全反射教学设计高二下学期物理人教版选修34

高二物理选修34第十三章光第二节全反射教学目标：1.知道什么是光疏介质，什么是光密介质.理解光的全反射。2.理解临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题。3.知道光导纤维及其应用。教学重点：光的全反射教学难点：临界角判断能否发生全反射教学过程：一、导入新课、板书课题回顾：光发生折射的条件，光路可逆导入：上节我们学习了光的反射与折射，3.如果由光密介质到光疏介质一直增大入射角，会发生什么情况？二、出示目标、明确任务1.熟记光疏介质、光密介质的概念.理解光的全反射。2.理解临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题。清楚光导纤维及其应用。三、学生自学、独立思考阅读课本4852页内容，找到书中的知识点、重点、困惑点四、自学指导、紧扣教材1.阅读课本4850页全反射部分①通过阅读前两段，找到光疏介质和光密介质的定义，根据折射定律判断角度关系。②阅读思考与讨论和实验，尝试解决其中的问题③阅读34段，找到全反射的定义和临界角。发生全反射的条件④阅读思考与讨论和最后三段，找到光从介质射入空气中时，发生全反射的临界角和介质折射率的关系式，判断它们的大小关系，清楚知道一般物质的临界角。并举例生活中的全反射现象。⑤阅读例题，体会运用C与n的关系式解决问题。2.阅读课本5052页全反射棱镜部分和光导纤维部分①通过阅读第一段，找到全反射棱镜的特征。②通过阅读2段，找到光导纤维的定义③通过阅读3段，找到光导纤维导光的原理④通过阅读4段，找到光导纤维的结构⑤通过阅读5。6.7.8段，找到光导纤维通信的特点五、自学展示、精讲点拨1.①不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质。光疏介质与光密介质是相对的根据折射定律，光由光疏介质射入光密介质（例如由空气射入水）时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质（例如由水射入空气）时，折射角大于入射角。②当光从水斜射入空气中，入射角继续增大，大于临界角时，便没有折射，只有反射了。③当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射，这时的入射角叫做临界角当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于临界角，就会发生全反射现象。④发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系°，各种玻璃的临界角为32°～42°°。全反射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。⑤2.①棱镜的截面为等腰直角三角形。当光以图甲或图乙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%；由于反射面不必涂敷任何反光物质，所以反射时失真小。②我们常常听到的“光纤通信”，就是利用了全反射的原理。这里说的光纤，就是光导纤维的简称。③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④它由内芯和外套两层组成。⑤优点是容量大、有衰减小、抗干扰性强精讲对全反射的理解：①全反射是光的折射的特殊现象，全反射现象还可以从能量变化角度加以理解．当光线从光密介质射入光疏介质，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，发生了全反射．②发生全反射的条件：光线从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角．③全反射遵循的规律：光由光密介质进入光疏介质发生全反射时，仍然遵守反射定律．有关计算仍依据反射定律进行．应用全反射解决实际问题的基本方法：（1）确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介质．（2）若光由光密介质进入光疏介质时，则根据确定临界角，看是否发生全反射．（3）根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”．（4）运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理，运算及变换进行动态分析或定量计算．应用全反射解释自然现象：（1）对“海市蜃楼”的解释：由于光在空气中的折射和全反射，会在空中出现“海市蜃楼”．在海面平静的日子，站在海滨，有时可以看到远处的空中出现了高楼耸立、街道棋布、山峦重叠等景象．这种景象的出现是有原因的．当大气层比较平静时，空气的密度随温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小，海面上空的空气温度比空中低，空气的折射率下层比上层大．我们可以粗略地把空中的大气分成许多水平的空气层，如图所示，下层的折射率较大．远处的景物发出的光线射向空中时，不断被折射，射向折射率较低的上一层的入射角越来越大，当光线的入射角大到临界角时，就会发生全反射现象．光线就会从高空的空气层中通过空气的折射逐渐返回折射率较低的下一层．在地面附近的观察者就可以观察到由空中射来的光线形成的虚像．这就是海市蜃楼的景象．如图所示．（2）对沙漠上、柏油路上的蜃景的解释：在沙漠里也会看到蜃景，太阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空气的密度小，折射率也小．从远处物体射向地面的光线，进入折射率小的热空气层时被折射，入射角逐渐增大，也可能发生全反射．人们逆着反射光线看去，就会看到远处物体的倒景（如图），仿佛是从水面反射出来的一样．沙漠里的行人常被这种景象所迷惑，以为前方有水源而奔向前去，但总是可望而不可即．在炎热夏天的柏油马路上，有时也能看到上述现象．贴近热路面附近的空气层同热沙面附近的空气层一样，比上层空气的折射率小．从远处物体射向路面的光线，也可能发生