高二物理 选择性必修一 全反射 《光的全反射》教学设计

1、第四章 光第2节 全反射一、教材分析本节课程是高中物理光学部分的一个重点，也是难点，学习全反射的内容涉及直线传播、反射、折射的知识，从本质上进一步理解和应用折射定律和折射率，让学生有效体会和熟练应用光路可逆知识解决光的传播问题。所以全反射既是新知识的学习，又是对前面所学知识的巩固和深化。二、教学目标与核心素养【物理观念】知道全反射现象揭示了光路的可逆性，本质是光从光密介质射向光疏介质时，折射角大于等于90的一种物理现象。【科学思维】了解全反射现象的本质，知道发生全反射现象的条件，并能够对相应物理问题进行定性分析与定量运算。【科学探究】通过观看演示视频，引导学生从实验现象中探索事物的本质，学生分

2、组对实验进行探究，得出发生全反射的条件，知道临界角的概念及物理意义。【科学态度与责任】让学生发掘大自然中的物理现象，领略物理之美；体会生活中处处蕴含物理知识，物理就在身边，从而进一步培养学生学习物理的兴趣。三、教学重难点【教学重点】临界角的概念及表达式、全反射的条件、全反射的应用；【教学难点】全反射的条件、全反射的应用。四、教学过程1）【引入新课】全反射现象想一想：水中和玻璃中的气泡，还有叶子上的露珠看起来特别明亮，这是为什么？晶莹剔透的露珠晶莹剔透的露珠水中的气泡看上去特别明亮2）【进行新课】探究点一、全反射1、光疏介质和光密介质光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质.光密介质:两

3、种介质中折射率较大的介质叫做光密介质.几种常见物质的折射率酒精相对于水是光密介质酒精相对于玻璃是光疏介质注意： “光密介质”和“光疏介质” 是相对而言的，对其界定是以折射率为依据的。 【讨论与思考】既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。可以预料，当入射角增大到一定程度，但还没有达到900时，折射角就会增大到900。如果入射角再增大，会出现什么现象？2、全反射【实验探究：观察全反射现象】如图，让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直边上，观察平直边与空气界面发生的实验现象。逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化。实验现象及结论当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射，如果

4、入射角逐渐增大，折射光离法线越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。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。全反射的定义全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，入射角逐渐增大到某一角度，光线全部被反射回原光密介质的现象。 临界角：当光从光密介质射入光疏介质时，折射角等于900角时的入射角叫做临界角。用C表示。发生全反射的条件（1）光从光密介质射入光疏介质；（2）入射角等于或大于临界角；临界角的计算 生活中的全反射现象（1）水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故。水中的气泡看上去特别明亮水中的气泡

5、看上去特别明亮（2）【水下的灯】水中的灯只能照亮水面上一块圆面，为什么？ 从水射到空气时，当入射角大于临界角时，发生全反射，所以只能照亮水面上的一块圆面从水射到空气时，当入射角大于临界角时，发生全反射，所以只能照亮水面上的一块圆面。（3）在潜水员看来，岸上的所有景物，都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角多大？探究点二、全反射棱镜玻璃棱镜的截面为等腰直角三角形，当光从图中所示的方向射入玻璃时，由于光的方向与玻璃面垂直，光线不发生偏折。但在玻璃内部，光射向玻璃与空气的界面时，入射角大于临界角，发生全反射。与平面镜相比，它的反射率高，几乎可达 100%。这种棱镜在光学仪器中可用来改变光的

6、方向。优点：（1）反射率高，几乎可达100%；（2）因反射面不必涂敷任何反射物质，故反射时失真小。全反射棱镜的应用探究点三、全反射的应用实例1光导纤维【观察与思考】演示：激光笔发出的光射入一根弯曲的有机玻璃棒的一端，观察光传播的路径有什么特点。现象：光沿着弯曲的玻璃棒转弯原因：当光在玻璃棒内传播时，如果从玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。这就是光导纤维导光的原理。光导纤维光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到几百微米之间，由内芯与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。把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，图像就可以从一端传到另一端了。载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可以传到千里以