物理选修3-4人教新课标13.7全反射教案

人教版高中物理选修3-4 全反射教案

教学要求:1、全反射现象及其发生条件;

2、＊临界角的计算；

3、全反射的应用。

重点和难点:全反射现象及其发生条件。理科综合可考虑全反射的应用。

教学用具:水槽、光源等。

教学过程:

一、光疏媒质与光密媒质

1、定义:

1)、光疏媒质:两种媒质中折射率较小的媒质叫做光疏媒质.

2)、光密媒质:两种媒质中折射率较大的媒质叫做光密媒质.

因VCn,对光疏媒质,n较小,V较大. 对光密媒质,n较大,V较小.故也可以说,对于两种媒质,光在其中传播速度较大的是光疏媒质,光在其中传播速度较小的是光密媒质.反过来说,同一种光在光疏媒质中传播速度较大,在光密媒质中传播速度较小. 即：

VCn 对光疏介质 n较小 同一频率的光在其中传播的V较大；

对光密介质 n较大 同一频率的光在其中传播的V较小。

2、理解:

1)、光疏媒质光密媒质是相对而言的.只有对给定的两种媒质才能谈光疏媒质与光密媒质.没有绝对的光密媒质.

如：水、玻璃和金刚石三种介质比较，n水＝1.33 n玻璃＝1.5~1.9 n金刚石＝2.42。

对水而言，玻璃是光密介质；但对金刚石而言，玻璃则是光疏介质。

2)、光疏媒质与光密媒质的界定是以折射率为依据的,与媒质的其它属性(如密度等)无关.例如：水和酒精，n水＝1.33＜n酒精＝1.36，酒精相对于水而言是光密介质，但ρ水＞ρ酒。

二、全反射:

1、全反射：当光从光密媒质进入光疏媒质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时,折射角等于900,此时,折射光完全消失入射光全部反回原来的媒质中,这种现象叫做全反射.

2、临界角:

1)、定义:光从光密媒质射向光疏媒质时,折射角等于900时的入射角,叫做临界角.用字母C表示.临界角是指光由光密媒质射向光疏媒质时,发生全反射形象时的最小入射角,是发生全反射的临界状态.当光由光密媒质射入光疏媒质时:

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- 1 - / 11 第2课时 全反射

研究学考·把握考情]

知识内容 全反射 考试要求

加试b

教学要求 1.区分光疏介质和光密介质

2．了解光的全反射现象，知道全反射现象产生的条件

3．知道光导纤维和全反射棱镜，了解它们的应用

4．会计算全反射临界角

知识点一 全反射

基 础 梳 理]

1．光疏介质和光密介质

(1)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。

(2)光疏介质与光密介质是相对的。

2．全反射

当光从光密介质射向光疏介质时，同时发生折射和反射，如果入射角逐渐增大，折射光离法线会越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。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。

3．临界角

(1)定义：折射角为90°时的入射角叫做临界角。

(2)临界角C与折射率n的关系：sin C＝1n。

4．发生全反射的条件

当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于临界角，就会发生全反射现象。

要 点 精 讲]

1．对光疏介质和光密介质的理解

(1)光疏介质和光密介质是相对而言的。

(2)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。

(3)光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。 word

- 2 - / 11 (4)光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不指它的密度大小。

2．全反射

(1)临界角：折射角为90°时的入射角称为全反射的临界角，用C表示，sin C＝1n。

(2)全反射的条件：①光由光密介质射向光疏介质；②入射角大于或等于临界角。

(3)全反射遵循的规律：发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律，由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用。

[例题 ] 某种介质对空气的折射率是2，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，那么以下光路图中正确的选项是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)( )

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：

1 13.2全反射

物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。

教学目标

（一）物理观念

观察激光在水中的全反射现象

1、让光线透过杯壁射入水中

2、用木杆作为接收屏，改变入射角度 观察全反射现象

分组实验2：玻璃砖中的全反射

1、引导学生认识仪器

2、明确实验目的

3、讲解实验原理

4、总结实验过程

光密介质和光疏介质

1.概念：两种介质比较，折射率大的介质是光密介质，折射率较小的介质是光疏介质。

观察下表中给出的8中不同的介质，请大家思考，哪一种是光疏介质？哪一种是光密介质？你判断光疏介质与光密介质的依据是什么？

8中不同介质的折射率

金刚石 2.42

二硫化碳 1.63

玻璃 1.5～1.9

水晶 1.55 岩盐 1.55

酒精 1.36

水 1.33

空气 1.00028

2.理解

（1）光密介质与光疏介质是相对而言的；

（2）判断光密介质与光疏介质的依据是介质的折射率与其他因素无关；

设问：我们知道介质的折射率反映了光在介质中运动速度的快慢，请问大家光在光密介质中运动的快，还是在光疏介质中运动的快？

vcn，n小，v大；n大，v小。

（3）折射率的大小反映了光在介质中传播的速度大小。折射率大的介质就是光在其中传播速度小的介质，折射率小的介质就是光在其中传播速度大的介质。

设问：有了光密介质和光疏介质的概念，我们如何定义全反射呢？

二、全反射

1、实验现象

2

2、全反射定义

当光从光密介质射入光疏介质时，如果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，只剩下反射光的光学现象