3. 光的全反射教案公开课一等奖

高二物理 选修3-4 第四章

光的折射

第三节

光的全反射

【学习目标】

1.准确理解临界角的概念和发生全反射的条件，提高分析光的全反射现象的能力

2.自主学习，合作探究，学会用画光路的方法分析全反射现象

3.激情投入，认识光纤技术对社会经济生活的重大影响

【学习目标解读】

1.重点：掌握临界角的概念和发生全反射的条件

2.难点：全反射的应用，对全反射现象的解释．

【课前预习案】

【使用说明】

1.同学们要先通读教材，通过观察演示实验，理解光的全反射现象；知道什么是光疏介质，什么是光密介质；会定性画出光疏介质进入光密介质或从光密介质进入光疏介质时的光路图. 概括出发生全反射的条件，理解临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题。

2.勾划课本并写上提示语、标注序号；

3.完成学案，熟记基础知识，用红笔标注疑问。

（一）教材助读

1、请画出一束光从空气射入水中时的光路图，并比较它们的入射角和折射角的大小关系

2、根据光路的可逆性原理，若一束光逆着光折射的方向从水中射向空气，其光路图又如何？

3、逐渐增大光在水中的入射角，根据光的折射定律可知，光进入空气的折射角该如何变化？

（二）预习自测

1.光从介质a射入介质b，如果要在ab介质的界面上发生全反射，那么必须满足

的条件是（ ）

A.a是光疏介质，b是光密介质 B 光在介质中a的速度必须大于光在介质中b的速度

C光的入射角必须大于或等入临界角 D必须是单射光

2.光线从某介质射入空气中,当入射角为300时,其折射角为450,则这种介空气的临

界界角是: ( ) A.600 B.450 C.900 D.300 3.某介质的折射率为2，一束光从介质射向空气，入射角为60°，如图所示的哪个光路图是正确的（ ）

4.(2009年10月6日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授英国华裔科学家（高锟以及美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯．高锟在"有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面"取得了突破性的成就．若光导纤维是由内芯和包层组成下列说法正确的是 (

) A．内芯和包层折射率相同，折射率都大 B．内芯和包层折射率相同，折射率都小

C．内芯和包层折射率不同，包层折射率较大 D．内芯和包层折射率不同，包层折射率较小

＊＊5.如图示，一束平行光从真空中射向一块半圆形的折射率为1.5的玻璃砖，下列判断中正确的是（ ）

A.在圆心的两侧R范围内的光线不能通过玻璃砖

B.只有在圆心的两侧2/3R范围内的光线能通过玻璃砖

C.通过圆心的光线将沿直线穿出不发生偏折

D.圆心两侧2/3R范围外的光线将在曲面发生全反射

【问题反馈】：请将你在预习本节中遇到的问题写在下面。

【课内探究案】

探究一 全反射的条件

1、不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质．

- 1 -

（1）如图所示的光路，若θ2＞θ3，那么介质1和介质2的折射率n1和n2的大小关系怎样？

（2）介质1相对介质2是光疏介质还是光密介质？介质1与介质2相对空气又是什么介质？

（3）从ncv可以知道，光在光密介质中的传播速度和在光疏介质中的传播速度哪个更快？

2、光由光密介质射入光疏介质时，折射角与入射角的大小关系怎样？，由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角会怎样，折射光线会怎样？

3、刚好发生全反射时，即折射角等于90°时的入射角叫做临界角．临界角用C 表示，临界角的正弦值等于什么？发生全反射的条件是什么？

针对训练1 介质Ⅰ中光速为v1=c，介质Ⅱ中的光速为v2=c/2，临界角为30°，如果光线a，a b如图中所示射到Ⅰ、Ⅱ两介质的分界面上，那么正确的是（ ）

A．a，b均不能发生全反射 B．a，b均能发生全反射

C．a能发生全反射 D．b能发生全反射

b 针对训练2 已知某介质的折射率为2，一束光从该介质射入空气时入射角为60°，其正确的光路图如图中哪一幅所示（ ）

探究二 全反射的应用

1、水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮

2、在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景物，都出现倒立圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角是多大？（水的折射率n=1.33）

★★3、若光导纤维的折射率为n,在端面上入射光满足什么条件，才能使光在光导纤维中不断发生全反射，从一端传输到另一端？

【巩固训练】

1．下述现象哪些是由于全反射造成的（ ）

A．露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下格外明亮

B．口渴的沙漠旅行者，往往会看到前方有一潭晶莹的池水，当他们喜出望外地奔向那潭池水时，池水却总是可望而不可及

C．用光导纤维传输光信号、图象信号

D．在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮

2．主截面为等腰直角三角形的三棱镜，临界角为45°，光线从它的一面垂直入射，在图所示的a，b，c三条出射光线中正确的是（ ）

A．a B．b C．c D．都不正确

3．某玻璃的临界角为42°，当在玻璃中的某一光线射到玻璃与空气的分界面时，若入射角略小于临界角，则光线在空气中的折射角应为（ ）

A．小于42° B．小于60°C．小于90° D．无折射光线

★4．用临界角为42°的玻璃制成的三棱镜ABC，∠B=15°，∠C=90°，一束光线垂直AC面射入，如图它在棱镜内发生全反射的次数为（ ）

A．2次 B．3次

C．4次 D．5次

★★5．如图所示是一个用折射率n=2．4的透明介质做成的四棱柱的横截面图。其中∠A=∠C=90°，∠B=60°。现有一条光线从图示的位置垂直入射到棱镜的AB面上，画出光路图，确定射出的光线。注意：每个面的反射光线和折射光线都不能忽略。

【我的收获】