经典导学案：13.2全反射 导学案

《全反射》学案设计河南省卢氏县第一高级中学徐建强【三维目标】一、知识与技能1．知道什么是光疏介质和光密介质，理解光的全反射现象，掌握发生全反射的条件。

2．理解临界角的物理意义，会根据公式确定光从介质射入真空（空气）时的临界角。

二、过程与方法1．能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题。

2．能运用全反射的知识分析和解释一些简单的现象了解光的全反射在光导纤维上的应用。

三、情感态度价值观1．通过这部分知识的学习，使学生对自然界中许多美好的现象进行充分的认识，学会用科学知识来解释自然现象。

2．了解我国光纤技术的进展以及光导纤维在现代科技中的应用，培养爱国主义热情和科学态度．【学习重点】临界角的物理意义，会确定光从介质射入真空（空气）时的临界角．【学习难点】临界角的计算【自学指导】一、什么是光疏介质？什么是光密介质？（学生自学，3分钟）1）光疏介质──2）光密介质──【跟踪训练】（3分钟）1．完成下列光路图光从光疏介质进入光密介质，折射角________入射角；光从光密介质进入光疏介质，折射角________入射角．二、全反射（实验引导，师生共同探究，13分钟）1．什么是全反射现象？2．什么是临界角？试由折射定律推导光由某介质射向真空（或空气）时临界角与折射率的关系？1）2）3．发生全反射的条件是什么？1）2）【跟踪训练】（3分钟）2．如图为光在空气和半圆形玻璃砖传播的光路图，O点是半圆形玻璃砖的圆心，请完成下列光路图。

三、全反射的应用（10分钟）1．全反射棱镜（学生自学）1）全反射棱镜的优点：2）全反射棱镜的应用：2．光导纤维1）定义：是利用全反射规律而使光沿着弯曲途径传播的光学元件。

2）原理：3）原料：4）结构：5）解释：内芯的折射率比外套大光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射。

6）优点：7）应用：8）资料（1）世界上第一条光缆是1997 年由美国MCI 公司实现的，1998 年中国就做出来了。

（2）中国的光纤之父是赵梓森院士。

13.2全反射【学习目标】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.知道光导纤维及其应用。

【课前预习】1.光密介质和光疏介质不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质称为________介质，折射率较大的介质称为________介质。

光疏介质与光密介质是________。

2．全反射①定义：当光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到________时，折射光________消失，________反射光，这种现象叫做全反射。

这时的入射角叫做________。

②发生全反射的条件：当光从________介质射入________介质时，如果入射角等于或者大于________，就会发生全反射现象。

3．临界角C①光从介质射入空气(真空)时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是________。

②临界角：折射角等于__________时的___________角叫临界角，用C表示，1arcsinCn .【学习过程】任务一：全反射1.光疏介质和光密介质：不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质叫做介质，折射率较大的介质叫做介质。

(1)对光路的影响：根据折射定律，光由光疏介质射入光密介质(例如由空气射入水)时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质(例如由水射入空气)时，折射角大于入射角。

(2)相对性：光疏介质、光密介质是相对的。

任何两种透明介质都可以通过比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判定谁是光疏介质或光密介质。

2例题分析：一束光以45求光在该介质中的折射角。

若光是以45°的入射角从该介质入空气中，折射角是多大？如果将入射角增大至60°，折射角又是多大？会有什么现象发生？3.全反射：1.现象（观察实验）：光由介质射入介质时，折射角大于入射角，随着入射角增大折射光线越来越偏离法线，折射光线越来越弱，而反射光线就越来越强。

课时13.2全反射1.知道光疏介质、光密介质,认识光的全反射现象。

2.知道产生全反射的条件,能解释全反射现象,会计算临界角。

3.知道全反射棱镜及其应用,初步了解光导纤维的工作原理。

重点难点:临界角的概念,全反射的原理及其应用。

教学建议:全反射现象在生活中常会遇到,本节从光的折射入手,探讨了光发生全反射的条件以及相关应用。

要理解“光密”和“光疏”的概念,不但要了解“密”与“疏”是相对而言的,还要让学生知道不能将光密与光疏跟介质密度的大小混同起来。

要正确理解临界角的概念,要知道折射角随入射角的增大而增大,而且反射光不断增强,折射光不断减弱。

全反射棱镜和光导纤维是全反射的应用,这部分内容有利于开阔学生视野,加深对全反射的认识。

导入新课:光亮的铁球,在阳光下很刺眼,将光亮铁球夹在试管夹上,放在点燃蜡烛的内焰上进行熏黑,再将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中,奇怪的现象发生了,放在水中的铁球变得比在阳光下更亮。

1.全反射(1)光密介质和光疏介质两种介质相比,折射率较大的叫①光密介质,折射率较小的叫②光疏介质。

(2)全反射当光从光密介质射入光疏介质时,同时发生③折射和④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,⑤折射光完全消失,只剩下⑥反射光,这种现象叫作全反射。

这时的入射角叫作⑦临界角。

(3)发生全反射的必要条件a.光由⑧光密介质射入⑨光疏介质;b.入射角⑩等于或大于临界角。

2.全反射棱镜截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜,当光线垂直任意一个表面射入时,在棱镜内部都能发生全反射,所以这样的棱镜叫全反射棱镜。

全反射棱镜的反射率大于(填“大于”或“小于”)平面镜的反射率。

3.光导纤维(1)光导纤维的工作原理:光在玻璃纤维内发生全反射,光沿锯齿路线传播。

(2)光导纤维传输信息的优点:容量大、衰减小、抗干扰性强。

1.光在光疏介质中传播速度大还是在光密介质中传播速度大?解答:光疏介质。

高中物理人教版选修34《13.2全反射》(学案)第 2 页光的折射定律及折射率。

§13.2全反射学习目标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、知道光导纤维及其应用。

学习重点、难点重点：全反射条件，临界角概念及应用。

难点：临界角概念、临界条件时的光路图及解题。

一、引入新课完成右图两幅光路图。

（注意反射光线及入射角与折射角的大小） 二、全反射1、光疏介质与光密介质①光疏介质： 折射率较小的介质 。

②光密介质： 折射率较大的介质 。

指出上图中的光疏介质为 空气 ，光密介质为 水 。

若光从玻璃射向水中时，光疏介质与光密介质分别为 水 、 玻璃 。

所以光疏介质与光密介质是 相对的 。

③由折射率的定义式及折射率与速度的关系推导光疏介质与光密介质中的角度及光传播的速度大小。

（设入射角为θ，光疏介质与光密介质的折射率分别为n 1、n 2，折射角分别为θ1、θ2，速度分别为v 1、v 2）又∵n 1＜n 2 ∴θ1＞θ2 v 1＞v 2 可得：光在光疏介质中的传播速度比光密介质中的传播速度 大 ，在光疏介质中的角度比光密介质中的角度 大 ，即光从光疏介质进入光密新课学习课前复习空气水n 1=1.00n 2=1.33n 1=1.00 n 2=1.33水空气第 3 页第 4 页C ．同一束光，在光密介质中的传播速度较大D ．同一束光，在光密介质中的传播速度较小 2、右图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气射入到玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置。

下列说法正确的是（ ACD ） A ．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 ．假若光线bO 能发生全反射，那么光线cO 一定能发生全反射C ．假若光线bO 能发生全反射，那么光线aO 一定能发生全反射D ．假若光线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 3、右图所示，ABCD 是两面平行的透明玻璃砖，AB 面和CD 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（ CD ）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C ．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D ．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象4、用折射率为1.5的玻璃制成等边三棱镜，一束光线垂直于棱镜的一个表面入射，下图中光路正确的是（ D ）5、右图所示，一束平行光从真空射向一块折射率为1.5、横截面为半圆形的玻璃砖，下列说法正确的是（ BCD ）A ．只有圆心两侧32R 范围内的光线不能通过玻璃砖A B CDⅠ ⅡB．只有圆心两侧32R范围内的光线能通过玻璃砖C．通过圆心的光线将直线穿出不发生偏折D．圆心两侧32R范围外的光线将在曲面上发生全反射6、已知介质对某单色光的临界角为C，则（ABC）A．该介质对单色光的折射率等于Csin1B．此单色光在该介质中的传播速度等于c·sinC（c 是光在真空中的传播速度）C．此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sinC倍D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的Csin1倍7、水中有一点光源，在水面上可以看到一个圆形亮斑。