聯(lián)系本站客服加+微信號(hào)15139388181 或QQ：983228566 |
視頻標(biāo)簽：全反射
所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題：人教版選修3-4第十四章第二節(jié)《全反射》福建省 - 龍巖
本視頻配套資料的教學(xué)設(shè)計(jì)、課件 /課堂實(shí)錄及教案下載可聯(lián)本站系客服
人教版選修3-4第十四章第二節(jié)《全反射》福建省 - 龍巖
人教版高中物理選修3-4 第十三章 光
第2節(jié) 《全反射》 教學(xué)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)思路：
教學(xué)方法采用直觀、感性的演示實(shí)驗(yàn)和多媒體視頻輔助教學(xué)。課堂上，恰當(dāng)?shù)脑O(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生猜想，再通過(guò)演示和多媒體分析，最后得出結(jié)論。學(xué)生既實(shí)現(xiàn)了從感性知識(shí)到理性知識(shí)的飛躍，又體會(huì)到了“設(shè)疑----猜想----實(shí)驗(yàn)----分析----結(jié)論----應(yīng)用”的研究方法。本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)欲體現(xiàn) “以學(xué)生為主體”的新課程理念，教學(xué)中以讓學(xué)生能夠掌握物理研究方法和物理思維方法為依據(jù)，在完成知識(shí)目標(biāo)的同時(shí)，注重了過(guò)程與方法的情感、態(tài)度與價(jià)值觀的養(yǎng)成，在教學(xué)中，通過(guò)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)等探究活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,形成了一種和諧、有效的課堂教學(xué)氣氛，真正的體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。
學(xué)情分析：
1、學(xué)生學(xué)習(xí)了光的反射定律，知道光遇到障礙物時(shí)要發(fā)生反射； 2、學(xué)習(xí)了光的折射定律，折射率；
3、知道光由一種透明介質(zhì)進(jìn)入另一種透明介質(zhì)時(shí)，一般會(huì)發(fā)生反射和折射。
教學(xué)目標(biāo)：
1、知識(shí)與技能
（1）知道什么是光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)及相對(duì)性； （2）掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件； （3）了解全反射現(xiàn)象的應(yīng)用；
（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，概括出發(fā)生全反射的條件，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。 2、過(guò)程與方法
（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和動(dòng)手操作，經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程； （2）通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法——實(shí)驗(yàn)探究法。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
（1）從對(duì)生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，滲透在探究過(guò)程中體驗(yàn)解決問(wèn)題的成功喜悅，激發(fā)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣；
（2）通過(guò)互動(dòng)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生探究科學(xué)知識(shí)的興趣和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度； （3）通過(guò)全反射現(xiàn)象的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)理論觀察分析周圍事物的習(xí)慣；
重點(diǎn)和難點(diǎn)：
1、重點(diǎn)：探究全反射現(xiàn)象；理解臨界角的概念和全反射條件。 2、難點(diǎn)：全反射在實(shí)際中的的運(yùn)用。
教學(xué)方法：
情景教學(xué)法，實(shí)驗(yàn)探究法，演示法，觀察法，比較法，歸納法。
教學(xué)器材：
2
玻璃缸、水杯、試管、金屬小球、小電珠、蓄電池、導(dǎo)線、痱子粉、塑料盆、圓形泡沫塑料板、細(xì)竹桿。
教學(xué)過(guò)程：
一、情境激趣、導(dǎo)入主題
演示實(shí)驗(yàn)：奇妙的“光鍍”。
將小球放入試管中，然后將試管斜插入盛水的玻璃缸中，從水面上方觀察水中的試管，與在空氣中的試管有什么區(qū)別？能看到小球嗎？向試管中注入清水，又會(huì)看到什么現(xiàn)象？
演示與現(xiàn)象：先將小球入試管，展示給學(xué)生看，能清楚看清試管中的小球。當(dāng)試管斜插入水中時(shí)，試管內(nèi)壁好像鍍了一層銀，小球不見(jiàn)了。再往試管中注入清水，小球又重新顯現(xiàn)。
學(xué)生通過(guò)觀察奇妙的現(xiàn)象，提高學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)求知欲。
二、師生互動(dòng)、主體探究
1、光密介質(zhì)和光疏介質(zhì) （1）知識(shí)回顧（光的折射）：r
in
sinsin
、
vcn 情景：一束光線以相同的入射角1從空氣射入介質(zhì)1和介質(zhì)2時(shí)，若2>3，則介質(zhì)1的折射率
1n和介質(zhì)2的折射率2n滿足：1n_______2n.
引出新概念：對(duì)于兩種介質(zhì)來(lái)說(shuō)，我們把折射率較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì)．．．．
，折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)．．．．。光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)是相對(duì)的。例如：水、酒精和玻璃三種物質(zhì)相比較，酒精對(duì)水來(lái)說(shuō)是光密介質(zhì)，而酒精對(duì)玻璃來(lái)說(shuō)是光疏介質(zhì)。根據(jù)折射定律可知，光線由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)(例如由空氣射入水)，折射角小于入射角；光線由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)(例如由水射入空氣)，折射角大于入射角．
2．發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件
（1）問(wèn)題討論：光線從空氣透過(guò)半圓形玻璃磚再射入空氣，下列光路圖中可能正確的是：（ ）
學(xué)生討論后請(qǐng)一學(xué)生回答并說(shuō)明理由。
3
引導(dǎo)學(xué)生思考：對(duì)C圖，若增大入射角，則折射角和入射角哪個(gè)先達(dá)到900，當(dāng)折射角達(dá)到900
時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象，此時(shí)繼續(xù)增大入射角，又會(huì)看到什么現(xiàn)象？ （2）實(shí)驗(yàn)探究 ① 演示實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)（一）：將半圓形玻璃磚的半圓一側(cè)靠近激光光源一側(cè)，開(kāi)始時(shí)激光垂直于半圓形玻璃磚的直
平面（通過(guò)圓心）入射，此時(shí)入射角0°，折射角亦為0°，即沿直線透出，當(dāng)入射角增大時(shí)，讓學(xué)生觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)（二）：將半圓形玻璃磚的直平面一側(cè)靠近激光光源一側(cè)，開(kāi)始時(shí)激光垂直于半圓形玻璃磚的直平面（通過(guò)圓心）入射，光從空氣入射到半圓形玻璃磚，在增大入射角，讓學(xué)生觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
提醒學(xué)生仔細(xì)觀察，關(guān)注折射角和反射角與入射角的大小關(guān)系，折射光線、反射光線亮度的如何變化。
現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)（一）中，當(dāng)入射角增大到某一值時(shí)，折射光線消失。此時(shí)繼續(xù)增大入射角時(shí)，只有反射光線，沒(méi)有折射光線。 引出概念：
臨界角C：折射角等于900
時(shí)的入射角。
全反射：當(dāng)光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)，入射角增大到某一角度，折射光完全消失，只剩反射光的現(xiàn)象。
② 問(wèn)題討論：
i）實(shí)驗(yàn)（一）中，折射光線是突然消失還逐漸消失？隨著入射角增大，反射光和折射光的亮度分別發(fā)生怎樣的變化？能否從能量守恒的角度加以解釋。
ii）在實(shí)驗(yàn)（二）中，隨著入射角的增大，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象嗎？為什么？ iii）能否通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)歸納出發(fā)生全反射的條件？ 學(xué)生討論后請(qǐng)一學(xué)生回答。
教師引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)分析實(shí)驗(yàn)（一）中會(huì)發(fā)生全反射，而實(shí)驗(yàn)（二）不會(huì)發(fā)生全反射的原因。
學(xué)生分析：實(shí)驗(yàn)（一）光從玻璃射入空氣時(shí)，折射角大于入射角，當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角先達(dá)到900
，此后折射光線消失，發(fā)生全反射。此過(guò)程折射光的亮度逐漸減弱，根據(jù)能量守恒，反射光的亮度
逐漸變強(qiáng)；實(shí)驗(yàn)（二）中光從空氣射入玻璃，折射角小于入射角，入射角先達(dá)到900
，不可能發(fā)生全反射。
③ 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
通過(guò)對(duì)比，從而總結(jié)出發(fā)生全反射的條件： i)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)； ii)入射角大于或等于臨界角. 3.臨界角C與折射率n的關(guān)系
提出問(wèn)題：臨界角的大小可能與什么因素有關(guān)呢？ 引導(dǎo)學(xué)生猜想:
⑴在剛才的實(shí)驗(yàn)中如果將玻璃換成水，臨界角會(huì)一樣嗎？
實(shí)驗(yàn)（二）
實(shí)驗(yàn)（一）
4
⑵如果臨界角與介質(zhì)有關(guān)，那么是與介質(zhì)的什么性質(zhì)有關(guān)呢？（光學(xué)性質(zhì)） ⑶什么物理量反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)呢？（折射率n）
啟發(fā)學(xué)生利用恰好發(fā)生全反射的光路圖(如右圖)和折射率的定義式來(lái)尋找臨界角Ｃ與介質(zhì)折射率的關(guān)系。
學(xué)生推導(dǎo)：
可見(jiàn)，臨界角的正弦值與介質(zhì)的折射率成反比，即介質(zhì)的折射率越大，臨界角越小。
三、問(wèn)題研究，深化理解
1．問(wèn)題（一）：在水面下方某一深度處有一個(gè)點(diǎn)光源，從水面上看，它照亮水面的幾何形狀是_______形．當(dāng)光源在水中上升時(shí)，該形狀的面積將_______(變大、變小或不變)．
學(xué)生先分析討論，并適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析。
教師引導(dǎo)：從題意看，水面被照亮的部分是一個(gè)有限的區(qū)域，即有部分光無(wú)法射出水面，那么哪些光無(wú)法射出水面，為什么？要知道被照亮的水面的形狀，應(yīng)嘗試畫出光路圖幫助分析。 （1）理論分析：
請(qǐng)一學(xué)生上臺(tái)板畫（如右圖），并加以解釋。 學(xué)生分析：光源發(fā)出的射向水面的光線中，入射點(diǎn)離中心越遠(yuǎn)的光線的入射角越大，當(dāng)入射角臨界角C時(shí)發(fā)生全反射，如圖所示，只有以R為半徑的圓形區(qū)域有折射光線，圓形區(qū)域以外的區(qū)域沒(méi)有折射光線。由于h
R
C
tan，當(dāng)光源在水中上升時(shí)，h減小，R隨之減小，即亮斑面積減小。 （2）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：將發(fā)光的小燈泡置于盛水的玻璃缸底，為了增加可視性在水面灑痱子粉，可看到水面形成一圓形亮斑，提升發(fā)光的小燈泡，亮斑變小。 2．問(wèn)題（二）：能否利用一塊圓形的泡沫塑料板和一根細(xì)桿測(cè)定水的折射率？需要測(cè)量哪些物理量？嘗試做一做。
教師提示：折射率與臨界角有關(guān)系，只要知道了臨界角，就可知道折射率。 學(xué)生分組討論，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)步驟，分析需測(cè)量的物理量，結(jié)合上一題的演示實(shí)驗(yàn)，畫出光路圖。
請(qǐng)一學(xué)生畫出光路圖，并介紹實(shí)驗(yàn)方案：將細(xì)桿從圓形泡沫塑料板的圓心垂直板面緩慢插入，眼睛從水面上方往下看，當(dāng)桿的尖端恰能被看到時(shí)停止插入。細(xì)桿尖端相當(dāng)于一個(gè)光源，它發(fā)出的射向水面塑料板邊緣處的光線恰好發(fā)生了全反射，圓形泡沫塑料板面積相當(dāng)于上題中被光源照亮的區(qū)域，細(xì)桿在水中的長(zhǎng)度相當(dāng)于光源的深度，故只要測(cè)出圓形泡沫塑料板的半徑R和細(xì)桿在水中的長(zhǎng)度h,即可求得
不的折射率。R
hRhRRC
n2
22
21sin1
. 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)測(cè)出R和h,由于計(jì)算較繁瑣，數(shù)據(jù)處理留在課后進(jìn)行。
四、全反射的應(yīng)用
1、光導(dǎo)纖維
播放視頻：光導(dǎo)纖維（介紹光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)、制作、應(yīng)用及光纖通信的優(yōu)點(diǎn)等。） (1)光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)：容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)．
5
(2)光纖中的內(nèi)芯折射率n1和外套折射率n2的關(guān)系：n1 >n2
介紹美籍華裔科學(xué)家高錕------ “光纖之父”,由于在光纖通信方向的卓越貢獻(xiàn)，被授以2009年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
光線的傳播方向改變了_____0; 光線的傳播方向改變了_____0
. 2、全反射棱鏡：（截面為等腰直角三角形的棱鏡）
（1）讓學(xué)生完成如下兩個(gè)光路，并指出光的傳播方面改變的角度。 （2）全反射的應(yīng)用：讓學(xué)生列舉日常生活中常見(jiàn)的全反射的應(yīng)用實(shí)例：自行車尾燈、潛望鏡、望遠(yuǎn)鏡等。
（3）分析棱鏡反射和利用一般平面鏡反射的異同，指出棱鏡反射的優(yōu)點(diǎn)。
全反射棱鏡優(yōu)越性：光的強(qiáng)度不變，反射率高,接近達(dá)到100%，成像失真小.
五、學(xué)以致用
問(wèn)題1、為什么水中的氣泡看起來(lái)特別明亮？
學(xué)生思考后回答：水中的氣泡看起來(lái)特別明亮，是因?yàn)楣饩�從水中射向氣泡時(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射，所以看起來(lái)特別明亮，如下甲圖所示。
甲 乙 丙
問(wèn)題2、解釋奇妙的“光鍍” 引導(dǎo)學(xué)生思考：
（1）為什么試管斜插入水中后，從水面上方看水中的試管特別明亮，為什么看不到小球了（如圖乙）？ （學(xué)生：發(fā)生了全反射，全反射光特別強(qiáng)烈，小球經(jīng)玻璃和水折射的光相對(duì)較弱，故小球看不到。） （2）是在水與玻璃的界面還是在玻璃與空氣的界面發(fā)生了全反射？ （學(xué)生：在玻璃與空氣的界面發(fā)生了全反射）
（3）試管中注入清水后，為什么試管中的小球重現(xiàn)（如圖丙）？ （學(xué)生：試管中注入清水后排出空氣，不再發(fā)生全反射，小球發(fā)出的光線經(jīng)玻璃和水折射進(jìn)入人的眼睛，故能清晰看到試管中的小球。）
6
六、小結(jié)
1、概念：光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)
2、全反射
3、全反射原理的應(yīng)用實(shí)例
七、作業(yè)
1、尋找生活中的全反射現(xiàn)象及其應(yīng)用。 2、完成水的折射率的測(cè)量數(shù)據(jù)的處理。 3、完成教材P53的“問(wèn)題與練習(xí)”。
八、板書設(shè)計(jì)：
13.2 全反射
1．全反射：
2．發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件． (1)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)． (2)臨界角C：
(3)發(fā)生全反射的條件：
①光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)； ②入射角等于或大于臨界角． 3．對(duì)全反射現(xiàn)象的解釋．
八、教學(xué)反思
本節(jié)課總體達(dá)到了課前所預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)，通過(guò)預(yù)設(shè)教學(xué)情景，并進(jìn)行恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，學(xué)生思維活躍，思考積極，求知欲望強(qiáng)，師生和生生間有良好的互動(dòng)和交流，發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用，體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位。我認(rèn)為目標(biāo)的達(dá)成主要據(jù)于以下幾個(gè)方向做得比較到位：一是教學(xué)情景設(shè)置比較合理，問(wèn)題環(huán)環(huán)相扣，從易到難，邏輯性強(qiáng)；二是對(duì)較難的問(wèn)題教師都有啟發(fā)引導(dǎo)，引導(dǎo)得法；三是演示實(shí)驗(yàn)比較成功，現(xiàn)象明顯，為規(guī)律的理解提供了直觀感性的材料，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)單，易于操作，效果良好。
但在一個(gè)生長(zhǎng)課堂中，有時(shí)教學(xué)的進(jìn)程并不可能像事前預(yù)設(shè)的那么順利，這就要求老師有很強(qiáng)的駕
光密 光疏
C
i概念
全反射的產(chǎn)生條件
臨界角C概念
臨界角C與折射率n的關(guān)系:
nC1sin
光導(dǎo)纖維 全反射棱鏡
生活中的全反射現(xiàn)象
7
馭課堂的能力。如學(xué)生對(duì)問(wèn)題的回答可能千奇百怪、有對(duì)有錯(cuò)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案多種多樣，實(shí)驗(yàn)時(shí)間有長(zhǎng)有短等，老師要隨機(jī)應(yīng)地變，順時(shí)度勢(shì)，處理好每一環(huán)節(jié)。本節(jié)課在提問(wèn)學(xué)生“如何利用圓形泡沫塑料板和一根細(xì)桿測(cè)定水的折射率”的問(wèn)題時(shí)，按設(shè)想只讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)實(shí)驗(yàn)方案，但學(xué)生不請(qǐng)自來(lái)，自行在黑板板畫講解，這個(gè)“節(jié)外生枝”未曾意料，我采取“既來(lái)之，則安之”策略，沒(méi)有阻止該生上來(lái)，反而加以贊賞，雖然耗時(shí)較多，影響后續(xù)教學(xué)進(jìn)程，但教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)及時(shí)調(diào)整，突出重點(diǎn)，恰當(dāng)作出取舍，如全反射的應(yīng)用可以略講或不講，本節(jié)課在這個(gè)環(huán)節(jié)是處理欠妥，造成整堂課教學(xué)前松后緊。
第2節(jié) 《全反射》課后練習(xí)
1．光線在玻璃和空氣的分界面上發(fā)生全反射的條件是( )
A．光從玻璃射到分界面上，入射角足夠小
B．光從玻璃射到分界面上，入射角足夠大
C．光從空氣射到分界面上，入射角足夠小
D．光從空氣射到分界面上，入射角足夠大
2．光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高質(zhì)量的通信服務(wù)．目前，我國(guó)正在大力建設(shè)高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò)．下列說(shuō)法正確的是( )
A．光纖通信利用光作為載體來(lái)傳播信息
B．光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的衍射原理
C．光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的色散原理
D．目前廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種非常細(xì)的特制玻璃絲
3．光在某種介質(zhì)中傳播的速度為1.5×108 m/s，那么，光從此介質(zhì)射向空氣并發(fā)生全反射的臨界角應(yīng)為( )
A．60° B．45° C．30° D．75°
4．已知某種介質(zhì)的折射率
，在這種介質(zhì)與空氣的交界面MN上有光線入射，如下圖所畫的光路中，哪個(gè)是正確的(MN上部是空氣，MN下部是介質(zhì))( )
5．在完全透明的水下某深處，放一點(diǎn)光源，在水面上可見(jiàn)到一個(gè)圓形的透光圓面，若透光圓面的半徑勻速增大，則光源正( )
A．加速上升 B．加速下降 C．勻速上升 D．勻速下降
6.在水中的魚看來(lái)，水面上和岸上的所有景物，都出現(xiàn)在頂角約為97.6°的倒立圓錐里，為什么？（已知水的臨界角為48.8°）
7.在圖中，ABC是一塊玻璃直角三棱鏡的主截面，折射率n＝1.5.當(dāng)一束光垂直于BC面射到棱鏡上時(shí)，畫出在各個(gè)面上反射、折射的光路圖．
視頻來(lái)源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jjlqy.cn
首頁(yè) | 網(wǎng)站地圖| 關(guān)于會(huì)員| 移動(dòng)設(shè)備| 購(gòu)買本站VIP會(huì)員
本站大部分資源來(lái)源于會(huì)員共享上傳，除本站組織的資源外，版權(quán)歸原作者所有，如有侵犯版權(quán)，請(qǐng)和本站聯(lián)系并提供相關(guān)證據(jù)，我們將在3個(gè)工作日內(nèi)改正。
Copyright© 2011-2021 優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) 版權(quán)所有 by dedecms&zz 豫ICP備11000100號(hào)-1
工作時(shí)間: AM9:00-PM6:00 優(yōu)質(zhì)課網(wǎng)QQ客服:983228566 投稿信箱：983228566@qq.com
