3. 光的全反射10分钟试讲教案

普通高中课程标准实验教科书物理选修3-4 《全反射》教案

眉山市彭山区第一中学 金利群

【课程分析】

《全反射》是高中物理选修3-4第四章《光》中的第三节的内容，本节知识以光的反射和光的折射为基础，是反射和折射的交汇点。本节从光的折射入手，探讨了光发生全反射的条件以及相关应用。全反射现象与人们的日常生活以及现代科学技术的发展紧密相关，所以，学习这部分知识有着重要的现实意义。

【学情分析】

学生是教学过程中的主体，这个时期的学生学习了物理必修1、2和选修3-1、3-2的教材，已经逐步体会出教材的思想，但部分学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观、片面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。

教学重点：全反射现象

教学难点：临界角的概念及全反射条件

【设计思路】

教学方法采用直观、感性的演示实验和多媒体视频辅助教学，将演示实验与多媒体的模拟分析有机结合起来。课堂上，恰当的设疑，引导学生猜想，再通过演示和多媒体分析，最后得出结论。学生既实现了从感性知识到理性知识的飞跃，又体会到了“设疑----猜想----实验----分析----结论----应用”的研究方法。本节课的教学设计体现了“以学生为主体”的新课程理念，教学中以让学生能够掌握物理研究方法和物理思维方法为依据，在完成知识目标的同时，注重了过程与方法的情感、态度与价值观的养成，在教学中，通过师生互动、生生互动等探究活动，充分调动学生学习的主动性和积极性,形成了一种和谐、有效的课堂教学气氛，真正的体现学生的主体地位。

【教学目标】

1、知识与技能

1) 知道光疏介质和光密介质，认识光的全反射现象。

2) 理解光的全反射现象，掌握临界角的概念和发生全反射的条件，并能用来解释生活中的全反射现象。

3) 知道全反射棱镜及应用，初步了解光导纤维的工作原理，认识光纤技术对社会经济生活的重大影响。

2、过程与方法

1）通过实验演示、讨论、分析过程，让学生掌握物理规律的探究过程，加深对物理规律的理解。

2）启发学生积极思考，培养学生的归纳和语言表达能力。

3、情感态度与价值观

1）让学生在物理学习中感悟理论与实践联系的辨证关系，养成良好的科学态度。

2）培养学生观察、分析、解决问题的能力

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【教学过程】

一、创设情景，导入新课

用多媒体播放医生利用光导纤维制成的内窥镜检测病人身体的视频（http://video.sina.com.cn/v/b/16169116-1399417431.html）。（让学生知道物理与生活联系很紧密，激发学生学习的兴趣）光导纤维是利用什么原理工作的？答案就隐藏在第七节全反射内容里面。看谁能找到并进行分析！

二、探究规律，把握真理

1、光疏介质和光密介质

从光的折射入手，把水、水晶、金刚石两两组合让学生画一画光的折射光路图。通过画图让学生体会：一是不同介质折射率不同，二是折射率大小具有相对性。

阅读课本P48-P49页了解光疏介质和光密介质。

2、实验探究全反射的条件

（1）探究实验

（方案1）

学生分小组进行实验探究：按上图演示过程进行实验操作，并请学生注意观察1）入射角的变化对发射光和折射光的影响；2）光由光密介质射入光疏介质时，入射角达到某一特定值以后，反射光消失即发生全反射现象。（让学生亲手做实验，有助于学生弄清楚“临界角”的含义，深刻理解全反射现象。）

结合课本P50思考与讨论，思考以下问题：

1、临界角的含义？

2、发生全反射现象需要满足什么条件？

3、如何计算临界角？

请同学结合上述思考题，认真阅读课本P49-P50的内容，先独立思考，若有疑问可小组讨论分析解决，若仍有问题可小组之间讨论解决。

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学生总结：光由光密介质射入光疏介质时，刚好发生全反射现象的折射角叫临界角，用字母C表示。发生全反射的条件：1)光由光密介质射入光疏介质;2)入射角大于等于光密介质的临界角。（强调是两个条件同时满足！）

不同的介质，由于折射率不同，在空气中发生全反射的临界角是不一样的。介质的的折射率越大，发生全反射的临界角越小。老师启发学生用光路可逆的思想，由折射率的定义式计算某种介质在空气中发生全反射时的临界角。即：

n（方案2）

若学生实验效果不理想，可用多媒体播放视频，让学生认真观察并思考总结。链接地址为：

http://v.ku6.com/show/quJZcySEPoQPEqnC.html （2）演示实验

加深理解

演示生活中的全反射现象，例如：1）将空试管放在水槽中，然后从其正上方观察试管壁，将会发现试管壁是银白色的。2）让学生回忆戴有防水镜游泳时，从水下观察水上景物的情景。有的学生未体验过，可以激发他们的好奇心。3）介绍全发射棱镜并让学生进行演示，然后画出全反射棱镜的光路图，进一步了解全发射棱镜对光的作用：将光路改变900或1800（如图所示）。

（3）回顾课前视频，观察光导纤维对光的作用。老师给学生出示光导纤维，让学生结合实物阅读课本P51-P52相关内容，先独立思考下列问题，若有疑问可小组讨论解决。

思考：1、光导纤维的结构。光纤是光导纤维的简称，它是一种非常细的玻璃丝，直径只有_____到______，而且分为______和薄薄的_____两部分，内芯的折射率比外套_______。

2、光导纤维的工作原理？

光的全反射。

3、多媒体视频演示光纤的应用，请同学们认真观察并总结光纤通信的主要优点。

sin901，

故

sinC

。

sinCn

3

学生总结：光纤象无线电波那样也能用来传递信息。载有话音、图像及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可以沿光纤传到千里以外的另一端，实现光纤通信。而且光纤通信有传输距离远、传输速度快、损耗低的优点。

三、学以致用

拓展认识

{课件投影} 1、

关于全反射，你还知道哪些？请同学举例。

除光导纤维外，还有海市蜃楼、沙漠中的蜃景、自行车尾灯、水中和玻璃中的气泡看起来比较明亮等。

投影模拟动画“海市蜃楼”，请同学们讨论、解释。

2、光从介质a射向介质b如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是（

）

A、a

是光密介质，b是光疏介质

B、光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度

C、光的入射角必须大于或等于临界角

D、必须是单色光

3、光从折射率为2的介质中以400的入射角射到介质与空气的界面上时，能发生全反射吗？

【教学反思】

本节课的内容不多，重点是光的全反射现象，学生的兴趣很浓厚，但由于课堂上实际条件的限制，光学实验的效果是大打折扣，这未免让老师和学生都很失望并深感遗憾。但幸亏现代的多媒体技术很给力，我们老师可以选择从互联网上下载相关视频弥补现场实验的不足，点亮一下课堂的物理特色，或找一个合适的光学实验室进行实验，借助录像机将实验现场录制下来到课堂上播放，学生身边的同学和老师进行实验，排除了多媒体的认为操作性，增添了实验的可信度。有多媒体的帮忙，我们可以将很多课堂上或生活中受条件制约的实验借助多媒体还给物理课堂，体现物理课堂的物理特色甚至更加丰富多彩，这是我们物理教师的安慰！

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