3. 光的全反射板书设计

光的全反射

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．

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．

半圆形玻璃砖、光源； 2．弯曲的试管一支、烧杯、水、铁架台

四、教学方法：结合学科“四结合”-------探究性教学方法

五、情感、态度与价值观：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

六、主要教学过程

（一）引入新课（想一想？）

在日常生活当中，常听有人说胃痛，得了胃炎，胃发炎的程度如何，医生常叫病人去做胃镜，那么胃镜是什么？它有什么用处呢？请大家看一段录相：——————有关胃镜的录相；。。。。。。，不知大家是否注意到，这里的物理现象———光能够在弯曲的管子中传播，将胃内的影像反映在可视屏上，大家肯定很想知道为什么，学了今天的内容，就可以解决了。

（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；（黑板上板书）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：

那么，让光从光疏介质射入光密介质和光从光密介质射入光疏介质还有什么现象呢？老师这里暂且不说，我请同学们来探索得结论。（把学生电脑画面打开）现在，大家面前的电脑已经切换成有关光的全反射的相关内容。老师事先已将完全相同的实物实验摸拟在电脑上。请点击模拟探索，画面的左边将出现实物模拟实验，拖动入射光线，可改变入射角，折射角和反射角也作相应改变，大家结合右边题目，研究光从光疏介质到光密介质光密介质到光疏介质有何现象，并把右边题目答案和看法通过学生论坛的讨论区来发表，在这过程中，如果你认为有疑惑的问题，也可把问题发布在讨论区上，供同学们和老师一起来进行讨论交流。好，现在大家可以开始了。（学生在网页上通过课件，自己探索总结答案）

在这个光的全反射网页中由于事先已经把课堂教学的所有内容都写入其中，所以不仅可以在课堂教学过程中让学生自己通过探究进行学习，而且还可以实现师生间，学生和学生间的交互学习。使课堂教学得到拓展和延伸。

1、

学生可在网络上操作课件，探究光从光疏介质射入光密介质有何规律

2、

探究光从光密射入光疏介质的规律，并讨论总结光的全反射条件

3、

老师可通过主机，查看任何一台学生电脑的实际操作情况，也可在电脑上查阅同学们发来的内容

4、

学生可通过调节课件左边的折射率按钮，改变折射率的大小，来探究入射角、折射角和折射率的关系。

5、

学生们也可以查阅其它同学的答案参与讨论提出自己的问题。

6、

画面上可锁定出现同学们最后提交的答案。

好，我们网络上的讨论暂时结束，现在画面上出现的是部分同学们发来的答案；同学们提出的论点和问题都非常好，说明都经过认真、仔细的探究，比如XXX说：、、、、、、； XXX说

、、、、、、，XXX问、、、、；那么，实际情况怎样？他们的答案是否正确，大家的探究是否正确，让我们一起回到实物实验上来，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。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

。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、、、、、、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。那么，临界角到底多大呢？

黑板上推导：光从（光疏到光密）nsini；

sinr

现让光从光密到光疏，根据光路可逆，则上式将变成：

sinisinCsinC

sinrsin901sinC

n综合以上，我们通过实验主要是得到三个知识点：

结论：1、光的全反射现象： 2、光的全反射条件： 3、临界角公式：sinC

三、生活中的全反射现象：

下面，大家看一个有趣的实验，如图所示，使光源发出的光线平行于试管底部射入，观察弯曲玻璃管中灌满清水前后，管口上方的白纸及平行光线前方的白纸上有何现象？（请一位同学来回答）

通过实验我们可看到弯曲玻璃管中只有空气时，管口是没有光，而在光源前方有光线，可装入水后，管口有光线，而光源前方却没有了光线，说明装入水后，光线是从光密介质射入光疏介质，此时入射角大，发生了全反射现象。光的传播方向发生改变。。。。。前面提到的胃镜其实也就是利用这个原理来工作的。只不过胃镜插入管是由非常细的特制玻璃丝做成的，也叫光导纤维，它由内芯和外套两层组成，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。如果把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列位置相同，它也能把图象从一端传到另一端。医学上用光导纤维制成胃镜，用来检查人体的内部器官。实际的电子胃镜装有两组光纤，一组用来把光传送到人体内部，另一组用来进行观察。。。。。。。。。在实际生活中，光导纤维不但可以实现图象的传输而且还可以通过声音信号与光信号的转换实现声音信息的传输，这就是现代的光纤通讯。

2、全反射现象是自然界里常见的现象。例如：水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮，就是因为光线从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射。

3、蒙气差和海市蜃楼：（学生阅读课后阅读材料）

1n

例1：如图1所示，介质Ⅱ为空气，介质Ⅰ的折射率为2，下列说法正确的是：

[

]．

A．光线a、b都不能发生全反射

B．光线a、b都能发生全反射

C．光线a发生全反射，光线b不发生全反射

D．光线a不发生全反射，光线b发生全反射

解析：根据发生全反射的条件，光从光密介质射到光疏介质中时，介质Ⅰ对空气Ⅱ来说是光密介质，所以光线a可能发生全反射，介质Ⅰ的临界角为：

注意图中光线a给的是与界面的夹角30°，而此时的入射角为60°＞45°，故光线a能发生全反射，故正确选择答案为(C)．

例2

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．