3. 光的全反射教学设计一等奖

高邮市第一中学高二物理四单导学案 主备人：范丽芳

学校 班级 姓名 日期 第四章 光的折射

第3节 光的全反射

◆◆◆◆预习单◆◆◆◆

〖教材分析〗

《全反射》是高中物理选修3-4的必修内容，这一节是在学生学习了光的反射、光的折射之后编写的，是反射和折射的交汇点。本节就从光的折射入手，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。

〖目标导航〗

1．知道什么是光疏介质，什么是光密介质

2．知道光的全反射

3．知道全反射的临界角

4．知道光导纤维及其应用

教学重点：1.临界角的概念

2.全反射的条件

教学难点：全反射现象的应用和对全反射现象的了解

教学方法：读、讲、练与分析相结合

教具：多媒体辅助教具

〖自主学习〗

1．不同介质的折射率

，把折射率小的介质称为

介质，折射率大的介质称为

介质，光疏介质与光密介质是

的．

2．全反射现象的发生条件是

；

．

〖学情分析〗

通过必修教材的学习，学生已经逐步了解了一定的物理学习的方法，但是大多数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性、片面性、和表面性，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。学生是教学过程中的主体，如何充分有效的调动学习的积极性是进行教学设计的主要依据。

〖教学方法〗

教学方法采用直观、感性的实验和视频，将演示实验与多媒体的模拟分析有机的结合起来。课堂上，尽可能多的留给学生参与教学的思维空间。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”的研究方法

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◆◆◆◆活动单◆◆◆◆

1、视频导入

通过观看海市蜃楼的报道视频，激发学生学习的兴趣，引入本节课的教学内容。

2、预习回顾

回顾与本节相关的知识内容，为本节新授内容做铺垫。

3、合作探究，精讲点拨

〖活动1〗光疏介质、光密介质

1．不同介质的折射率不同，我们把折射率 的介质称为光疏介质，光在其中传播速度较 ；折射率 的介质称为光密介质，光在其中传播速度较 ．

2．根据折射定律，光由光疏介质射入光密介质(例如由空气射入水)时，折射角 入射角；光由光密介质射入光疏介质(例如由水射入空气)时，折射角 入射角. 3．光疏介质、光密介质是相对的。

实验演示：光线从光疏介质进入光密介质，以及从光密介质进入光速介质折射角随入射角变化而变化的情况。

实验现象：（1）光线从光疏介质进入光密介质，折射角随入射角的增加而增加，入射角先增加至90°。

（2）光线从光密介质进入光疏介质，折射角随入射角的增加而增加，折射角先增加至90°后折射光线消失，全部只剩下反射光线。

〖活动2〗全反射

1．定义：

当入射角增大到某一角度，使折射角达到 时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做 ，这时对应的入射角叫做 ．

2．发生全反射的条件：

（1）发生全反射现象必须满足的条件：

（2）临界角

光从介质射入空气(真空)时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是

思考：临界角越大越容易发生全反射，还是临界角越小越容易发生全反射？

举例：钻石的成分是金刚石，金刚石的临界角较小，故光线在钻石中较易发生全反射，这也是钻石之所以璀璨夺目的原因。让学生能利用学过的知识解释生活中的现象。

〖活动3〗全反射的应用

学生自主阅读课本全反射的应用的相关内容

（1）光导纤维

光导纤维是非常细的特制玻璃丝，分内外两层，内层玻璃的折射率比外层 ，- 2 -

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光传播时在内层与外层的界面上发生 。

应用：①内窥镜

②光纤通信

（2）全反射棱镜

当堂例题巩固

〖典例1〗一束光线由空气射入截面为半圆形的玻璃砖，再由玻璃砖射出，入射光线的延长线沿半径，则如图所示的光路图正确的是(

) A．①②

B．②③

C．③④

D．①④

〖典例2〗如图所示，一束光以45°的入射角从空气投射到三棱镜的一个侧面上，在棱镜上发生折射，折射光线与棱镜该侧面成60°角，并在棱镜另一侧面上恰好发生全反射。由此可知，该棱镜材料的折射率为________，该棱镜的顶角θ的大小为_______

〖典例3〗光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务．目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络．下列说法正确的是

(

) A．光纤通信利用光作为载体来传递信息

B．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理

C．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理

D．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝

4、小结归纳

引导学生用本节所学的知识对海市蜃楼的现象进行解释。总结这节课所学习的内容，利用学案进行反馈巩固。

【当堂反馈】

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

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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．如图所示，置于空气中的厚玻璃砖，AB、CD分别是玻璃砖的上、下表面，且AB∥CD，光线经AB表面射向玻璃砖时，折射光线射到CD表面时，下列说法正确的是(

) ①不可能发生全反射

②有可能发生全反射

③只要入射角θ1足够大就能发生全反射

④不知玻璃的折射率，无法判断

A．只有①正确

B．②③正确

C．②③④正确

D．只有④正确

3.在厚度为d、折射率为n的大玻璃板下表面，有一个半径为r的圆形发光面．为了从玻璃板的上方看不见这个圆形发光面，可在玻璃板的上表面贴一块圆形纸片，问所贴纸片的最小半径应为多大？

第3节 光的全反射

班级 姓名 评价 ◆◆◆◆巩固单◆◆◆◆

1．下列叙述正确的是(

) A．背对阳光看玻璃球觉得比较明亮，主要原因是光在球中发生了全反射

B．雨过天晴时空中出现的彩虹是因为阳光在水滴的表面上反射而形成的

C．常看到倒扣在水中的空玻璃杯显得很明亮的原因与水中上升的水泡很亮的原因相同

D．传输光脉冲信号的光导纤维是根据全反射原理制造的

2．如图所示，一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，下面四个光路图中，正确的是(

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3．空气中两条光线a和b从虚框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图1所示．虚框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜．图2给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生图1效果的是(

)

4．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，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

5．水的折射率n=4/3，当在水面下h=2m深处放一强点光源时，看到透光水面的最大直径是多大？当此透光水面的直径变大时，光源正在上浮还是正在下沉？

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