课件2： 13.2 全反射

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【教学目标】

（一）知识与技能

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，能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题。

4．知道全反射棱镜、光导纤维及其应用。

（二）过程与方法

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．会判断是否发生全反射并画出相应的光路图。

3．会用全反射解释相关的现象。

4．会计算各种介质的临界角。

（三）情感、态度与价值观

体会本节实验中“让入射光正对半圆形玻璃砖中心从曲面入射”是在设计实验时设计者为突出主要矛盾而控制实验条件达到略去次要矛盾的高明做法。

【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】采用实验观察、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。

【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

（估计学生甲画图时会遗漏反射光线）

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继续传播呢？

生：有一部分被反射回去。

（学生甲补画上反射光线）

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… / 8 2 生：小于入射角。

师：光从水中进入空气时，折射角…

生：大于入射角。

师：对。那么如果两种介质是酒精和水呢？请乙同学到前面来完成光路图。

图3 图4

学生乙顺利完成两图。

（二）进行新课

1．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2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。

13.2全反射导学案

【学习目标】

1.知道光疏介质和光密介质。

2.知道光的全反射现象。

3.知道介质的临界角与该种介质的折射率之间的关系式。

4.知道全反射现象的一些实际应用。

【重点难点】

掌握临界角的概念和发生全反射的条件;全反射的应用，对全反射现象的解释.

【课前预习】

1.物理学中，把折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质叫做光密介质。

2.光疏介质和光密介质是相对的，第题中，水相对空气是光密介质，但是它相对玻璃是光疏介质。

3.根据折射定律可知，光从空气射入水中时，入射角大于折射角；而光从水中射入空气中时，入射角小于折射角。由此得到一个很重要的结论：光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角，光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。

4.观察演示实验；由实验可以看出，当光沿着半圆形的玻璃砖的半径射到直边上时，一部分光从玻璃砖的直边上折射到空气中，另一部分光反射回玻璃砖内，当逐渐增大入射角时，会看到空气中的折射角在增大，并且折射光线离法线越来越远，而且折射光线越来越弱，反射光线越来越强，当入射角增大到某一角度，使折射角大到°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做光的全反射。

5.我们把刚好发生全反射时（即折射角等于°时）的入射角叫做这种介质的临界角；因为发生全反射时折射角大于入射角，所以只有光从光密介质射入光疏介质时，才可能发生全反射。

例：某种介质的折射率为，临界角为，则根据临界角是折射角等于°时的入射角，再根据折射定律及光路可逆可得：

【典题探究】

知识点一 全反射现象

例1.如图所示，是两面平行的透明玻璃砖，面和面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则( )

A.只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象

B.只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象

1 人教版高中物理选修3-4 第十三章 光 第2节 《全反射》 教学设计 龙岩一中

王玉鸿 设计思路：

教学方法采用直观、感性的演示实验和多媒体视频辅助教学。课堂上，恰当的设疑，引导学生猜想，再通过演示和多媒体分析，最后得出结论。学生既实现了从感性知识到理性知识的飞跃，又体会到了“设疑----猜想----实验----分析----结论----应用”的研究方法。本节课的教学设计欲体现 “以学生为主体”的新课程理念，教学中以让学生能够掌握物理研究方法和物理思维方法为依据，在完成知识目标的同时，注重了过程与方法的情感、态度与价值观的养成，在教学中，通过师生互动、生生互动等探究活动，充分调动学生学习的主动性和积极性,形成了一种和谐、有效的课堂教学气氛，真正的体现学生的主体地位。 学情分析： 1、学生学习了光的反射定律，知道光遇到障碍物时要发生反射； 2、学习了光的折射定律，折射率； 3、知道光由一种透明介质进入另一种透明介质时，一般会发生反射和折射。 教学目标： 1、知识与技能 （1）知道什么是光疏介质和光密介质及相对性； （2）掌握临界角的概念和发生全反射的条件； （3）了解全反射现象的应用； （4）通过实验培养学生的观察能力，概括出发生全反射的条件，培养学生的观察、概括能力。 2、过程与方法 （1）通过实验设计和动手操作，经历科学探究的过程； （2）通过演示实验，学会科学的实验方法——实验探究法。 3、情感、态度与价值观 （1）从对生活中有关物理现象的观察，渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，激发学生探索自然规律的兴趣； （2）通过互动实验，培养学生探究科学知识的兴趣和实事求是的科学态度； （3）通过全反射现象的应用，培养学生运用科学理论观察分析周围事物的习惯； 重点和难点： 1、重点：探究全反射现象；理解临界角的概念和全反射条件。 2、难点：全反射在实际中的的运用。 教学方法： 情景教学法，实验探究法，演示法，观察法，比较法，归纳法。 教学器材：

利伟实验中学高二物理备课组 班级： 姓名：

13.2 全反射

一、学习目标：

知识与技能 ：理解光密介质、光疏介质的概念及全反射现象；掌握临界角的概念和全反射条件；了解全反射的应用。

过程与方法 ：体会到了“设疑、猜想、实验、分析、结论”的研究方法；培养学生观察、分析、解决问题的能力；

情感态度与价值观：培养学生学习物理的兴趣，进行科学态度、科学方法教育；感悟物理学研究中理论与实践的辨证关系。

二、学习重点和难点：

教学重点——临界角的概念及全反射条件

教学难点——全反射现象的应用

三、知识生发：

1、创设实验情景，导入课题

播放医生利用光导纤维检测病人身体的视频。（让学生知道物理与生活联系很紧密，提高学生学习的兴趣）光导纤维是利用什么原理？

2、新课教学

（1）光密介质、光疏介质

任意两种介质相比较，我们把折射率小的介质叫光疏介质，折射率大的介质叫光密介质。

举例说明光密介质和光疏介质是相对的。

（2）全反射现象

演示实验：激光束射向半玻璃砖，观察反射、折射现象。

设置疑问：如果入射角变大，反射光线和折射光线可能怎么变化呢？

大胆猜想：反射光、折射光全消失；反射光消失，只有折射光线；折射光线消失，只有反射光线。

科学推理：第一种假设是不合理的，因为光传播的是能量，若反射光线折射光线全部消失显然违反能量守恒观点。第二种假设也不能成立，在学习反射定律时，知道，不论透明还是不透明物体都要反射一部分射到它表面的光，所以必定有反射光线存在。第三种假设有可能存在。

实验验证：转动光具盘，增大入射角，观察反射光线和折射光线。

分析总结：随着入射角逐渐增大，折射角也逐渐增大，但折射角总是大于入射角。同时还观察到，折射光线越来越暗，越来越接近90o，当入射角增大到一定值时折射光线消失，只剩下入射光线、反射光线。继续增大入射角时，仍然观察不到折射光线。 师生互动：通过实验我们观察到第三种假设在一个特定的条件下是可能成立的，象这种只有反射光线而折射光线消失的现象是全反射现象。