人教版 (2019)选择性必修 第一册2 全反射教案配套

人教版(2019)选择性必修第一册2全反射教案配套主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：人教版（2019）选择性必修第一册2全反射教案配套

2.教学年级和班级：高中一年级

3.授课时间：2023年X月X日上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.培养学生的科学探究精神，通过实验探究全反射现象。

2.提升学生的科学思维能力，理解光的反射定律和全反射条件。

3.增强学生的科学实践能力，学会运用全反射原理解决实际问题。教学难点与重点1.教学重点，

①理解全反射现象的发生条件，包括入射角大于临界角、光从光密介质进入光疏介质。

②掌握全反射的几何关系，包括全反射光线、入射光线和法线在同一平面内，以及全反射光线与入射光线分居法线两侧。

③应用全反射原理解释光纤通信中的全反射现象，理解其工作原理。

2.教学难点，

①理解临界角的概念及其与折射率的关系，能够准确计算临界角。

②掌握全反射现象的物理本质，理解光波在两种介质界面上的行为。

③在实际应用中，如光纤通信中，分析全反射现象如何影响信号传输的质量和效率。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源-软硬件资源：光学实验装置（全反射演示器、光纤通信模型）、白板或黑板、粉笔或白板笔。

-课程平台：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、交互式电子白板。

-信息化资源：全反射现象的动画演示视频、相关实验操作步骤的PPT课件。

-教学手段：实物展示（光纤通信设备）、小组讨论、课堂提问。教学过程一、导入新课

同学们，今天我们来学习光学中的一个重要现象——全反射。在日常生活中，全反射现象无处不在，比如光纤通信就是利用全反射原理来传输信息的。那么，全反射究竟是怎样的呢？今天我们就来一起探究这个问题。

二、新课导入

1.提问：什么是光的反射？请同学们结合课本，谈谈你们的理解。

2.学生回答后，教师总结：光的反射是指光从一种介质射向另一种介质时，在界面上部分光返回原介质的现象。

3.提问：反射可以分为哪两种情况？请同学们根据课本内容，举例说明。

4.学生回答后，教师总结：反射可以分为镜面反射和漫反射两种情况。

5.引入全反射的概念：当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于临界角，光线将全部反射回光密介质，这种现象称为全反射。

三、新课讲解

1.全反射的发生条件

（1）教师演示：使用全反射演示器，展示全反射现象。

（2）提问：请同学们观察演示，总结全反射的发生条件。

（3）学生回答后，教师总结：全反射的发生条件是：入射角大于临界角，光从光密介质射向光疏介质。

2.临界角的计算

（1）提问：如何计算临界角？

（2）学生回答后，教师讲解：临界角C的正弦值等于光密介质和光疏介质的折射率之比，即sinC=n2/n1。

（3）举例说明：请同学们计算光从空气射向水时的临界角。

3.全反射的几何关系

（1）教师展示：全反射光线、入射光线和法线在同一平面内，且全反射光线与入射光线分居法线两侧。

（2）提问：请同学们根据几何关系，解释全反射现象。

（3）学生回答后，教师总结：全反射的几何关系是：全反射光线、入射光线和法线在同一平面内，且全反射光线与入射光线分居法线两侧。

4.全反射的实际应用

（1）提问：请同学们举例说明全反射在实际生活中的应用。

（2）学生回答后，教师讲解：全反射在实际生活中的应用有光纤通信、光纤传感器、光纤激光器等。

四、课堂练习

1.计算题：计算光从空气射向水时的临界角。

2.应用题：解释光纤通信中全反射现象如何影响信号传输的质量和效率。

五、课堂总结

1.回顾全反射的概念、发生条件、几何关系和实际应用。

2.强调全反射在实际生活中的重要性。

3.布置课后作业，要求同学们结合课本，进一步探究全反射的原理和应用。

六、课堂延伸

1.引导同学们思考：全反射现象在其他领域有哪些应用？

2.鼓励同学们参与相关实验，加深对全反射现象的理解。

3.提醒同学们关注光学在其他学科中的应用，拓展知识面。

七、教学反思

1.本节课通过实验演示、课堂提问、课堂练习等多种教学方法，使同学们对全反射现象有了更深入的了解。

2.在教学过程中，注重引导学生主动探究，培养他们的科学素养。

3.在课后作业中，设置了一定的难度，激发同学们的学习兴趣，提高他们的动手能力。

4.在今后的教学中，将继续优化教学过程，提高教学效果。知识点梳理1.全反射现象的定义

-全反射是指当光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角，光线全部反射回光密介质的现象。

2.全反射的发生条件

-光从光密介质射向光疏介质。

-入射角大于临界角。

3.临界角的计算

-临界角C的正弦值等于光密介质和光疏介质的折射率之比，即sinC=n2/n1。

-其中，n1为光密介质的折射率，n2为光疏介质的折射率。

4.全反射的几何关系

-全反射光线、入射光线和法线在同一平面内。

-全反射光线与入射光线分居法线两侧。

5.全反射的光路可逆性

-全反射的光路是可逆的，即如果光从光疏介质射向光密介质，入射角大于临界角时，光线将全部折射进入光密介质。

6.全反射的应用

-光纤通信：利用全反射原理，光信号在光纤中传输，实现远距离通信。

-光纤传感器：利用全反射原理，检测介质中的微小变化，如温度、压力等。

-光纤激光器：利用全反射原理，产生高功率激光。

7.全反射与折射的关系

-当入射角小于临界角时，光线会发生折射，折射角随入射角的增大而增大。

-当入射角等于临界角时，折射角为90度，光线沿界面传播。

-当入射角大于临界角时，光线不发生折射，全部反射。

8.全反射的物理本质

-全反射是由于光在两种介质界面上的电磁场相互作用引起的。

-当入射角大于临界角时，光在界面上的反射率大于折射率，导致光线全部反射。

9.全反射的实验验证

-通过实验演示，观察全反射现象，验证全反射的发生条件、几何关系和光路可逆性。

10.全反射与实际应用的关系

-全反射在实际应用中具有重要作用，如光纤通信、光纤传感器等，提高了信息传输的效率和准确性。作业布置与反馈作业布置：

1.完成课本第X页的练习题，包括计算临界角的题目，以及分析全反射现象在光纤通信中的应用实例。

2.设计一个简单的实验方案，验证全反射现象的发生条件，并记录实验数据和观察结果。

3.撰写一篇短文，介绍全反射现象在日常生活或科技领域的应用，要求结合实际案例进行说明。

作业反馈：

1.对于练习题的反馈：

-检查学生是否正确理解并应用了临界角的计算公式。

-评估学生对全反射现象在光纤通信中的应用实例的分析能力。

-对于错误或模糊的理解，提供清晰的解释和正确的答案。

2.对于实验方案反馈：

-评估实验设计的合理性，包括实验目的、步骤、预期结果等。

-检查学生是否能够根据实验目的选择合适的实验器材和方法。

-对于实验方案中的不足，提出改进建议，如增加实验步骤的详细描述，或提供更精确的测量方法。

3.对于短文反馈：

-评估学生对全反射现象在实际应用中的理解和表达能力。

-检查学生是否能够结合实际案例，清晰地阐述全反射现象的应用价值。

-对于短文中的错误或不够深入的分析，给出具体的改进意见，如提供更详细的背景信息，或提出进一步的研究方向。

反馈方式：

-通过课堂时间进行口头反馈，针对学生的具体问题进行解答和指导。

-通过书面反馈，将批改后的作业和反馈意见返回给学生，以便他们了解自己的学习进展和需要改进的地方。

-鼓励学生之间相互交流作业，通过小组讨论的方式分享学习心得和解决问题的方法。

反馈时间：

-作业应在下次课前收齐，以便教师在课堂上进行集体反馈。

-对于个别学生的反馈，教师应在收到作业后的24小时内完成。板书设计1.全反射现象

①全反射的定义：光从光密介质射向光疏介质，入射角大于临界角，光线全部反射回光密介质。

②发生条件：光密介质、光疏介质、入射角大于临界角。

2.临界角

①临界角的计算公式：sinC=n2/n1

②n1：光密介质的折射率

③n2：光疏介质的折射率

3.全反射的几何关系

①光线、入射光线、法线在同一平面内

②全反射光线与入射光线分居法线两侧

4.全反射的光路可逆性

①光路可逆：光从光疏介质射向光密介质，入射角大于临界角时，光线全部折射进入光密介质。

5.全反射的应用

①光纤通信

②光纤传感器

③光纤激光器

6.全反射与折射的关系

①入射角小于临界角：光线发生折射，折射角随入射角增大而增大。

②入射角等于临界角：折射角为90度，光线沿界面传播。

③入射角大于临界角：光线不发生折射，全部反射。课后作业1.计算题：

已知空气的折射率为1.0003，水的折射率为1.33。求光从空气射入水中时的临界角。

解答：sinC=n2/n1=1.33/1.0003≈1.322

C=arcsin(1.322)≈90.3°

临界角C≈90.3°

2.应用题：

光纤通信中，光纤的折射率为1.5。如果光纤的直径为10微米，求光纤的临界波长。

解答：临界波长λc=2π*d/(2*n)

λc=2π*10*10^-6/(2*1.5)≈2.1*10^-6m

临界波长λc≈2.1微米

3.实验设计题：

设计一个实验，验证全反射现象的发生条件。实验步骤应包括实验目的、器材、实验方法、预期结果等。

解答：

实验目的：验证全反射现象的发生条件。

器材：全反射演示器、激光笔、光屏、量角器。

实验方法：

1.将全反射演示器放置在实验桌上，调整激光笔的发射方向，使其垂直射向演示器的界面。

2.逐渐增大入射角，观察光屏上的光点变化。

3.当入射角大于临界角时，观察光屏上是否出现全反射现象。

预期结果：当入射角大于临界角时，光屏上会出现全反射现象。

4.分析题：

分析光纤通信中全反射现象如何影响信号传输的质量和效率。

解答：

全反射现象使光信号在光纤中传播时，光线不会泄露到光纤外，从而保证了信号的高效传输。此外，全反射现象还使得光纤通信具有以下优点：

1.信号传输距离远：由于全反射现象，光信号可以在光纤中传播很长的距离，而不需要中继器。

2.抗干扰能力强：全反射现象使得光纤通信不受外界电磁干扰的影响。

3.传输速度快：全反射现象使得光信号在光纤中传播速度接近光速。

5.综合题：

请结合全反射现象，解释为什么光纤通信比传统的铜线通信具有更高的传输速率和更远的传输距离。

解答：

光纤通信利用了全反射现象，使得光信号在光纤中传播时，光线不会泄露到光纤外，从而实现了高效的信号传输。与传统铜线通信相比，光纤通信具有以下优势：

1.高折射率差异：光纤的折射率比铜线的折射率大得多，这使得全反射现象更容易发生，从而提高了信号传输的效率。

2.长距离传输：由于全反射现象，光信号可以在光纤中传播很长的距离，而不需要中继器，这使得光纤通信具有更远的传输距离。

3.抗干扰能力强：全反射现象使得光纤通信不受外界电磁干扰的影响，保证了信号传输的稳定性。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.互动式教学：在课堂中，我尝试了更多的互动式教学，比如让学生分组讨论全反射现象的应用，这样可以提高学生的参与度和积极性。

2.实验与实践相结合：我设计了几个简单的实验来帮助学生理解全反射的原理，让学生在动手操作中学习，这种教学方式受到了学生的欢迎。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.教学内容深度不足：在讲解全反射的物理本质时，我可能没有深入到足够的理论层面，导致学生对这一部分的理解不够深刻。

2.评价方式单一：我主要依赖课堂表现和作业来评价学生的学习效果，这种评价方式可能无法全面反映学生的学习情况。

3.学生个性化关注不够：由于班级人数较多，我在课堂上可能无法针对每个学生的个别问题进行充分