人教版(新教材)高中物理选择性必修1教学设计7：4 2 全反射教案

人教版（新教材）高中物理选择性必修第一册PAGEPAGE14.2全反射教学目标1.理解全反射现象.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，能运用所学知识解释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.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；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.教学过程一、知识回顾，导入新课回顾反射和折射定律以及几种介质的折射率。通过光的折射引导出光疏介质和光密介质的定义，通过例子引导学生会通过折射率判断，两种介质之间谁是光疏介质，谁是光密介质？知道光密介质和光疏介质是相对的不是绝对的。二、新课教学（一）全反射动手画图：让光线从折射率为1.7的介质射入到空气当中，入射角为30°，由学生画出光路图，并投影展示。猜想：由于光从光密介质射入光疏介质，所以折射角大于入射角。当增大入射角时，折射角也随之增大，且折射角最先达到90°。设疑：当光从光密介质射入光疏介质，折射角达到90°时，折射光线如何？实验：1.首先介绍半圆形玻璃砖的特点。2.让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。入射角都从0°增大到90°的过程中，观察折射光线，反射光线。〖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。观察到的现象：①光从玻璃→空气，入射角＜折射角；②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。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？1.全反射现象：光从光密介质→光疏介质时，折射光消失，只有反射光的现象。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。2.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：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。3.临界角（C）：临界角是发生全反射的最小入射角（只有i≥C，才能发生全反射）。据介质的折射率n求临界角C。sinC=由此可见，可据介质的折射率n计算临界角C；且n越大，sinC越小，则C越小。临界角越小，越容易发生全反射现象，如金刚石（钻石）等。三、学以致用1.课堂探究生活中发现，在浴缸的侧面观看，可以在水面处看到水中的物体的倒影，用我们刚刚学习的知识解释。图析：2.实例分析①鱼眼里的世界在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景物，都出现在顶角约为97.6°的倒立圆锥里，为什么？图析：②全反射棱镜的应用③光导纤维的应用：利用全反射现象传播光信号构造特点：双层，内芯材料的折射率比外套材料的折射率大④海市和沙漠地区的蜃景区别。一个是正立的虚像，一个是倒立的虚像。四、课堂练习1.(多选)下列说法正确的是()A．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C．同一束光，在光密介质中的传播速度较大D．同一束光，在光密介质中的传播速度较小〖解析〗当折射率越大时，则为光密介质，而折射率越小时，即为光疏介质，却与密度大小无关．所以水对酒精来说是光疏介质；由v＝c/n可知，光在光密介质中的速度较小．故BD两项正确．〖答案〗BD2．(多选)已知介质对某单色光的临界角为C，则()A．该介质对单色光的折射率等于eq\f(1,sinC)B．此单色光在该介质中的传播速度等于csinC(c是光在真空中的传播速度)C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sinC倍D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的eq\f(1,sinC)倍〖解析〗由临界角的计算式sinC＝eq\f(1,n)，得n＝eq\f(1,sinC)，A项正确；将n＝eq\f(c,v)代入sinC＝eq\f(1,n)得sinC＝eq\f(v,c)，v＝csinC，B项正确；设该单色光的频率为f，在真空中的波长为λ0，在介质中的波长为λ，由波长、频率、光速的关系得c＝λ0f，v＝λf，故sinC＝eq\f(v,c)＝eq\f(λ,λ0)，λ＝λ0sinC，C项正确；该单色光由真空传入介质时，频率不发生变化，D项错误．〖答案〗ABC3．很多公园的水池底都装有彩灯，若已知n蓝＞n红，当一细束由红、蓝两色光组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图正确的是()〖解析〗红光、蓝光都要发生反射，红光的折射率较小，蓝光的折射率较大，所以蓝光发生全反射的临界角较红光小，蓝光发生全反射时，红光不一定发生，故只有C项正确．〖答案〗C4．华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是()A．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B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大〖解析〗光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A项正确、B项错误；频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D两项错误．〖答案〗A5．如图所示，ABC是一个用折射率n>eq\r(2)的透明介质做成的棱镜，其截面为等腰直角三角形，现有一束光从图示位置垂直入射到棱镜的AB面上，则该光束()A．能从AB面射出B．能从BC面射出C．进入棱镜后速度不变D．进入棱镜后波长变长〖解析〗设棱镜的临界角为C，则sinC＝eq\f(1,n)<eq\f(1,\r(2))＝eq\f(\r(2),2)，