高中物理13.7全反射学案新人教版选修Word版

【教学目标】1. 知道光的色散现象。

2•理解薄膜干涉中的色散现象，并了解薄膜干涉的应用。

3. 理解折射时的色散现象产生的原因。

4. 知道同一介质对不同色光的折射率不同。

重点：光的颜色色散 难点：光的颜色色散 【自主预习】 1、 光的颜色色散：(1) _________________________________________________________ 在双缝干涉实验中，由条纹间距 ？x 与光波的波长关系为 ___________________________________ ，可推知不同颜色 的光，其波长 ________ ，光的颜色由光的 _________ 决定，当光发生折射时，光速发生变化， 而颜色不变。

(2) _______________________________________________ 色散现象是指：含有多种颜色的光被分解为 ______________________________________________ 的现象。

(3) _________________________________________________ 光谱：含有多种颜色的光被分解后各种色光按其 ___________________________________________ 的大小有序排列。

红光与紫 光相比， _______ 频率大， _______ 绝对折射率大，在同种介质中 ________ 速度大。

2、 薄膜干涉中色散：以肥皂液膜获得的干涉现象为例：(1) ___________________________________ 相干光源是来自前后两个表面的 _ ，从而发生干涉现象。

(2) 明暗条纹产生的位置特点：来自前后两个面的反射光所经过的路程差不同，在某些 位置，这两列波叠加后相互加强，出现了 ___________ ，反之则出现暗条纹。

(3) 科学漫步：利用光的干涉检查平整度(自主阅读)3、 衍射时的色散：白光衍射时可观察到 _______ 条纹，是因为白光中包含了 _________ 的光， 衍射时不同色光的 ________ 不同，于是各种色光就区分开了，这就是衍射时的色散。

13.7 全反射【【教教学学目目标标】】1．理解光的全反射现象。

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。

【【重重点点难难点点】】1．理解光的全反射现象。

2．掌握临界角的概念和发生全反射的条件。

【教学方法】讲练结合【教学用具】课 件【【教教学学过过程程】】一、光密介质和光疏介质1、光密介质和光疏介质：不同折射率的介质相比较，折射率较大的叫光密介质，折射率较小的叫光疏介质。

2、光密介质和光疏介质具有相对性。

二、全反射1、全反射：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。

2、临界角：折射角等于90°（或折射光线恰好消失)时的入射角叫临界角。

sin901n sin sin nC C =⇒= 3、全反射的条件：（1）光由光密介质进入光疏介质；（2）入射角大于或等于临界角。

4、反射和折射中的能量问题：（1）入射光的能量等于反射光的能量和折射光的能量之和；（2）入射角增大，反射光的能量增大，折射光的能量减小；（3）发生全反射时，反射光的能量等于入射光的能量。

5、常见全反射现象及应用：（1）常见全反射现象：如：水中或玻璃中的气泡看起来非常亮等等（2）应用：全反射棱镜、光导纤维【例1】潜水员在水探为h 的地方向水面观察时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为θ，则所观察到的圆形区域半径是多少?【例2】某人在水面上游泳，看见水底发光体在正下方，当他向前游了2 m 时恰好看不见发光体。

求发光体距水面的深度。

（n水=4/3）解析：如图所示，由于全反射，发光体发出的光仅能照亮以2 m 为半径的圆形水面。

由几何关系得：sin C =2222h + 又有sinC=n 1，故2222h +=43 h ≈1.76 m. 【例3】如图所示，一立方体玻璃砖放在空气中，折射率为n ＝1.50，平行光束从立方体的顶面斜射人玻璃砖，然后投射到它的一个侧面，问：（1）这光线能否从侧面射出?（2）若光线能从侧面射出，玻璃砖折射率应满足什么条件？【【课课外外作作业业】】1、教材：P 5——（3）2、学海导航：P 2——4【【教教学学后后记记】】。

全反射質射入光密介質時(例如由空氣射入水)，折射角小於入射角；光線由光密介質射入光疏介質(例如由水射入空氣)，折射角大於入射角．既然光線由光密介質射入光疏介質時，折射角大於入射角，由此可以預料，當入射角增大到一定程度時，折射角就會增大到90°，如果入射角再增大，會出現什麼情況呢？演示Ⅱ將半圓柱透鏡的半圓一側靠近鐳射光源一側，使直平面垂直光源與半圓柱透鏡中心的連線，點燃煙霧發生器中的煙霧源置於鐳射演示儀中，將接線板接通電源，打開雷射器的開關．一束鐳射垂直於半圓柱透鏡的直平面入射，讓學生觀察．我們研究光從半圓柱透鏡射出的光線的偏折情況，此時入射角0°，折射角亦為零度，即沿直線透出，當入射角增大一些時，此時，會有微弱的反射光線和較強的折射光線，同時可觀察出反射角等於入射角，折射角大於入射角，隨著入射角的逐漸增大，反射光線就越來越強，而折射光線越來越弱，當入射角增大到某一角度，使折射角達到90°時，折射光線完全消失，只剩下反射光線．這種現象叫做全反射．(2)臨界角C．折射角等於90°時的入射角叫做臨界角，用符號C表示．光從折射率為n的某種介質射到空氣(或真空)時的臨界角C就是折射角等於90°時的入射角，根據折射定律可得：(3)發生全反射的條件．①光從光密介質進入光疏介質；②入射角等於或大於臨界角．3．對全反射現象的解釋．(1)引入新課的演示實驗Ⅰ．被蠟燭熏黑的光亮鐵球外表面附著一層未燃燒完全的碳蠟混和物，對水來說是不浸潤的，當該球從空氣進入水中時，在其外表面上會形成一層很薄的空氣膜，當有光線透過水照射到水和空氣介面上時，會發生全反射現象，而正對小球看過去會出現一些較暗的區域，這是入射角小於臨界角的區域，明白了這個道理再來看這個實驗，學生會有另一番感受．(2)讓學生觀察自行車尾燈．用燈光來照射尾燈時，尾燈很亮，也是利用全反射現象製成的儀器．在講完全反射棱鏡再來體會它的原理就更清楚了．可先讓學生觀察自行車尾燈內部的結構，回想在夜間看到的現象．引導學生注意生活中的物理現象，用科學知識來解釋它，從而更好的利用它們為人類服務．(3)用鐳射演示儀的鐳射光源演示光導纖維傳播光的現象，或用彎曲的細玻璃棒進行演示，配合作圖來解釋現象：從細玻璃棒一端射進棒內的光線，在棒的內壁多次發生全反射，沿著鋸齒形路線由棒的另一端傳了出來，玻璃棒就像一個能傳光的管子一樣．實際用的光導纖維是非常細的特製玻璃絲，直徑只有幾μm到100μm左右，而且是由內心和外套兩層組成的，光線在內心外套的介面上發生全反射，如果把光導纖維聚集成束，使其兩端纖維排列的相對位置相同，這樣的纖維就可以傳遞圖像．(4)讓學生閱讀大氣中的光現象——蒙氣差，海市蜃樓，沙漠裡的蜃景．。

《全反射》教学设计教学分析1、“全反射”一节在教材中的地位和作用“全反射”是人教版高中物理新课标教材·选修3-4第十三章“光”第七节的内容。

“全反射”现象在生活中常会遇到，本节从光的折射入手，在直线传播、反射、折射知识的基础上，进一步理解和应用折射定律和折射率，探讨了光发生全反射的条件以及相应的应用。

全反射及发生全反射的条件是本章的重点。

本节内容与生产和科技应用联系紧密，体现了课堂知识与生产、科技的紧密联系。

所以，学习这部分知识有着重要的现实意义。

2、教学对象分析我班是学校的重点班级，大部分学生基础相对较好，素质相对其他班级较高、理解能力较强，在教师的引导下敢于探索。

但部分学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观、片面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。

教学目标1、知识与技能目标1)、知道光疏介质和光密介质2)、理解光的全反射现象，掌握临界角的概念和发生全反射的条件，并能用来解释生活中的全反射现象3)、知道全反射棱镜及应用，初步了解光导纤维的工作原理，认识光纤技术对社会经济生活的重大影响。

2、过程与方法1）通过实验演示、讨论、分析过程，使学生能用准确的语言归纳全反射现象，培养学生创新精神和实践能力。

2）启发学生积极思维，培养学生的归纳和语言表达能力。

3、情感态度与价值观1）激发学生学习物理的兴趣，养成良好的科学态度。

2）让学生在物理学习中感悟理论与实践联系的辨证关系。

3）培养学生观察、分析、解决问题的能力三、教学重点教学重点：全反射条件、临界角的概念及其应用四、教学难点1、临界角概念2、临界条件时的光路图及应用五、教学媒体，方法教学方法采用直观、感性的演示实验和多媒体视频辅助教学，将演示实验与多媒体的模拟分析有机结合起来。

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。

全反射【教学目标】一、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。

二、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。

三、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。

【教学重点】探究全反射现象；理解临界角的概念和全反射条件。

【教学难点】全反射在实际中的运用。

【教学过程】一、复习提问、新课导入演示实验：奇妙的“光镀”。

将小球放入试管中，然后将试管斜插入盛水的玻璃缸中，从水面上方观察水中的试管，与在空气中的试管有什么区别？能看到小球吗？向试管中注入清水，又会看到什么现象？演示与现象：先将小球入试管，展示给学生看，能看清试管中的小球。

当试管斜插入水中时，试管内壁好像镀了一层银，小球不见了。

再往试管中注入清水，小球又重新显现。

学生通过观察奇妙的现象，提高学习兴趣，激发求知欲。

二、新课教学（一）光密介质和光疏介质 1．知识回顾（光的折射）：n =sin i sin r 、n =cv情景：一束光线以相同的入射角θ1从空气射入介质1和介质2时，若θ2>θ3，则介质1的折射率n 1和介质2的折射率n 2满足：n 1_______n 2。

引出新概念：对于两种介质来说，我们把折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质。

光疏介质与光密介质是相对的。

例如：水、酒精和玻璃三种物质相比较，酒精对水来说是光密介质，而酒精对玻璃来说是光疏介质。

根据折射定律可知，光线由光疏介质射入光密介质时（例如由空气射入水），折射角小于入射角；光线由光密介质射入光疏介质（例如由水射入空气），折射角大于入射角。

2.全反射学习目标：1.[物理观念]知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念． 2.[科学思维]理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象． 3.[科学态度与责任]了解光导纤维的工作原理和光导纤维在生产、生活中的应用．☆阅读本节教材，回答第85页“问题”并梳理必要知识点．教材第85页“问题”提示：光线在气泡表面发生全反射的结果．水中的气泡是光疏介质，光经水射向气泡时，一部分光发生全反射，有更多的光反射到人的眼睛中，光的能量大了，人就会感觉特别明亮．一、全反射1．光密介质和光疏介质光疏介质光密介质定义折射率相对较小的介质折射率相对较大的介质传播速度光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小折射特点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(1)全反射及临界角的概念①全反射：光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线就会完全消失，只剩下反射光线的现象．②临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角．用字母C表示．(2)全反射的条件要发生全反射，必须同时具备两个条件：①光从光密介质射入光疏介质．②入射角等于或大于临界角．(3)临界角与折射率的关系光由介质射入空气(或真空)时，sin C＝1n(公式)．二、全反射的应用1．全反射棱镜：截面为等腰直角三角形的棱镜，利用全反射改变光的方向．2．光导纤维：由折射率较大的内芯和折射率较小的外套组成，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)两种介质相比较，折射率大的介质是光密介质．(√)(2)光从密度大的介质射入密度小的介质时一定能发生全反射．(×)(3)全反射棱镜和平面镜都是根据全反射原理．(×)(4)光纤通信的主要优点是容量大．(√)2．(多选)已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、1.60和1.63，如果光按以下几种方式传播，可能发生全反射的是()A．从玻璃射入水晶B．从水射入二硫化碳C．从玻璃射入水中D．从水晶射入水E．从玻璃射入二硫化碳ACD[发生全反射的条件之一是光从光密介质射入光疏介质，光密介质折射率较大，故A、C、D正确．]3．华裔科学家高锟被誉为“光纤通信之父”．光纤通信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．内芯的折射率比外套的________，光传播时在内芯与________的界面上发生全反射．[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．[答案]大外套全反射“思考与讨论”的答案提示：如图光由介质射向真空(或空气)中，若刚好发生全反射现象，由折射率定义及光路可逆知：n＝sin θsin C＝sin 90°sin C＝1sin C所以sin C＝1 n.光亮铁球在阳光下很刺眼(如图1)．将光亮铁球夹在试管夹上，放在点燃蜡烛上熏黑(如图2)．将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中，放在水中的铁球变得比在阳光下更亮(如图3)．图1图2图3把试管夹从水中取出时，发现熏黑的铁球依然如故，再将其再放入水中时，出现的现象和前述一样，这是为什么呢？提示：被蜡烛熏黑的光亮铁球外表面附着一层未燃烧完全的碳蜡混和物，对水来说是不浸润的，当该球从空气进入水中时，在其外表面上会形成一层很薄的空气膜，当有光线透过水照射到水和空气界面上时，会发生全反射现象，而正对小球看过去会出现一些较暗的区域，这是入射角小于临界角的区域．光疏介质和光密介质是相对而言的，并没有绝对的意义．例如：水晶(n＝1.55)对玻璃(n＝1.5)是光密介质，而对金刚石(n＝2.42)来说，就是光疏介质．同一种介质到底是光疏介质还是光密介质，不是绝对的．光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不是它的密度大小．例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介质．由v＝cn可知：光在光密介质中传播速度比在光疏介质中要小．光在两种介质中传播时，由折射定律可知：n1sin θ1＝n2sin θ2，n1v1＝n2v2，由此可知：当光从光密介质传播到光疏介质时，折射角大于入射角；当光从光疏介质传播到光密介质时，折射角小于入射角．光在光疏介质中传播的速度大于光在光密介质中传播的速度．2．对全反射的理解(1)全反射是光的折射的特殊现象，全反射现象还可以从能量变化角度加以理解．当光从光密介质射入光疏介质，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，发生了全反射．(2)全反射遵循的规律：光从光密介质进入光疏介质发生全反射时，仍然遵守反射定律，有关计算仍依据反射定律进行．【例1】如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，∠B＝60°.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出．若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等．(1)求三棱镜的折射率；(2)在三棱镜的AC边是否有光线透出？写出分析过程．(不考虑多次反射)思路点拨：解答本题要注意以下两点：(1)根据三角形的边角关系和折射定律弄清在三个分界面的光路；(2)当光线射向三棱镜的AC边时是否发生全反射．[解析](1)光路如图所示，图中N点为光线在AC边发生反射的入射点．设光线在P点的入射角为i、折射角为r，在M点的入射角为r′、折射角依题意得也为i，且i＝60°①由折射定律得sin i＝n sin r ②n sin r′＝sin i ③由②③式得r＝r′④OO′为过M点的法线，∠C为直角，OO′∥AC.由几何关系知∠MNC＝r′由反射定律可知∠PNA＝∠MNC ⑥联立④⑤⑥式得∠PNA＝r ⑦由几何关系得r＝30°⑧联立①②⑧式得n＝ 3. ⑨(2)设在N点的入射角为i″，由几何关系得i″＝60°⑩此三棱镜的全反射临界角满足n sin θ＝1 ⑪由⑨⑩⑪式得i″>θ此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透出．[答案](1)3(2)三棱镜的AC边没有光线透出分析见解析求解全反射问题的思路1．求解全反射问题的步骤(1)确定光是由光疏介质射入光密介质还是由光密介质射入光疏介质．(2)若光由光密介质射入光疏介质，则根据sin C＝1n确定临界角，看是否发生全反射．(3)根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”．(4)运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理、运算及变换，从而进行动态分析或定量计算．2．求光线照射的范围时，关键是找出边界光线，如果发生全反射，刚好能发生全反射时的临界光线就是一条边界光线，而另一条光线可以通过分析找出．确定临界光线时，关键是确定光线在什么位置时入射角等于临界角．[跟进训练]1．(多选)如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线均由空气射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置．下列说法正确的是()A．若三条光线中有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线B．若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射C．若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射D．若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大ACD[三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖，在圆周界面，它们的入射角为零，均不会偏折．在直径界面，光线aO的入射角最大，光线cO的入射角最小，它们都是从光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能．如果只有一条光线发生了全反射，那一定是aO光线，因为它的入射角最大，所以A项对；若bO光线能发生全反射，说明它的入射角等于或大于临界角，光线aO的入射角更大，所以，光线aO一定能发生全反射，光线cO的入射角可能大于临界角，也可能小于临界角，因此cO不一定能发生全反射，所以C项对，B项错；若光线aO恰能发生全反射，光线bO 和cO都不能发生全反射，但bO的入射角更接近于临界角，所以光线bO的反射光线较光线cO的反射光线强，即bO的反射光线亮度较大，所以D项对．]全反射的应用中新网2004年3月16日电据日本《读卖新闻》报道，15日上午11时30分左右(北京时间10时30分)，日本根室市职员谷口博之在北海道根室市海域的根室海峡上空，观测到了船悬于半空的海市蜃楼奇观，并将其拍摄下来．海市蜃楼怎样解释这种自然现象？提示：当大气比较平静且海面上的空气温差较大时，空气的密度随温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小，远处的轮船反射的光线射向空中时，不断被折射，射向折射率较小的上一层的入射角越来越大，当光线的入射角大到临界角时，就会发生全反射，光线从高空返回折射率较小的下一层，当光线进入人眼后，人总认为光是从光的反向延长线的方向发射而来的，所以地面附近的观察者就可以看到虚像，并且虚像成像在远处的半空中，这就是海面上的“蜃景”．1．对全反射棱镜光学特性的两点说明(1)当光垂直于它的一个界面射入后，都会在其内部发生全反射，与平面镜相比，它的反射率很高．(2)反射时失真小，两种反射情况如图甲、乙所示．2．光导纤维的结构与应用实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成．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，使反射光的能量最强，实现远距离传送．因此，光信号能携带着声音、图像以及各种数字信号沿着光纤传输到很远的地方，实现光纤通信，其主要优点是容量大，衰减小，抗干扰性强等．医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体的胃、肠等器官内部，如图所示．【例2】如图所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为n.光从它的一个端面射入，从另一端面射出所需的最长时间为多少？(设光在真空中的光速为c)[解析]该题考查光导纤维的全反射及光速问题．由题中的已知条件可知，要使光线从光导纤维的一端射入，然后从它的另一端全部射出，必须使光线在光导纤维中发生全反射现象．要使光线在光导纤维中经历的时间最长，就必须使光线的路径最长，即光对光导纤维的入射角最小，光导纤维的临界角为C＝arcsin 1n.光在光导纤维中传播的路程为d＝Lsin C＝nL，光在光导纤维中传播的速度为v＝cn，所需的最长时间为t max＝nL c n ＝n2Lc.[答案]n2Lc对光导纤维折射率的要求设光导纤维的折射率为n，当入射光线的入射角为θ1时，进入端面的折射光线传到侧面时恰好发生全反射，如图所示，则有：sin C＝1n，n＝sin θ1sin θ2，C＋θ2＝90°，由以上各式可得：sin θ1＝n2－1.由图可知：(1)当θ1增大时，θ2增大，而从纤维射向空气中光线的入射角θ减小．(2)当θ1＝90°时，若θ＝C，则所有进入纤维中的光线都能发生全反射，即有n＝2，以上是光从纤维射向真空时得到的折射率．(3)由于光导纤维包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此光导纤维折射率要比2大些．[跟进训练]2．空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图所示，方框内有两个折射率为n＝1.5的全反射玻璃棱镜．在框内画出两个棱镜的放置方式并作出光路图．[答案]1．物理观念：临界角、全反射的条件．2．科学思维：通过实验总结物理规律．3．科学探究：探究全反射发生的条件．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小D．光从光密介质射入光疏介质有可能不发生全反射BCD[因为水的折射率为1.33，酒精的折射率为1.36，所以水对酒精来说是光疏介质；由v＝cn可知，光在光密介质中的速度较小．]2．(多选)如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃，AB面和CD面平行，它们是玻璃和空气的界面，设为界面1和界面2.光线从界面1射入玻璃砖，再从界面2射出，回到空气中，如果改变光到达界面1时的入射角，则()A．只要入射角足够大，光线在界面1上可能发生全反射现象B．只要入射角足够大，光线在界面2上可能发生全反射现象C．不管入射角多大，光线在界面2上都不可能发生全反射现象D．光线穿过玻璃砖后传播方向不变，只发生侧移CD[在界面1，光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不能发生全反射现象；在界面2，光由玻璃砖进入空气，是由光密介质进入光疏介质，由于界面1和界面2平行，光由界面1进入玻璃后再到达界面2，在界面2上的入射角等于在界面1上的折射角，因此入射角总是小于临界角，也不会发生全反射现象．]3．(多选)光从介质1通过两种介质的交界面进入介质2的光路如图所示．下列论述正确的是()A．光在介质1中的传播速度较大B．光在介质2中的传播速度较大C．光从介质1射向两种介质的交界面时，不可能发生全反射现象D．光从介质2射向两种介质的交界面时，可能发生全反射现象ACD[光从介质1进入介质2的光路如题图，入射角大于折射角，即从光疏介质入射到光密介质，所以光线在介质1中传播速度较大，A对，B错；光线从光密介质到光疏介质可能发生全反射即从介质2到介质1，CD 对．]4．(多选)下列现象中是由于全反射造成的是()A．露珠在阳光下格外明亮B．直棒斜插入水中时，呈现弯折现象C．海市蜃楼D．在炎热夏天的柏油马路上，远处的路面显得格外明亮ACD5．[思维拓展]情境：在自行车的后挡泥板上，常常安装着一个“尾灯”．其实它不是灯，它是由一种透明的塑料制成的，其截面如图所示．夜间，从自行车后方射来的汽车灯光照在“尾灯”上时，“尾灯”就变得十分明亮，以便引起汽车司机的注意．问题：(1)尾灯为什么做成如图所示截面而不是平面？(2)夜间“尾灯”变得十分明亮利用了什么原理？[提示](1)用全反射棱镜代替平面镜，改变光的传播方向．(2)全反射原理．。

2 全反射课堂互动三点剖析1.全反射现象光密介质和光疏介质：不同折射率的介质相比较，折射率大的叫光密介质，折射率小的叫光疏介质。

注意：光密介质和光疏介质是相对而言的，不是绝对的。

全反射现象光从光密介质射向光疏介质时，通常情况下，在两种介质的界面上要同时发生反射和折射，但是，如果满足一定的条件，折射光线就会消失，入射光全部被反射回来，这种现象叫全反射现象。

注意：要结合实验来理解全反射现象，这也是学习物理的一种重要方法，因为物理是一门实验科学。

2.发生全反射的条件临界角：1折射角等于90°时的入射角叫临界角，用C表示，且有sinC=n注意：上式中的C是指光从折射率为n的介质射向空气(或真空)时的临界角。

正确理解产生全反射的条件及反射现象发生全反射要同时满足下面两个条件：一是光要从光密介质射向光疏介质；二是入射角等于或大于临界角。

要注意观察“光从玻璃射入空气”的演示实验中入射光线、反射光线、折射光线的方向变化及光线的亮度(能量)变化规律：入射角增大时，折射角增大，同时，折射光线的强度减弱(能量减小)，而反射光线的强度增强(能量增大)；当入射角等于或大于临界角时，折射光线的能量减弱到零，折射光线不再存在，反射光线和入射光线强度相同，即发生了全反射。

注意：在全面理解和掌握发生全反射条件的同时，还要掌握发生全反射以前，增大入射角时，反射光线、折射光线的强度(能量)变化。

在后面的学习中，也会用到这方面的知识。

3.全反射的应用：光导纤维和全反射棱镜光导纤维：(1)作用：传递声音、图像及各种数字信号(2)原理：光的全反射。

(3)构造特点：双层，外层材料的折射率比里层材料的折射率小。

(4)优点：容量大、衰减小、抗干扰能力强。

(5)实验应用：光纤通信、医用胃镜等。

全反射棱镜：形状是等腰直角三角形棱镜，在玻璃内部，光射向玻璃与空气界面时，入射角大于临界角，发生全反射。

与平面镜相比，它的反射率高，几乎可达100%，由于反射面不涂敷任何反光物质，所以反射失真小。

第四章第二节《全反射》教学设计教材分析本节内容选自人教版高中物理选择性必修第一册第四章第二节，《全反射》是高中物理的几何光学部分，在这之前学生已经学习了光的反射和折射，全反射安排在这些知识之后，是对光的折射和反射知识的补充、巩固与加深。

本节内容分为两个课时，一个课时为新授课，讲解知识点；一个课时为习题课，进行相关题型练习，加强学生对全反射知识的理解掌握。

本节主要从实验现象来展现相关知识。

根据教材内容及教学目标，本节大多采用实验的形式进行生动形象的讲解，使学生理解全反射现象并能够学会探究全反射现象的条件。

全反射现象与人们的日常生活及现代科技发展紧密相连，是实现课堂知识学习走向课外、走向生产、走向科技的重要教学内容。

所以学习这部分知识有着重要的现实意义。

①本节课主要讲述全反射的概念、条件及其在现代科技领域中的应用，是光学知识中的重要部分，具有很强的实际应用价值。

②通过对全反射现象的详细分析，本节课可以引导学生深入理解光的折射现象及其规律，进一步巩固学生对光的折射知识的掌握。

③教材内容紧密结合实际生活中的全反射应用，如光纤通信、棱镜等，有利于培养学生的实际应用能力和创新能力，激发学生对全反射的兴趣，培养学生的科学素养和探究能力。

④本节课的教学重点是全反射的条件和应用，难点是全反射现象的理解和计算，需要通过多种教学方法进行教学。

【设计思路】本节课的重点是形成全反射的概念、掌握全反射现象的产生条件，因此这节课的设计思路有两个，一是按照物理概念的形成过程进行教学：直观实验→引导学生探索→验证得到证实→通过概括形成概念→巩固深化。

二是以实验为主线。

通过两个演示实验的观察、分析，揭示全反射的现象与产生条件，另外增加学生探究性实验，通过学生间的讨论、设计、动手及合作，使学生对全反射概念的理解更加准确、丰富和全面。

教学目标与核心素养1、物理观念：知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念。

2、科学思维：理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象。

全反射学案班级姓名（高二物理组）学习目标：1、掌握发生全反射的条件，理解全反射2、知道全反射的应用，能解决有关问题3、能画出全反射的光路图，求临界角4、能用全反射解释相关现象5、用科学破除迷信，接受唯物主义教育学习过程：一、旧知识回顾完成图1的光路图（画出反射光线将图1的折射光线变为入射光线，和折射光线，标出入射角、反射角在图2中完成光路图和折射角）图1 图2二、新知识掌握1、光疏介质与光密介质把折射率的介质称为光疏介质，折射率的介质称为光密介质光疏介质和光密介质是的.2、全反射及临界角光由射入，当入射角增大到某一角度，使折射角达到时，折射光，只剩下反射光，这种现象叫全反射刚好发生全反射，即折射角等于90°时的角，叫做临界角（C），其计算公式为3、发生全反射的条件（1）光从介质进入介质（2）入射角临界角.三、习题分析例题：某人在水面上游泳，看见水底发光体在正下方，当他向前游了2 m时恰好看不见发光体，求发光体距水面的深度（n水＝4/3）四、跟踪练习1、光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是（）A.光从玻璃射到分界面上，入射角足够小B.光从玻璃射到分界面上，入射角足够大C.光从空气射到分界面上，入射角足够小D.光从空气射到分界面上，入射角足够大2、光从折射率为2的介质中以400的入射角射到介质与空气的界面时，计算说明能否发生全反射五、知识应用光导纤维及光纤通信1、光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间。

光导纤维对光有传导作用，是利用了全反射的原理，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。

2光纤通信是利用光作为载体来传递信息（声音、图像等）的光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强.六、第二课堂在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮杯侧，从水面上观察水中的试管。

然后往试管内装满水，再从水面上观察试管。

记录两次有什么不同，做出解释。

学校：临清实验高中学科：物理编写人：燕敬勇审稿人孔庆生选修3-4第十三章第7节全反射导学案课前预习学案一、预习目标1、知道全反射现象2、了解全反射现象在生产生活中的常见应用二、预习内容1、两种介质相比较，折射率___的介质叫做光疏介质，折射率___的介质叫做光密介质，光在光疏介质中的传播速度比在光密介质中的速度___，根据折射定律，光由光疏介质进入光密介质，折射角______入射角；光由光密介质进入光疏介质时，折射角___入射角。

2、光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，________光线就会消失，只剩下_______光线的现象叫全反射。

刚好发生全反射，即折射角等于___时的______，用C 表示，C与介质的相对折射率n的关系为______。

发生全反射的两个条件：光从_____介质射入______介质，入射角______临界角。

临界角与折射率的关系：光由介质射入空气或真空时，公式______；介质的折射率______，发生全反射的临界角就越小，越______发生全反射。

3、截面为_______三角形的棱镜为全反射棱镜，当光_____于它的_____一个界面射入后，都会在其内部发生______，与平面镜相比，它的______高，几乎达到100%，反射面不涂敷任何物质，反射时______小。

光导纤维利用了_______原理，直径从几微米到一百微米之间，由______和______两层组成，内芯的折射率比外套的______，光传播时在内芯与外套的界面上发生_________。

课内探究学案一、学习目标1、理解光的全反射现象；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学习重难点：全反射发生的条件和常见应用二、学习过程1、什么叫光密介质？什么叫光疏介质？2、全反射有什么样的现象？举例说明3、什么是临界角？发生全反射的条件是什么？4、光导纤维利用了什么原理？有什么优点，主要应用有哪些？三、反思总结本节学习了全反射现象，当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角大于临界角，就会在界面上发生全反射现象。

全反射导学案一、基础常规：巩固已学，为本节课打基础 5分钟1、折射率公式为：2、已知某玻璃的折射率为2，一束光以i=30°的角从该玻璃射向空气，求折射角r为多少要求画光路图。

3、在上题中若i=45°，则折射角 r 为多少二、引导自学：阅读课本P48－P50（5分钟）1、什么是光密介质和光疏介质2、什么是全反射现象3、什么是临界角的概念4、发生全反射的条件三．新课教学一、光疏介质和光密介质1光疏介质:两种介质中折射率较的介质2光密介质:两种介质中折射率较的介质3玻璃相对于水是介质玻璃相对于金刚石是介质光密、光疏是_____的、B两种介质中介质是光密介质总是光疏介质中的入（折）射角更___二．全反射1、全反射定义：当光从介质射入介质时，入射角逐渐增大到某一角度时，折射角达到，折射光线完全的现象。

2、临界角：当光从光密介质射入光疏介质时，折射角等于时的入射角叫做临界角,用表示3发生全反射的条件：124、当入射角等于临界角C时，正好发生全反射，此时折射角等于由折射定律可得n即临界角正弦值：三．“物理源于生活，应用于生活”：随堂演练典例1：光线由介质A进入介质B,入射角小于折射角,由此可知:是光密介质中的速度大些的小不可能发生全反射典例2：光线从某介质射入空气中,当入射角为300时,其折射角为45,则这种介质的介质水玻璃金刚石折射率n~n＝（1）折射率（2）临界角典例3：光在某种介质中的传播,介质的折射率为2，若要使光从此介质射向真空时发生全反射，则入射角不可能的值是：A. 150 B 300 C 450 D 600对接高考（2022年全国卷Ⅱ）5分 如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻 璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a 、b 两束光线，则 （填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0 分）A ．在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度B ． 在真空中，a 光的波长小于b 光的波长C ． 玻璃砖对a 光的折射率小于对b 光的折射率D ．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a 首先消失E ．分别用a 、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距作业： 300450。