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

PAGE7-课题名称：《光的全反射》模块教科版选修3—4设计思想本节课的要求是“通过视察探究，理解全反射和临界角的概念，能用全反射条件推断是否能发生全反射，知道光纤及其应用。”其中全反射的条件是重点和难点。本节课通过生活实例引出课题，以学生亲自进行试验探究突破重难点，老师引导学生通过视察、试验、分析、总结出光的全反射的现象和条件，通过演示试验及图片介绍光导纤维\全反射棱镜及其应用，利用全反射说明生活中的奇异现象。指导思想与理论依据光是自然界一种普遍而重要的存在，广泛的涉及物理学的各个领域，并且与生活有着亲密联系，是学生学习物理的重要内容之一。反射定律和折射定律是光的全反射这一节内容的基础。为了突出重点，突破难点，同时为了提高学生全面素养，培育学生的实力，激发学生的学习爱好，使学生深刻相识全反射的现象及条件，通过生活实例和小试验引出课题；为了提高试验的可视性，使学生更好的理解全反射的现象及发生条件，本节课为学生设置分组试验，打算高强度激光笔，让学生通过亲自试验，视察光线的传播规律来突破重难点，老师引导学生通过视察、试验、分析、总结出全反射的现象和发生条件，为让学生体会物理是有用的，介绍光纤技术对经济社会生活的重大影响，利用全反射说明生活中的奇异现象。教学背景分析教材内容分析《光的全反射》这一节内容在光的反射、光的折射内容之后，是反射和折射的交汇点，对学生学习而言也是难点。探讨全反射现象，是对反射和折射学问的巩固与深化，全反射现象与人们的日常生活以及现代科学技术的发展紧密相关，所以，学习这部分学问有着重要的现实意义。2、学情分析虽然全反射现象在生活中常能见到，但是学生并不能说明这些生活现象，可能还有错误的相识。在本节课之前学生已经学习了反射定律、折射定律、折射率等相关学问，高二的学生已经逐步体会到了一些物理学科的思想，但是抽象思维和空间想象实力还比较低，对物理现象和学问的理解、推断、分析、和推理实力仍有欠缺，对于折射定率的理解可能不到位，而且全反射对学生是一种新现象，所以学生学习本节内容具有肯定难度。3、教学方式：探究式启发式4、教学手段：多媒体课件协助教学分组试验探究教学目标学问与技能（1）理解光的全反射，会利用全反射说明有关现象.（2）理解临界角的概念，能推断是否发生全反射并能画出相应的光路图.（3）了解全反射棱镜和光导纤维．过程与方法在探究全反射发生条件的过程中，学习“试验探讨”的物理学探讨方法。3．情感看法与价值观领会自然界的奇异与和谐，体会物理与生活休戚相关，体验探究自然规律的喜悦。教学重点和难点教学重点驾驭临界角概念和发生全反射的条件。2.教学难点探究归纳发生全反射的条件教学资源半圆柱体璃砖、激光笔、角度盘、光导纤维演示仪、光纤灯、全反射棱镜等教学流程课堂小结与评价了解生活中全反射现象知道全反射应用课堂小结与评价了解生活中全反射现象知道全反射应用课堂练习试验探究全反射现象及条件复习折射律通过水流导光引入全反射教学过程教学环节老师为主的活动学生为主的活动设计意图环节一：引入新课水流导光视察光带来的奇异现象试验激发学生求知欲，引起学生爱好。。环节二：全反射现象及条件探究：全反射现象及条件介绍仪器，并强调激光伤眼试验探究：让光沿着半圆柱体玻璃砖的半径射到它的平直的面上,使入射角从0度起先增大，视察反射角和折射角大小的改变、反射光线和折射光线强弱的改变.明确：全反射现象【猜想】发生全反射现象须要什么条件呢？明确：入射角的这个某个值也很特殊，当入射角等于这个角时恰好发生全反射现象，这是一个临界值，我们称它为临界角，用符号Ｃ来表示。【猜想】不同的介质临界角一样么？【问】介质有一个很重要的物理量——折射率。临界角跟介质的折射率会有什么关系呢？请同学们试着用我们所学的学问来推导一下临界角与折射率的关系。指导学生看课本71页表格：几种介质的临界角。明确：折射率越大，临界角越小，越简单发生全反射。假如水里有一点光源，传播到水面的光如何呢，下面大家来做一下学案上的课堂练习。【课堂练习】如图所示，S为一点光源，分别画出图中各条光线的折射光线和反射光线。说明水流导光：表面上看，光似乎在水流中弯曲前进。其实，在弯曲的水流里，光仍沿直线传播，只不过在射向空气的界面上，入射角大于临界角，光线反射回水中。光线就这样经过多次全反射向前传播。水流导光最早是应用在设计喷泉方面，近年来起先利用水导激光进行精细加工。视察仪器动手操作、合作沟通总结试验现象：光从玻璃射向空气，当入射角渐渐增大时，反射角和折射角也渐渐增大；同时折射光线减弱，反射光线增加；当入射角增大到某个值时，折射光线突然消逝，只剩下反射光线。学生回答全放射条件条件1、光从光密介质射向光疏介质条件2：入射角大于等于肯定的角度折射角为90度。学生推导：依据折射定律可得由公式可知：不同介质的折射率不同，在发生全反射时临界角也不同，折射率越大，临界角越小。解答并展示学生通过亲自试验为理解全反射概念、探究全反射发生条件积累更多的感性材料，同时让学生体会入射光线、反射光线、折射光线的角度关系和光线强弱的改变。培育学生依据试验现象总结物理规律的实力推导临界角的一般表达式，加深对临界角的理解加深对全反射的理解。环节三：全反射现象应用全反射现象应用—光导纤维介绍获得诺贝尔物理学奖的华人，增加学生的骄傲感。发给每组同学一段光缆，让学生视察。投影展示光纤【问】内芯与外套折射率大小关系有什么要求呢？演示试验：光导纤维演示仪。【问】光纤如何实现通信呢？光纤通信被广泛采纳，它有哪些优点呢？【说明】内窥镜原理就是就用了光纤能够传像的道理。全反射现象应用—全反射棱镜【问】除了要求截面做成等腰直角三角形外，对材料的折射率有要求吗？图片：潜望镜、潜水艇视察光缆。学生分析:内芯折射率要大于外套折射率观看试验。看课本72-73页。把数十根、成百根光导纤维聚集成束，做成光缆，使每一根光纤在两端位置一一对应，就可以用它来传递文字图像和视频等多种信息．容量大、衰减小、抗干扰强、传输速率高等多方面的优点。发生全反射时，临界角C最大为45°，故应有n≥eq\f(1,sinC)即n≥eq\r(2)，要求材料的折射率要大于eq\r(2).学习光导纤维的相关学问了解光纤通讯原理,了解光导纤维的优点体会物理学对生产、生活的意义学习全反射棱镜原理，体会物理是有用的环节五：应用全反射说明生活中的奇异现象。图片：空中楼阁钻石刺眼水中汽泡格外光明看课本74页发展空间说明现象环节六课堂小结本节课，你的收获有哪些？按学问线索回顾本节课学问。刚好总结，提升感悟，培育学生良好的学习习惯。板书设计§4.3光的全反射一、全反射现象1、全反射现象2、临界角C（1）定义：（2）关系式3、条件（1）光从光密介质射向光疏介质；（2）入射角等于或大于临界角．二、全反射的应用教学反思本节课我依据学生的认知规律设计教学。光是自然界一种普遍而重要的存在，广泛的涉及物理学的各个领域，并且与生活有着亲密联系，是学生学习物理的重要内容之一。为了突出重点，突破难点，同时为了提高学生全面素养，培育学生的实力，激发学生的学习爱好，使学生深刻相识全反射的现象及条件，我通过生活实例和小试验引出课题；