全反射［CAI課件］動態(tài)展示加文字說明：（1）光在入射到兩種介質(zhì)的交界面處時，通常一部分光被反射回原來的介質(zhì)，另一部分光進入第Ⅱ種介質(zhì)并變更了傳播方向.（2）當光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，當入射角等于或大于臨界角時，光全部被反射回原介質(zhì)中去，稱做全反射現(xiàn)象.（3）當折射角增大到90°時的入射角稱為臨界角C（參考圖10）.圖10圖103.光導纖維的原理及它廣袤的應用前景.4.自然界中的全反射現(xiàn)象水中的氣泡，陽光照耀下的露珠特殊光明.燥熱夏天的公路有時看上去特殊光明等.四、布置作業(yè)課本練習四（3