3. 光的全反射优质课教案设计

《全反射》教学设计

银川唐徕回民中学

辛祎

【教学目标】

1.

知识目标

①理解光密介质、光疏介质的概念及全反射现象.

②掌握临界角的概念和发生全反射的条件. ③知道自然界中的一些全反射现象. ④知道光纤是利用全反射现象传播光信号的. 2.

能力目标

①能通过演示实验进行观察和分析，归纳总结出什么叫光的全反射现象. ②能通过不同演示实验进行对比，从而得出发生全反射的条件. 用实验的方法，通过讨论、分析过程，用准确的语言归纳全反射现象；培养学生创新精神和实践能力。

③能运用所学知识解释自然界中的一些全反射现象. ④培养学生观察、分析、解决问题的能力。

3.情感目标

①体验从实验、观察、分析、比较等过程培养学生热爱实验、勤于思考、乐于探究的科学品质.从而培养学生学习物理的兴趣，进行科学态度、科学方法教育。

②通过全反射现象的应用，感悟物理学研究中理论与实践的辨证关系。从而养成运用科学理论观察和分析周围事物的习惯，并知道物理知识与现代科技的密切关系，进一步增强学习物理的兴趣.

【教学重点】理解全反射现象；掌握临界角的概念和发生全反射的条件.

【教学难点】

①知道临界角的概念和计算；知道临界角是发生全反射的最小入射角. ②知道发生全反射的条件. 【教 具】

手持激光演示仪(17台)、半圆形玻璃砖（17块）、半圆水槽（1套），水柱全反射自制教具（1套）. 【课 时】１课时

【教学过程】

一、创设情境，导入新课

利用自制教具，演示激光束通过水柱弯曲的现象。从而引入全发射现象。

二、新课教学

（1）光密介质、光疏介质

任意两种介质相比较，我们把折射率小的介质叫光疏介质，折射率大的介质叫光密介质。

在下表中让学生举例说明光密介质和光疏介质。

物质种类

金刚石

玻璃

水晶

酒精

水

空气

真空

（2）全反射现象

演示实验：激光束射向半玻璃砖，观察反射、折射现象。

实验1：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的平侧面并指向圆心O。

实验2：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的圆侧面并指向圆心O。

两个实验的入射角都从0°增大到90°的过程中，观察两个实验并比较两个实验现象的相同点和不同点。

提示学生观察: ①反射角、折射角随入射角的变化情况；②随入射角增大，反射光线、折射光线的强弱变化情况；③圆侧界面和平侧界面的现象等。（教师演示两遍后，让学生分组讨论并回答）

观察：如果入射角0o增大到90o变大，反射光线和折射光线强弱和折射角可能怎么变化呢？

实验验证：转动光具盘，增大入射角，观察反射光线和折射光线。

实验1：空气

实验2：玻璃

玻璃

空气

折射率

2.42 1.5---1.9 1.55 1.36 1.33 1.00028 1 o

o

通过实验让学生总结不同点：①光从空气→玻璃，入射角＞折射角；光从玻璃→空气，入射角＜折射角；②光从空气→玻璃，总是同时存在反射光线和折射光线；光从玻璃→空气，当入射角增大到某一角度时折射角达到90°，折射光线消失，就只有反射光线了，此后入射角继续增大，也只有反射光线而无折射光线。

引导学生归纳：①光从玻璃→空气时，当入射角i大于或等于某一个角度时，折射光线消失，只剩下反射光线的现象，称为光的全反射现象。②光从玻璃→空气时，折射角总大于入射角，折射角先达到90°（此时入射角还小于90°），当折射角达到90°时的入射角称为临界角。

引思：两个实验现象不同的原因是什么？（实验1是光从空气→玻璃，实验2是光从玻璃→空气。）

两种介质有什么不同？（空气的折射率小，玻璃的折射率大，二者相对来说，空气是光疏介质，而玻璃是光密介质。）

是不是只有光从玻璃射入空气才会产生这种全反射现象呢？

通过大量实验研究证明，凡是光从光密介质→光疏介质（如水→空气，酒精→空气等）都有可能发生全反射现象。引导学生总结什么叫全反射现象？

引入全反射的概念：光由光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度，使折射角达到900时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。此时的入射角叫做临界角。

引思：在什么情况下能产生全反射？ 引导学生根据实验回答：光从玻璃（光密介质）→空气（光疏介质），且入射角大于或等于某个临界角时，能产生全反射。

（3）

全反射的条件：

①光从光密介质→光疏介质；

②入射角≥临界角（i≥C）。

教师强调：在实验1中，光从空气→玻璃，虽然随入射角增大，反射角和折射角都增大，反射光增强，折射光减弱，但只有量变过程而没有发生质变。而在实验2中，光从玻璃→空气，随入射角增大（但小于临界角），反射角和折射角都增大，反射光增强，折射光减弱，这是一个量变过程；当入射角达到或大于临界角时，就发生了质变，折射光消失，发生了全反射现象。

（4）临界角

实验分析：要发生全反射现象对入射角大小有一定的要求，我们把折射角为90°时的入射角叫做临界角。

学生推导：设光从某种折射率为n的介质设向空气或真空时的入射角恰好是临界角C，此时的折射角r=90°。由折射定律sinC/sinr=1/n，因为sin90°=1，则sinC=1/n。

二、自然界中的全反射现象

①解释水柱弯光现象

②解释分析海市蜃楼。

三、全反射的应用——光纤

光纤（用导光性能很好的玻璃纤维制成）：利用全反射现象传播光信号。

演示：用光纤传送文字、图象或声音信号。

医学用的内窥镜（如胃镜、场镜等），也是利用光纤传送图像信号。

光纤还可用来进行远距离通信——光纤通信。光纤代替电缆：成本低、容量大、抗干扰能力强。

三、课堂小结

1.

什么叫全反射现象? 2.

产生全反射的条件? 四、布置作业

1.

查询沙漠蜃景

2.

书面作业：课后第2、3题

附：板书设计

全反射现象

一、全反射

介质时，折射光消失，只有反射光的

现象。

2. 全反射的条件：

①光密介质→光疏介质；

②入射角≥临界角（i≥C）。

3.临界角（C）

（1）定义：光密介质→光疏介

（2）如何确定临界角C？

①实验法

②计算法 sin C

=1/n

二、自然界中的全反射

三、全反射的应用——光维

1.全反射现象：光密介质→光疏

质时，折射角r =90°时的入射角。