3. 光的全反射教学目标

2018年简阳市高二物理教研会

3.

光的全反射

简阳市贾家中学-谢松林

一、教学目标

1．在物理知识方面的要求．

（1）理解光的全反射现象；（2）掌握临界角的概念和发生全反射的条件；

2．通过课件和观察演示实验，理解光的全反射现象，概括出发生全反射的条件，培养学生的观察、概括能力；通过观察演示实验引起学生思维海洋中的波澜，培养学生透过现象分析本质的方法、能力．

2．核心素养：领略光的全反射现象的美妙，获得对自然界现象的热爱、亲近的情感

二、重点、难点分析

1．重点是掌握临界角的概念和发生全反射的条件，折射角等于90°时的入射角叫做临界角。

2、当光线从光密介质射到它与光疏介质的界面上时，如果入射角等于或大于临界角就发生全反射现象．

三、教具

1．水槽、自制教具、摄像机

。

2．半圆形玻璃砖、光源。

四、教学方法：探究性教学方法

五、主要教学过程

（一）引入新课（想一想？）

圆盘下的物体为什么能够隐形？

（二）新课教学

前面，我们明确了光从一种介质射入另一种介质时光的传播方向通常要发生改变。光从空气射入介质时，折射角小于入射角，光从介质射入空气时，折射角大于入射角。这里，涉及了两种介质，在物理上，我们把两种介质中，折射率小的叫光疏介质，折射率大的叫做光密介质．

一、光密介质和光疏介质．

光密介质：折射率大的物质叫光密介质

光疏介质：折射率小的物质叫光疏介质

例如：空气的折射率为1；水的折射率为1.33；玻璃的折射率为1.5；空气的折射率小于水的折射率，则空气为光疏介质，水为光密介质；玻璃的折射率大于水的折射率，则玻璃为光密介质，水为光疏介质。可见，光疏介质、光密介质是相对而言的。

二、光的全反射：

1、全反射现象：

让光从光密介质射入光疏介质和光从光疏介质射入光密介质还有什么现象呢？让我们一起来实物实验，这里有一个半圆形的玻璃砖，在做实验前我要特别说明一点，由于半圆形玻璃砖结构的特殊性，只要光线沿着半径射入玻璃或者射出玻璃时，法线就是沿半径方向，入射光线和法线重合，入射角为00，折射角也为00光线是不发生偏折的。

再让光从玻璃射入空气中，也有三条光线，说明也同时发生折射和反射现象，折射角大于入射角，好，同学们现在看，增大入射角，会有什么现象呢？请几位同学来回答，非常

好，答得很完整，可看到（边讲，边做实验）

1、增大入射角，折射角也增大，

2、折射光线越来越暗，反射光线越来越亮，

3、增大入射角到某一角度时，发现折射角变成900，折射光线消失，只剩下反射光线，光全部反射回玻璃中，我们把这种现象叫做全反射；大家再看一遍，把折射角等于900的入射角叫做临界角C，继续增大入射角，反射角也跟着增大，始终只有反射光线，而无折射光线。

2、板书画图，学生推导临界角，指导学生。

n黑板上推导：光从（光疏到光密）sinisinr；

现让光从光密到光疏，根据光路可逆，则上式将变成：

sinisinCsinCsinrsin90

sinC1n

实验验证临界角。

3、全反射条件：

现在让光射到半圆形玻璃砖的圆心，从空气射入玻璃中（也就是从光疏介质到光密介质当中），可看到三条光线：入射光线、反射光线、折射光线，说明发生反射和折射现象，折

射角小于入射角，入射角增大，折射角也跟着增大，当入射角增大到接近900时，三条光线仍然存在

。

通过比较光线从光密到光疏和光线从光疏到光密的两种情况，不难得出光的全反射条件：（1）：光从光密介质射入光疏介质中；

（2）入射角大于或等于临界角。

综合以上，我们通过实验主要是得到三个知识点：

sinC结论：1、光的全反射现象：

2、光的全反射条件：

3、临界角公式：三、全反射的应用

例1、

如图所示，S为已点光源，分别画出图中各条光线的折射光和反射光线。

如果光从空气中射入水中，请分别画出图中各条光线的折射光和反射光线。

1n

空气

水

水

S 30

030

0空气

30

030

0S 图4-2-4

例2、光导纤维的结构如图4-2-4所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是(

) A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射

B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射

C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射

D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用

例3、演示实验中，做一个底面半径R为0.5m圆锥体，把他倒放在水面上，让水面与圆锥的底面平齐，使从任何一个角度去观察都不能发现锥体的部分。问这圆锥体的母线L最大为多少？高h为多少？

四、生活中的全反射现象：

1、光导纤维

2、水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮

3、全反射棱镜

4、鱼眼里的世界

3、蒙气差和海市蜃楼：（学生阅读课后阅读材料）

备用例题、 如图2所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为90°，折射光线与入射光线延长线间夹角为15°，求：(1)该介质的折射率；(2)光在该介质中传播的速度；(3)当光从介质射入空气时的临界角．

解：根据题意入射光线与反射光线的夹角为90°，又根据光的h R L 反射定律，反射角等于入射角，即α=β=45°．

(三)课堂小结

1．全反射现象是非常重要的光学现象之一，产生全反射现象的条件是：①光从光密介质射到它与光疏介质的界面上，②入射角等于或大于临界角．这两个条件都是必要条件，两个条件都满足就组成了发生全反射的充要条件．

2．全反射的应用在实际生活中是非常多的．在用全反射的知识解释时，特别要注意是

否满足两个条件．回答这类问题要注意逻辑推理，一般是依据条件要叙述清楚，根据要给充分，结论要简明．