2024-2025學(xué)年高中物理第十三章光7全反射教案2新人教版選修3-4

PAGE1-全反射一、教學(xué)目標(biāo)1、學(xué)問技能（1）知道什么是光疏介質(zhì)，什么是光密介質(zhì)，理解光的全反射；（2）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)問題；(3)知道光纖及其應(yīng)用。2、過程與方法（1）會定性畫出光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)或從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)的光路圖；（2）會推斷是否發(fā)生全反射并畫出相應(yīng)的光路圖；（3）會用全反射說明相關(guān)現(xiàn)象，會計(jì)算各種介質(zhì)的臨界角。3、情感看法與價(jià)值觀（1）體會本節(jié)試驗(yàn)中“讓入射光正對半圓形玻璃磚中心從曲面入射”是在設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)設(shè)計(jì)者為突出主要沖突而限制試驗(yàn)條件達(dá)到略去次要沖突的高超做法；（2）通過對蜃景現(xiàn)象的學(xué)習(xí)再次明確一切迷信或神話只不過是人們未能明確了科學(xué)真相時(shí)才托付于自然力的一種做法。教學(xué)重點(diǎn)全反射條件臨界角概念及應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)臨界角概念臨界條件時(shí)的光路圖及解題 教學(xué)方法猜想法試驗(yàn)法歸納法講練結(jié)合法小組合作教學(xué)器材Ppt課件半圓形玻璃磚激光筆量角器全反射棱鏡課時(shí)支配一課時(shí)教學(xué)過程1、新課導(dǎo)入Ppt展示空中樓閣，沙漠蜃景圖片老師：同學(xué)們?nèi)绾慰创罩袠情w和沙漠蜃景現(xiàn)象呢？學(xué)生1：由于光的折射形成的；學(xué)生2：是蛟龍吐氣形成的；學(xué)生3：是神仙居住的地方；老師引導(dǎo)：所謂的蛟龍吐氣等說明只不過是人們在未能明確科學(xué)真相時(shí)才托付于自然力的一種做法，空中樓閣以及沙漠蜃景其實(shí)是一種光學(xué)現(xiàn)象，學(xué)習(xí)完本節(jié)課后我們再來試著一起從科學(xué)的角度說明。（板書：全反射）新課講解（1）光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)老師：光由空氣進(jìn)入介質(zhì)時(shí)入射角和折射角誰大誰小？學(xué)生：入射角大于折射角。老師：那光由水進(jìn)入玻璃磚時(shí)入射角和折射角的大小怎么確定呢？學(xué)生:環(huán)節(jié)一布置任務(wù)：請同學(xué)們自行閱讀課本節(jié)內(nèi)容的前兩段內(nèi)容，回答剛剛的問題，并且完成ppt所展示的表格。環(huán)節(jié)二學(xué)生自學(xué)環(huán)節(jié)三學(xué)生展示自學(xué)結(jié)果環(huán)節(jié)四老師點(diǎn)撥一種介質(zhì)是光疏介質(zhì)還是光密介質(zhì)是相對的環(huán)節(jié)五隨堂測試?yán)蠋煟汗庥刹ＡнM(jìn)入空氣時(shí)折射角和入射角誰大誰?。繉W(xué)生：玻璃相對于空氣是光密介質(zhì)，光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)折射角大于入射角，所以光由玻璃進(jìn)入空氣時(shí)折射角大于入射角。相識全反射現(xiàn)象老師：以半圓形玻璃磚為例子進(jìn)行探討，當(dāng)光由玻璃磚進(jìn)入空氣時(shí)，折射角大于入射角，假如現(xiàn)在增大入射角，折射角會怎么變？學(xué)生：隨著入射角的增大折射角也會增大。老師：接著不斷增大入射角，折射角會始終增大嗎？學(xué)生：由于折射角始終大于入射角，所以折射角會領(lǐng)先達(dá)到九十度。環(huán)節(jié)一提出問題：折射角達(dá)到九十度以后，接著增大入射角，又會出現(xiàn)在什么狀況呢？請自己通過畫光路圖來試著說明一下。環(huán)節(jié)二學(xué)生小組探討環(huán)節(jié)三學(xué)生展示結(jié)果當(dāng)光由玻璃磚進(jìn)入空氣時(shí)，隨著入射角的增大折射角也增大，折射角領(lǐng)先增大到九十度，接著增大入射角，折射光線消逝，只剩下反射光線。環(huán)節(jié)四試驗(yàn)驗(yàn)證理論按小組進(jìn)行試驗(yàn)試驗(yàn)要求：讓入射光正對半圓形玻璃磚中心曲面入射，入射角從零起先漸漸增加，折射光線和折射角的改變，折射光線何時(shí)消逝，消逝以后接著增大入射角，會有什么現(xiàn)象呢？環(huán)節(jié)四按小組匯報(bào)試驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象1隨著入射角的增加，折射角不斷增大，折射角始終大于入射角，當(dāng)折射角增大到就是度時(shí)，折射光線剛好消逝：現(xiàn)象2隨著折射角的增加，折射光線漸漸減弱，反射光線漸漸增加。環(huán)節(jié)五老師點(diǎn)撥協(xié)作全反射試驗(yàn)視頻向?qū)W生總結(jié)全反射現(xiàn)象老師：從折射光和反射光強(qiáng)弱的改變體現(xiàn)了我們物理上特別重要的定律；學(xué)生：能量守恒定律。老師總結(jié)：我們剛剛所相識的現(xiàn)象叫做光的全反射。（板書：全反射）全反射老師：請通過剛剛的學(xué)習(xí)總結(jié)全反射的定義學(xué)生：當(dāng)光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，隨著入射角的增大，折射角會領(lǐng)先達(dá)到九十度，此時(shí)折射光線消逝，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象就叫做全反射。（板書，全反射定義）老師：光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，當(dāng)折射角剛好達(dá)到九十度時(shí)對應(yīng)的入射角叫做該種介質(zhì)的臨界角。（板書：臨界角）環(huán)節(jié)一請推導(dǎo)臨界角C和介質(zhì)折射率n的關(guān)系。環(huán)節(jié)二學(xué)生自己推導(dǎo)光從介質(zhì)射入空氣（真空）時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角C與介質(zhì)的折射率n的關(guān)系是環(huán)節(jié)三老師點(diǎn)撥在推導(dǎo)介質(zhì)折射率和臨界角關(guān)系的過程中，我們用到了光路可逆原理，由推導(dǎo)結(jié)果可以看出介質(zhì)的折射率n確定了介質(zhì)的臨界角C環(huán)節(jié)四隨堂測試?yán)?光由折射率為的介質(zhì)中射入空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為多少？例2光由空氣射入某介質(zhì)時(shí),入射角為450,折射角為300,當(dāng)光由該介質(zhì)進(jìn)入空氣時(shí),假如入射角為600,下列各光路圖中可能的是()0空氣0空氣B0空氣A00空C00空氣D老師：又剛剛的學(xué)習(xí)請總結(jié)全反射發(fā)生的條件學(xué)生：光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)并且入射角大于等于臨界角。師生互動：全反射現(xiàn)象是在特定條件下光的傳播在兩種介質(zhì)界面上發(fā)生的特殊現(xiàn)象，在自然界中卻是常見的光學(xué)現(xiàn)象。例如玻璃中的氣泡看起來特殊光明，神奇的空中樓閣都是由光的全反射現(xiàn)象產(chǎn)生的。物理學(xué)的探討賜予我們說明自然現(xiàn)象方法，同時(shí)也啟迪人們應(yīng)用物理規(guī)律來改造自然，造福人類。醫(yī)學(xué)上被廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維窺鏡就是用全反射原理制成的例3光線在空氣和玻璃的分界面上發(fā)生全反射的條件是()A.光從空氣射到分界面上,入射角足夠小B.光從空氣射到分界面上,入射角足夠大C.光從玻璃射到分界面上,入射角足夠大D.光從玻璃射到分界面上,入射角足夠小全反射現(xiàn)象之應(yīng)用第一、空中樓閣：氣候條件：當(dāng)大氣比較安靜且海面與上層空氣溫差較大時(shí)，空氣的密度隨溫度的上升而減小，對光的折射率也隨之減小.因海面上的空氣溫度比空中低，空氣的下層比上層折射率大.我們可以粗略地把空中的大氣分成多數(shù)個(gè)空氣層。光路分析：遠(yuǎn)處的景物反射的光線射向空中時(shí)，不斷被折射，射向折射率較小的上一層的入射角越來越大，當(dāng)光線的入射角大到臨界角時(shí)，就會發(fā)生全反射現(xiàn)象，光線就會從高空的空氣層中通過空氣的折射漸漸返回折射率較小的下一層.虛像的形成：當(dāng)光線進(jìn)入人的眼睛時(shí)，人總認(rèn)為光是從其反向延長線方向放射而來的，所以地面旁邊的視察者就可以視察到虛像，且虛像成像于遠(yuǎn)處的半空中，這就是空中樓閣.其次、全反射棱鏡第三、光導(dǎo)纖維：展示醫(yī)生利用光導(dǎo)纖維檢測病人身體的圖片。（讓學(xué)生知道物理與生活聯(lián)系很緊密，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的愛好）光導(dǎo)纖維是利用什么原理？演示試驗(yàn)：視察光導(dǎo)纖維對光的作用，結(jié)合所觀看圖片。學(xué)生介紹：學(xué)生通過課前查閱有關(guān)資料，介紹光導(dǎo)纖維。多媒體：介紹光纖通訊，進(jìn)行愛國主義教化。3課堂總結(jié)：本節(jié)課首先學(xué)習(xí)了光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)，留意其相對性；其次通過理論分析，試驗(yàn)視察相識了光的全反射現(xiàn)象，全反射現(xiàn)象中的臨界角和全反射發(fā)生的條件是本節(jié)課的重點(diǎn)；最好我們了解了生活中的全反射現(xiàn)象，空中樓閣，光導(dǎo)纖維