高中物理 ( 三)全反射
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高中物理选修三全反射教案
课题:全反射
教学目标:
1. 知道全反射的定义和原理。
2. 掌握全反射的条件和规律。
3. 能够应用全反射解释物体在介质中的呈现。
教学重点:
全反射的定义和条件
教学难点:
解决实际问题中的全反射应用
教学准备:
投影仪、PPT、黑板、白板、水杯等材料
教学过程:
一、导入(5分钟)
通过展示一个水杨杯在水中发生全反射的现象,引出全反射的概念,并提出全反射在生活中的应用。
二、讲解(15分钟)
1. 给出全反射的定义和原理,并引入全反射的条件。
2. 分析全反射的规律,解释全反射的发生原因。
3. 通过实验或案例,帮助学生更好地理解全反射的概念和规律。
三、练习(15分钟)
1. 设计一些练习题,让学生巩固全反射的定义和条件。
2. 引导学生应用全反射解决实际问题,提高他们的思维能力。
四、拓展(10分钟)
1. 展示一些全反射在日常生活中的应用,激发学生的兴趣。
2. 放映相关视频或图像,增加学生对全反射的理解和认识。
五、总结(5分钟)
对本节课的重点内容进行总结,并强调全反射的重要性和应用价值。
六、作业布置(5分钟)
布置相关的习题和题目,让学生在家中进行巩固和拓展。
教学反思:
通过这节课的教学,学生能够全面了解全反射的概念和条件,掌握全反射的相关知识。
在教学中,要注重引导学生思考、提高他们的学习兴趣,让他们能够将所学知识运用到实际生活中,提高其应用能力和解决问题的能力。
2024年高中物理全反射优质教案高中物理全反射优质教案 1一、教材分析《全反射》是高中物理选修3—4的必修内容,这一节是在学生学习了光的反射、光的折射之后编写的,是反射和折射的交汇点。
本节就从光的折射入手,探讨了光发生全反射的条件,以及相关应用。
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,学习这部分知识有着重要的现实意义。
二、教学目标1、知识目标:(1)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。
(2)培养学生观察、分析、解决问题的能力。
2、能力目标:(1)用实验的方法,通过讨论、分析过程,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,锻炼学生的语言表达能力。
3、情感、态度和价值观目标:(1)培养学生学习物理的兴趣,进行科学态度、科学方法教育。
(2)感悟物理学研究中理论与实践的辨证关系。
三、教学重点难点重点:临界角的概念及全反射条件难点:全反射现象的应用四、学情分析学生是教学过程中的主体,这个时期的学生学习了物理一、二册的教材,已经逐步体会出教材的思想,但是大多数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性、片面性、和表面性,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。
五、教学方法1、教学方法采用直观、感性的'实验和视频,将演示实验与多媒体的模拟分析有机的结合起来。
课堂上,尽可能多的留给学生参与教学的思维空间。
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”的研究方法2、学案导学:见后面的学案3、新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1、学生的学习准备:结合学案预习本节内容。
“全反射”是高中物理第三册的必修内容,这一节是在学生学习了光的反射、光的折射之后编写的,是反射和折射的交汇点。
全反射现象研究,既是对反射和折射知识的巩固与深化,又为下一节“棱镜”的学习作了铺垫。
同时,本节内容与生产和科技应用联系紧密,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。
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,学习这部分知识有着重要的现实意义。
学生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性、片面性和表面性,这就要求教师在设计中要对教学手段有针对性地选择和优化处理,提高学生分析、归纳及抽象思维的能力,同时使学生积极、主动地参与到教学探究过程中来,让学生在获得知识与技能的过程中学会学习并获得积极的情感体验。
案例片段一:现象情境导入设计。
多媒体展示广西南宁南湖大桥美丽的彩帘水幕瀑布夜景图片,在学生欣赏美景之余,引发学生思考:光为什么会沿弯曲的水流传播?分析:以南宁夜景作引入,让学生有种亲近感,熟悉的地方也有美丽的风景,让学生体会到物理与美的有机结合。
学生是见过彩帘瀑布的,但没有想到其中蕴含着丰富的物理知识,教师引导学生注意观察,产生疑问,从而激发学生学习的兴趣。
案例片段二:逻辑困惑情境设计。
①一束光从空气中斜射到与水的分界面处,入射角与折射角相比,哪个角较大?若已知水的折射率为1.3,入射角为60°,求此时的折射角多大?(学生可以很快得出结论)②如果把条件改成光从水斜射到与空气的分界面处,其他条件不变又如何?分析:探究要始于问题,而问题源于质疑,质疑往往出现在新旧认知发生冲突之时。
在问题②中学生计算出折射角的正弦值大于1,出现了与数学常识相悖的情况,显然不合理,问题出在哪里?这让学生大为不解。
从心理学的角度看,一个出乎意料或与常理相悖的问题,能引发认知冲突,激发学生的探究欲望,此时可因势利导提出本节要研究的课题:“光的全反射”。
高中物理选修3-4知识点
光的全反射光导纤维
i越大,γ越大,折射光线越来越弱,反射光越来越强。
1)全反射:
光疏介质和光密介质:折射率小的介质叫光疏介质,折射率大的介质叫光密介质。
注意:光疏和光密介质是相对的。
全反射是光从光密介质射向光疏介质时,折射光线消失(γ=900),只剩下反射光线的现象。
2)发生全反射的条件:
①光必须从光密介质射向光疏介质
②入射角必须大于(或等于)临界角
3)临界角
1 sin c
n
4)应用
①全反射棱镜
形状:等腰直角三角形
原理:如图
条件:玻璃折射率大于1.4
优点:比平面镜反射时失真小
②光导纤维:折射率大的内芯、折射率小的外套P71光导纤维P72做一做
时间计算中注意光的路程不是两地距离及光在介质中的速度不是光速
③海市蜃楼:
沙漠:倒立虚像;海洋:正立虚像
1。
高中物理全反射教案一、教学任务及对象1、教学任务本节课的教学任务是以高中物理光学知识中的全反射为主题,通过系统的教学设计,使学生理解全反射的概念、产生条件及其在实际应用中的重要性。
学生需要掌握光由光密介质进入光疏介质时,当入射角大于临界角时,光不再折射而是完全反射的现象,并能够运用全反射的知识解释生活中的实例。
2、教学对象教学对象是高中二年级的学生,他们在之前的学习中已经掌握了光的折射定律和反射定律,具有光的传播基本知识储备。
此外,学生具备一定的抽象思维能力和实验操作技能,但全反射作为光学中的一个难点,需要通过具体的教学过程帮助他们构建完整的知识体系,并激发他们对物理现象的兴趣和探究欲。
二、教学目标1、知识与技能(1)理解全反射的定义,掌握全反射发生的条件,即当光从光密介质进入光疏介质时,入射角大于临界角;(2)掌握全反射临界角的计算公式,能够运用相关物理定律进行计算;(3)了解全反射在实际应用中的作用,如光纤通信、光学仪器等;(4)通过实验观察全反射现象,学会使用相关仪器,培养实验操作能力和观察能力;(5)能够运用全反射知识解决实际问题,提高问题分析能力和解决能力。
2、过程与方法(1)通过问题驱动法引导学生主动探究全反射现象,培养学生自主学习的能力;(2)采用分组讨论、合作学习的方式,使学生相互交流、互补不足,提高团队协作能力;(3)利用多媒体、实验等教学手段,直观地展示全反射现象,帮助学生形象理解全反射的原理;(4)通过案例分析、实际应用介绍,让学生了解全反射知识在科学技术和日常生活中的重要性,培养学生理论联系实际的思维方法。
3、情感,态度与价值观(1)激发学生对物理学科的兴趣,培养他们热爱科学、追求真理的情感;(2)通过探究全反射现象,培养学生勇于探索、善于思考的科学态度;(3)让学生体会到物理知识在实际生活中的应用,增强他们的社会责任感和创新意识;(4)培养学生严谨、勤奋的学习态度,使他们认识到学习物理需要持之以恒的努力;(5)通过全反射知识的学习,引导学生认识到科技发展对人类社会的贡献,培养他们的爱国主义情怀和民族自豪感。
( 三)全反射
当光由光密媒质射入光疏媒质时,由光的折射定律可知,折射角总大于入射角,即光从光密媒质向光疏媒质斜射时,折射光线向远离法线方向偏折;当折射角等于900时,称为全反射,此时的入射角称为光密媒质对光疏媒质的临界角,用C 表示全反射的临界角,则
出现全反射的条件是:光必须从光密媒质射向光疏媒质,入射角大于临界角。
发生全反射时,反射光线与入射光线的关系满足光的反射定律;光发生全反射时,没有折射光线,光的能量全部返回光密媒质。
(四)费马原理
光从空间一点传到另一点是沿着光程为极值(极大值、极小值或恒定值)的路径传播的。
光程是指光在均匀媒质中通过的路程和媒质的折射率的乘积。
从最短光程可导出光在均匀媒质中沿直线传播、光的反射定律和折射定律这三个几何光学的基本定律;当反射面是旋转球面,而光源置于一焦点上时,则反射光线总是通过另一焦点,这就是光程恒定的例子。
一.一.球面反射成像
(一)物和像的概念
物体可以自己发光,也可以反射光或透射光。
从物体发出的光经过一定的光学系统后,由出射的实际光线或实际光线的反向延长线会聚成的与物体形象相似的图形就叫像。
物体是由大量的物点组成的,由物点发出的光经过一定的光学系统后有三种可能:
1. 1. 会聚于一点,该点称为物点的实像点;
2. 2. 成为发射光束,其反向延长线的会聚点,称为物点的虚像点;
3. 3. 成为平行光束,通常说它不成像,或说成像在无限远。
几何光学中的物和像是对一定的光学系统而言的,具有相对性。
例如:如图12—2所示,由两个凸透镜组成的光具组中,S 1对于凸透镜L 1来说是物点S 的像,但S 1对于凸透镜L 2来说则是物点。
也就是说对于由几个镜组成的光具组,从成像角度来看,前一个光具所成的实像或虚像,都可以作为下一个光具的物。
当然,这种物与实际的物体“发光”特性不同,实际物点发出的光是向各个方向传播的,而这种以像作物“发出”的光要受到前一个光具射出的光束的限制。
图12—2
对于一定的光学系统来说,物与像在空间的位置关系是一一对应的。
例如,在图12
密疏
n n C
sin
—2中,对于由L 1、L 2组成的透镜组来说,由物点S 射出的光线经过透镜组后,折射光线都通过像点S 2。
根据光路可逆的原理,如果在像点S 2的位置放置一物点,由它发射的光线,经过透镜组后,折射光线都将通过原来的物点S 的位置。
这种物点与像点一一对应的关系叫物像共轭。
(二)球面镜成像
球面镜的反射遵循反射定律,法线是球面的半径。
如图12—3所示,一束近光轴的平行光线,经凹面镜反射后将会聚与主轴上一点F ,这个F 点成为凹面镜的焦点。
如图12—4所示,一束近主轴的平行光线经凸面镜反射后将发散,反向延长线将会聚于主轴上一点F ,这个F 点成为凸面镜的焦点。
焦点F 到镜面顶点A 之间的距离叫做球面镜的焦距f 。
球面镜的焦距
等于半径的一半,即
f =2R
图12—3 图12—4
球面镜的成像公式是
使用时应注意:凹面镜焦距f 为正,凸面镜焦距f 为负;实物u 取正,虚物 u 取负;实像v 为正,虚像v 为负。
f v u 111=
+。