2024-2025学年高中物理第四章光的折射3光的全反射教案2教科版选修3-4

PAGE6-光的全反射教学目标一、学问目标1.知道什么是光疏介质，什么是光密介质.2.理解光的全反射.3.理解临界角的概念，能推断是否发生全反射，并能解决有关的问题.4.知道光导纤维及其应用.二、实力目标1.会定性画出光疏介质进入光密介质或从光密介质进入光疏介质时的光路图.2.会推断是否发生全反射并画出相应的光路图.3.会用全反射说明相关的现象.4.会计算各种介质的临界角.三、德育目标通过对蜃景现象的学习明确一切迷信或神话只不过是在人们未能明白科学真相时才托付于自然力的一种做法.●教学重点全反射条件，临界角概念及应用.●教学难点临界角概念、临界条件时的光路图及解题.●教学方法本节课主要采纳试验视察、猜想、印证、归纳的方法得出全反射现象的发生条件、临界角概念等，对阅读材料“蜃景”补充了录像资料或CAI课件，使其有更生动的感性相识.●教学用具光学演示仪（由激光发生器、带量角度的竖直面板、半圆形玻璃砖等组合）●教学过程一、引入新课让学生甲到黑板前完成图1及图2两幅光路图（完整光路图）图1图2图1图2（学生甲画图时遗漏了反射光线）［老师］光在入射到空气和水的交界面处时，有没有全部进入水中接着传播呢？［学生］有一部分被反射回去.（学生甲补画上反射光线）［老师］很好.甲同学正确地画出了光从空气进入水中时的折射角…［学生齐答］小于入射角.［老师］光从水中进入空气时，折射角…［学生齐答］大于入射角.［老师］对.那么假如两种介质是酒精和水呢？二、新课教学（一）光密介质和光疏介质1.给出光密介质和光疏介质概念.2.让学生指出图1中的光密介质和光疏介质，再指出图3中的光密介质和光疏介质.让学生自己体会出一种介质是光密介质还是光疏介质其实是相对的.3.光从光疏介质进入光密介质，折射角________入射角；光从光密介质进入光疏介质，折射角________入射角.（本题让学生共同回答）（二）全反射（设置悬念，诱发疑问）［老师］在图2和图3中，折射角都是大于入射角的设想，当入射角渐渐增大时，折射角会先增大到90°，假如此时我们再增大入射角，会怎么样呢？（这时可以让学生自发争论几分钟）［学生甲］对着图2说是折射到水中去吗？［老师］你认为会出现图5这种状况吗？图5图5（其余学生有的点头，有的犹疑）［学生乙］应当没有了吧.［学生丙］最好做试验看看.［老师］好，那就让我们来做试验看看.1.出示试验器材，介绍试验.［老师］半圆形玻璃砖可以绕其中心O在竖直面内转动如图6所示，入射光方向不变始终正对O点入射.图7图6图7图6接着转动玻璃砖，学生看到当折射角趋于90°时，折射光线已经看不见了，只剩下反射光线.接着转动玻璃砖，增大入射角，都只有反射光线.（学生茅塞顿开）［老师］什么结果？［学生］折射角达到90°时，折射光线没有了，只剩下反射光线.［老师］这种现象就叫全反射.（三）发生全反射的条件1.临界角C［要求学生依据看到的现象归纳］（学生探讨思索）［学生甲］入射角要大于某一个值.［老师］对，我们把这“某一值”称为临界角，用字母C表示.重复试验至折射角恰等于90°时停止转动玻璃砖.让前面的学生读出此时的入射角即临界角C约为42°左右.［老师］后面的学生看不见读数，那我现在告知你们这种玻璃的折射率n=1.5，请你们算出这种玻璃的临界角.（学生觉得无从下手）［老师启发］想想当入射角等于临界角C时，折射角多大？学生领悟，列出算式：=n［老师］这样对吗？错在哪儿？［学生甲］光不是从空气进入玻璃.［老师］对了.你们自己改正过来.学生列出正确计算式：=sinC=代入n算得结果与试验基本相符.老师点明临界角的计算公式：sinC=2.发生全反射的条件［老师］毫无疑问，入射角大于等于临界角是条件之一，还有其他条件吗？［学生乙］光从玻璃进入空气.［老师］可以概括为…［学生］光从光密介质进入光疏介质.［老师］很好，记住，是两个条件，缺一不行.3.巩固练习（四）全反射的应用——光导纤维1.学生阅读课本有关内容.,对学生进行爱护光导纤维的情感教化2.老师补充介绍有关光纤通信的现状和前景（附后）.3.演示课本光纤试验，不过改用前面试验中的激光束来做，效果很好.4.协助练习［投影片］如图8表示光在光导纤维中的传播状况，纤维为圆柱形，由内芯和涂层两部分构成.内芯为玻璃，折射率为n0;涂层为塑料，折射率为n1，且n1＜n0.光从空气射入纤维与轴线成θ角.光线在内芯侧壁上发生多次全反射后至纤维的另一端射出.若内芯的折射率n0=1.5，涂层的折射率n1=1.2，求入射角θ最大不超过多少度光线图8图8才能在内芯壁上发生全反射.参考答案：64.16°（五）自然界中的全反射现象1.水或玻璃中的气泡看起来特殊的光明,图解如图9.图9图92.大气中的光现象(1)空中楼阁(2)沙漠蜃景（学生阅读课本上的相关内容）三、小结本节课我们学习的学问主要有1.光密介质和光疏介质2.光的全反射［CAI课件］动态展示加文字说明：（1）光在入射到两种介质的交界面处时，通常一部分光被反射回原来的介质，另一部分光进入第Ⅱ种介质并变更了传播方向.（2）当光由光密介质射向光疏介质时，当入射角等于或大于临界角时，光全部被反射回原介质中去，称做全反射现象.（3）当折射角增大到90°时的入射角称为临界角C（参考图10）.图10图103.光导纤维的原理及它广袤的应用前景.4.自然界中的全反射现象水中的气泡，阳光照耀下的露珠特殊光明.燥热夏天的公路有时看上去特殊光明等.四、布置作业课本练习四（3