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視頻課題：高中物理人教版選修3-4第十三章《光的全反射》天津市 - 武清區

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高中物理人教版選修3-4第十三章《光的全反射》天津市 - 武清區

教學目標
(1) 通過這部分知識的學習,使學生對自然界中許多美好的現象進行充分的認識,學會用科學知識來解釋自然現象。
    (2) 作為光的折射的一種特殊情況,讓學生們更深一層地理解折射定律,以及了解光纖對生活生產的應用。
(3) 了解我國光纖技術的進展以及光導纖維在現代科技中的用,培養愛國主義熱情和科學態度。
2學情分析
這一節是在學生學習了光的反射、光的折射之后編寫的,是反射和折射的交匯點。對初中里學習的有關《光》的知識的認識進行學習角度上的轉變,重新理解有關光折射、全反射等重要內容。
 
而《光的全反射》在本章內是作為光的折射的一種特殊情況,讓學生們更深一層地理解折射定律,以及了解光纖對生活生產的應用。
3重點難點
1、全反射的定義以及發生全反射的條件。  2、會根據公式確定光從介質射入真空(空氣)時的臨界角。 3、理解臨界角的物理意義。
4教學過程
4.1第一學時
4.1.1教學活動
活動1【活動】復習折射知識
復習鞏固第一節光的折射基礎知識,折射定義、折射定律內容、公式
 
活動2【導入】引入新課
觀察課件演示實驗現象、通過對比不同介質的折射率和光路特點定義光密介質和光疏介質。
 
活動3【導入】觀察現象得觀點
設疑光由光密介質進入光疏介質時,隨入射角的增大折射角的變化情況,以及光路情況又如何?引入全發射現象。
活動4【講授】定義全反射、臨界角
通過觀看模擬演示實驗視頻:觀察反射光線、折射光線變化特點。得出全反射現象定義、和臨界角。
活動5【講授】全反射條件
1、光從光密介質進入光疏介質。2、入射角大或等于臨界角。
活動6【講授】臨界角計算
求解光從折射率為n的某種介質射到空氣(或真空)時的臨界角C。
 
活動7【講授】全反射應用
1、望遠鏡、潛望鏡。2、光導纖維及優點。
 
活動8【講授】課堂小結
1、光疏介質與光密介質。2、全反射。3、全反射應用。
 
全反射課后練習題
1.關于光的全反射和光纖的應用,下列說法正確的是(  )
A.光由不同介質射入真空或空氣時臨界角不同
B.入射角大于臨界角,不一定發生全反射
C.玻璃是光密介質
D.光纖通信是光導纖維的唯一應用
E.光導纖維的工作原理是光的全反射
2如圖所示,ABCD是兩面平行的透明玻璃磚,AB面和CD面平行,它們分別是玻璃和空氣的界面,設為界面Ⅰ和界面Ⅱ,光線從界面Ⅰ射入玻璃磚,再從界面Ⅱ射出,回到空氣中,如果改變光到達界面Ⅰ時的入射角,則(  )
A.只要入射角足夠大,光線在界面Ⅰ上可能發生全反射現象
B.只要入射角足夠大,光線在界面Ⅱ上可能發生全反射現象
C.不管入射角多大,光線在界面Ⅰ上都不可能發生全反射現象
D.不管入射角多大,光線在界面Ⅱ上都不可能發生全反射現象
3如圖所示,半徑為R的半圓形透明材料,折射率n=2.0。一束平行光從空氣以垂直于其底面的方向射入,則下列說法正確的是(  )
A.所有光線都能透過這種材料
B.只有距圓心O兩側范圍內的光才能通過
C.射出的光束會形成發散光束
D.射出的光束會形成會聚光束
4.關于全反射,下列敘述中正確的是(  )
A.發生全反射時仍有折射光線,只是折射光線非常弱
B.光從光密介質射向光疏介質時,一定會發生全反射現象
C.光從光密介質射向光疏介質時,可能不發生全反射現象
D.光從光疏介質射向光密介質時,可能發生全反射現象
 
5.光線由空氣透過半圓形玻璃磚,再射入空氣的光路圖中,正確的是(玻璃的折射率為1.5)(  )
A.圖乙、丙、丁   
B.圖乙、丁
C.圖乙、丙
D.圖甲、丙
 
6.一束單色光從真空斜射向某種介質的表面,光路如圖所示。下列說法中正確的是(  )
A.光從真空射入介質后,頻率不變
B.此介質的折射率等于
C.入射角大于45°時可能發生全反射現象
D.入射角小于30°時可能發生全反射現象
 
1.關于光的全反射和光纖的應用,下列說法正確的是(  )
A.光由不同介質射入真空或空氣時臨界角不同
B.入射角大于臨界角,不一定發生全反射
C.玻璃是光密介質
D.光纖通信是光導纖維的唯一應用
E.光導纖維的工作原理是光的全反射
解析:不同介質的折射率不同,所以光由不同的介質射入真空或空氣時臨界角不同,A項正確;入射角大于臨界角,不一定發生全反射,還要光從光密介質進入光疏介質才能發生全反射,B項正確;光疏介質、光密介質是相對的,只有一種介質不能說是光疏介質還是光密介質,C項錯誤;光纖通信是光導纖維的主要應用,光導纖維還可應用到內窺鏡、潛望鏡等,D項錯誤;光導纖維的工作原理是光的全反射,E項正確。
答案:ABE
 
如圖所示,ABCD是兩面平行的透明玻璃磚,AB面和CD面平行,它們分別是玻璃和空氣的界面,設為界面Ⅰ和界面Ⅱ,光線從界面Ⅰ射入玻璃磚,再從界面Ⅱ射出,回到空氣中,如果改變光到達界面Ⅰ時的入射角,則(  )
A.只要入射角足夠大,光線在界面Ⅰ上可能發生全反射現象
B.只要入射角足夠大,光線在界面Ⅱ上可能發生全反射現象
C.不管入射角多大,光線在界面Ⅰ上都不可能發生全反射現象
D.不管入射角多大,光線在界面Ⅱ上都不可能發生全反射現象
解析:在界面Ⅰ,光由空氣進入玻璃磚,是由光疏介質進入光密介質,不管入射角多大,都不會發生全反射現象,則A錯誤,C正確;在界面Ⅱ,光由玻璃進入空氣,是由光密介質進入光疏介質,但是,由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行,光由界面Ⅰ進入玻璃后再到達界面Ⅱ,在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角,因此入射角總是小于臨界角,也不會發生全反射現象,故B錯誤,D正確。
答案:CD
 
如圖所示,半徑為R的半圓形透明材料,折射率n=2.0。一束平行光從空氣以垂直于其底面的方向射入,則下列說法正確的是(  )
A.所有光線都能透過這種材料
B.只有距圓心O兩側范圍內的光才能通過
C.射出的光束會形成發散光束
D.射出的光束會形成會聚光束
解析:平行光射到底面時,光線與界面垂直,方向不變,繼續射到球面時,距圓心D兩側范圍內的光線入射角小于臨界角C=arcsin =30°,發生折射形成會聚光束,范圍外的光線入射角大于或等于臨界角發生全反射。
答案:BD
1.關于全反射,下列敘述中正確的是(  )
A.發生全反射時仍有折射光線,只是折射光線非常弱
B.光從光密介質射向光疏介質時,一定會發生全反射現象
C.光從光密介質射向光疏介質時,可能不發生全反射現象
D.光從光疏介質射向光密介質時,可能發生全反射現象
解析:全反射發生的條件是光從光密介質射向光疏介質和入射角大于等于臨界角,二者缺一不可,故選項B、D錯誤,C正確;發生全反射時,折射光線全部消失,只剩下反射光線,選項A錯誤。
答案:C
2.光線由空氣透過半圓形玻璃磚,再射入空氣的光路圖中,正確的是(玻璃的折射率為1.5)(  )
 
               
A.圖乙、丙、丁    B.圖乙、丁
C.圖乙、丙    D.圖甲、丙
解析:題圖甲、乙情景中,光由空氣進入玻璃,由光疏介質進入光密介質,應有θ₁>θ₂,乙正確,甲錯誤;題圖丙、丁情景中,光由玻璃進入空氣中,sin C==sin 45°,即C<45°,即入射角大于臨界角,應發生全反射,丙錯誤,丁正確。
答案:B
3.
 
一束單色光從真空斜射向某種介質的表面,光路如圖所示。下列說法中正確的是(  )
A.光從真空射入介質后,頻率不變
B.此介質的折射率等于
C.入射角大于45°時可能發生全反射現象
D.入射角小于30°時可能發生全反射現象
解析:光的頻率由光源決定,在傳播過程中頻率不變,選項A正確;由折射定律n=,選項B正確;發生全反射的臨界角C=arcsin =45°,只有當光線從光密介質射入光疏介質且入射角大于或等于臨界角時才會發生全反射現象,所以選項C、D錯誤。
答案:AB
 

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