視頻標(biāo)簽：全反射

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視頻課題：高中物理選修3-4第十三章第二節(jié)《光的全反射》遼寧省 - 沈陽

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高中物理選修3-4第十三章第二節(jié)《光的全反射》遼寧省 - 沈陽

《全反射》教學(xué)設(shè)計 
 
【課程分析】 
《全反射》是高中物理選修3-4第十三章《光》中的第二節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)知識以光的反射和光的折射為基礎(chǔ)，是反射和折射的交匯點。本節(jié)從光的反射和折射入手，探討了光發(fā)生全反射的條件以及相關(guān)應(yīng)用。全反射現(xiàn)象與人們的日常生活以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)，所以，學(xué)習(xí)這部分知識有著重要的現(xiàn)實意義。 【學(xué)情分析】 
這個時期的學(xué)生學(xué)習(xí)了物理必修1、2和選修3-1、3-2的教材，已經(jīng)逐步體會出教材的思想，但部分學(xué)生的抽象思維和空間想象能力還比較低，對物理現(xiàn)象和知識的理解、判斷、分析、和推理常常表現(xiàn)出一定的主觀、片面性，這就要求在教學(xué)過程中合理安排、指導(dǎo)和引導(dǎo)學(xué)生突出重點、突破難點，提高學(xué)生分析、歸納、及抽象思維能力。 【設(shè)計思路】 
教學(xué)方法采用直觀、感性的演示實驗和多媒體視頻輔助教學(xué)，將演示實驗與多媒體的模擬分析有機(jī)結(jié)合起來。課堂上，恰當(dāng)?shù)脑O(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生猜想，再通過演示和多媒體分析，最后得出結(jié)論。學(xué)生既實現(xiàn)了從感性知識到理性知識的飛躍，又體會到了“設(shè)疑----猜想----實驗----分析----結(jié)論----應(yīng)用”的研究方法。 【教學(xué)目標(biāo)】 
1. 知識目標(biāo) ①理解全反射現(xiàn)象. 
  ②掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件. 
③知道自然界中的一些全反射現(xiàn)象. ④知道光纖是利用全反射現(xiàn)象傳播光信號的. 2. 能力目標(biāo) 
①能通過演示實驗進(jìn)行觀察和分析，歸納總結(jié)出什么叫光的全反射現(xiàn)象. ②能通過不同演示實驗進(jìn)行對比，從而得出發(fā)生全反射的條件. ③能運用所學(xué)知識解釋自然界中的一些全反射現(xiàn)象. 3.情感目標(biāo) 
①體驗從實驗、觀察、分析、比較等獲取知識的成功喜悅，從而培養(yǎng)學(xué)生熱愛實驗、勤于思考、樂于探究的科學(xué)品質(zhì). 
②通過全反射現(xiàn)象的應(yīng)用，從而養(yǎng)成運用科學(xué)理論觀察和分析周圍事物的習(xí)慣，并知道物理知識與現(xiàn)代科技的密切關(guān)系，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理的興趣. 【教學(xué)重點】 
理解全反射現(xiàn)象；掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件.   
 
                    
             
                    
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【教學(xué)難點】 
①知道臨界角的概念；知道臨界角是發(fā)生全反射的最小入射角. ②知道發(fā)生全反射的條件. 【教    具】 
激光演示儀(1臺)、半圓形玻璃磚（1塊）、光導(dǎo)纖維 【教學(xué)過程】 
一、知識回顧，導(dǎo)入新課 
回顧反射和折射定律以及幾種介質(zhì)的折射率。      
通過光的折射引導(dǎo)出光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的定義，通過例子引導(dǎo)學(xué)生會通過折射率判斷，兩種介質(zhì)之間誰是光疏介質(zhì)，誰是光密介質(zhì)？知道光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對的不是絕對的。 
二、新課教學(xué) （一）全反射 
動手畫圖：讓光線從折射率為1.7的介質(zhì)射入到空氣當(dāng)中，入射角為30°，由學(xué)生畫出光路
圖，并投影展示。 
      
猜想：由于光從光密介質(zhì)射入光輸介質(zhì)，所以折射角大于入射角。當(dāng)增大入射角時，折射角也隨之增大，且折射角最先達(dá)到90°。 
設(shè)疑：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光輸介質(zhì)，折射角達(dá)到90°時，折射光線如何？ 實驗：1.首先介紹半圓形玻璃磚的特點， 
2.讓一束激光從空氣射向半圓形玻璃磚的圓側(cè)面并指向圓心O。 入射角都從0°增大到90°的過程中，觀察折射光線，反射光線。 提示學(xué)生觀察: ①反射角、折射角隨入射角的變化情況； 
②隨入射角增大，反射光線、折射光線的強(qiáng)弱變化情況； ③圓側(cè)界面和平側(cè)界面的現(xiàn)象等。 
觀察到的現(xiàn)象：①光從玻璃→空氣，入射角＜折射角； 
 
                    
             
                    
                             
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②光從玻璃→空氣，當(dāng)入射角增大到某一角度時折射角達(dá)到90°，折射光線消失，就只有反射光線了，此后入射角繼續(xù)增大，也只有反射光線而無折射光線。 
引導(dǎo)學(xué)生歸納： 
①光從玻璃→空氣時，當(dāng)入射角i大于或等于某一個角度時，折射光線消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象，稱為光的全反射現(xiàn)象。 
②光從玻璃→空氣時，折射角總大于入射角，折射角先達(dá)到90°（此時入射角還小于90°），當(dāng)折射角達(dá)到90°時的入射角稱為臨界角。 
是不是只有光從玻璃射入空氣才會產(chǎn)生這種全反射現(xiàn)象呢？ 
通過大量實驗研究證明，凡是光從光密介質(zhì)→光疏介質(zhì)（如水→空氣，酒精→空氣等）都有可能發(fā)生全反射現(xiàn)象。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)什么叫全反射現(xiàn)象？ 
1.全反射現(xiàn)象:光從光密介質(zhì)→光疏介質(zhì)時，折射光消失，只有反射光的現(xiàn)象。 引思：在什么情況下能產(chǎn)生全反射？  
引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗回答：光從玻璃（光密介質(zhì)）→空氣（光疏介質(zhì)），且入射角大于或等于某個臨界角時，能產(chǎn)生全反射。 
2. 全反射的條件： 
①光從光密介質(zhì)→光疏介質(zhì)； ②入射角≥臨界角（i≥C）。 
教師強(qiáng)調(diào)：光從玻璃→空氣，隨入射角增大（但小于臨界角），反射角和折射角都增大，反射光增強(qiáng)，折射光減弱，這是一個量變過程；當(dāng)入射角達(dá)到或大于臨界角時，就發(fā)生了質(zhì)變，折射光消失，發(fā)生了全反射現(xiàn)象。 
3.臨界角（C）： 
臨界角是發(fā)生全反射的最小入射角（只有i≥C，才能發(fā)生全反射）。 據(jù)介質(zhì)的折射率n求臨界角C。 
sin C =1/n  
由此可見，可據(jù)介質(zhì)的折射率n計算臨界角C；且n越大，sin C越小，則C越小。 臨界角越小，越容易發(fā)生全反射現(xiàn)象，如金剛石（鉆石）等。 三、學(xué)以致用 1.課堂探究 
生活中發(fā)現(xiàn)，在浴缸的側(cè)面觀看，可以在水面處看到水中的物體的倒影，用我們剛剛學(xué)習(xí)的知識解釋， 
2.實例分析 ①魚眼里的世界 
在水中的魚看來，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？ 
 
                    
             
                    
                             
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②全反射棱鏡的應(yīng)用 
③ 光導(dǎo)纖維的應(yīng)用：利用全反射現(xiàn)象傳播光信號 
構(gòu)造特點：雙層，內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大 ④ 海市和沙漠地區(qū)的蜃景區(qū)別。 一個是正立的虛像，一個是倒立的虛像。 四、課堂小結(jié) 1. 什么叫全反射現(xiàn)象? 
2. 產(chǎn)生全反射的條件?  五、課堂練習(xí) 
1.一束光從某種介質(zhì)射入空氣中時，入射角     θ1=30°，折射角θ2=60°，折射光路如圖所示， 
則下列說法正確的是（   ） A．此介質(zhì)折射率為  B．此介質(zhì)折射率為  
C．相對于空氣此介質(zhì)是光密介質(zhì) D．光在介質(zhì)中速度比在空氣中大 
2.一束光線從折射率為1.5的玻璃射向空氣，入射角為45°下列四幅光路圖中正確的是（  ）  
 
 
A．        B．          C．            D．  
3.如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧狀，一細(xì)束單色光由MN端面的中點垂直射入，恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射，然后垂直PQ端面射出。 (1)求該玻璃棒的折射率。 (2)若將入射光向N端平移， 
當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時____發(fā)生全反射。 (填“能”“不能”或“無法確定能否”)  
【教學(xué)反思】 
    本節(jié)課的內(nèi)容不多，重點是光的全反射現(xiàn)象，學(xué)生的興趣很濃厚，但由于課堂上實際條件的限制，光學(xué)實驗的效果有些打折扣。但幸虧現(xiàn)代的多媒體技術(shù)很給力，我們老師可以選擇從互聯(lián)網(wǎng)上下載相關(guān)視頻彌補(bǔ)現(xiàn)場實驗的不足，點亮一下課堂的物理特色，或找一個合適的光學(xué)實驗室進(jìn)行實驗，借助錄像機(jī)將實驗現(xiàn)場錄制下來到課堂上播放。

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