人教版 (2019)选择性必修 第一册2 全反射优秀教学设计

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册2 全反射优秀教学设计，共10页。教案主要包含了全反射，全反射棱镜，光导纤维等内容，欢迎下载使用。

备课人
学科
物理
课题
4.2全反射
教学内容分析
全反射现象在日常生活中经常能遇到，本节要探讨光发生全反射的条件以及相关应用。全反射及其发生的条件是本节的重点，也是培养学生科学思维，帮助他们形成物理观念的重要载体。
教材首先通过展示水中气泡看上去特别明亮的现象引出全反射的话题，意在培养学生通过观察生活现象提出物理问题的科学探究素养。教材介绍光密介质和光疏介质的定义及其相对性，目的是为得出全反射产生的条件作铺垫。教材通过半圆形玻璃砖的演示实验引出全反射的定义和临界角的概念。在演示实验时，要引导学生全面、全程观察。特别要注意观察：随着入射角逐渐增大，反射光线和折射光线的角度和亮度发生变化；当入射角达到某一极限角度时，折射角达到90°,折射光完全消失，只剩下反射光。全反射棱镜和光导纤维是对全反射原理的应用，这部分内容有利于开阔学生视野，加深对全反射的认识。
学情分析
高二年级的学生通过初中的学习对几何光学的内容已经有了初步的了解，而本章教材的第一节《光的折射》又详细介绍了光的折射定律以及折射率的测定方法，这些内容的学习，为学生进一步学习全反射现象奠定了知识和心理基础，同时，高二年级的学生县有一定的概括和分析间题的能力，这为本节课的学习奠定了能力的基础。
通过折射定律的学习，学生可以定量给出折射现象中入射角和折射角的大小关系，这就为学生探究发生全反射的条件提供了切入点，同时为学生自主推导临界角和折射率关系提供了知识基础。
而《光的折射》一节中玻璃砖折射率测定的实验，让学生掌握了确定入射光线和折射光线的基本方法为本节课的实验探究奠定能力基础、提供操作可能。综上所述，在前面学习的基础上，学生可以根据已有的对光的反射、折射现象的认知，进一步来探究全反射现象，并运用探究所得知识解释这一现象。
教学目标
1.知道光密介质和光疏介质的概念，认识光的全反射现象。
2.知道全反射棱镜及其应用。
3.初步了解光导纤维的工作原理及光纤技术对社会经济生活的重大影响。
教学重难点
1.教学重点：临界角的概念及表达式、全反射的条件、全反射的应用；
2.教学难点：全反射的条件、全反射的应用。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
教师提出问题：水中的气泡和叶子上的露珠看起来特别明亮；炎热夏天，柏油路面有时看起来特别明亮,像水洗过的一样。这又是为什么呢？
学生写下自己的答案并与其他同学交流
激发学生学习兴趣
新课教学
一、全反射
光密介质和光疏介质
阅读课本，总结什么是光密介质，什么是光疏介质？
光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质。
光密介质:两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质.
在学生回答后补充：
注意：
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断谁是光疏介质或光密介质。如，水、水晶和金刚石三种物质相比较，水晶对水来说是光密介质，对金刚石来说则是光疏介质。
（二）入射角与折射角的大小关系
然后提问：光从光疏介质进入光密介质
光从光密介质进入光疏介质
（三）全反射
光从光密介质进入光疏介质，入射角增大，折射角也增大，谁先达到90°？若继续增大入射角？
然后让学生观察实验视频，然后观察视频
现象：随着入射角的逐渐增大的过程中，折射角逐渐增大 ；折射光线亮度逐渐减弱；反射角逐渐增大；反射光线亮度逐渐增强；当入射角增大到某一角度时，折射光线消失，所有光线全部反射。
然后让学生总结全反射相关概念：
1.全反射定义：光由光密介质射到光疏介质时，光线不发生折射，而全部返回到原介质中继续传播的现象。
此时的入射角称为——临界角
2.发生全反射的条件：
（1）光从光密介质射入光疏介质；
（2）入射角等于或大于临界角；
3.折射率与临界角的关系：（光由介质射入真空中）
注意：
(1)只有光从介质射入真空（空气）的交界面时，才能这样求临界角。
(2)n越大，临界角越小，也就越容易发生全发射。
然后提问：全反射在生活中有哪些应用？
在学生充分交流后分析应用
然后老师介绍：全反射棱镜、光导纤维
学生翻阅课本，查阅光密介质和光疏介质的定义
学生回答问题
学生先回答问题并交流
学生观察视频并总结实验现象
学生根据提示阅读课文提炼先关概念。
为下一个问题学习做足准备。
锻炼学生归纳总结能力
为后面学习做准备
锻炼学生总结归纳问题能力
不直接给知识点而是让学生查阅锻炼学生总结归纳能力
锻炼学生学会利用所学知识解决问题
二、全反射棱镜
（一）全反射棱镜
阅读课本，总结什么是全反射棱镜，有什么作用？
玻璃棱镜的截面为等腰直角三角形，当光从图中所示的方向射入玻璃时，由于光的方向与玻璃面垂直，光线不发生偏折。但在玻璃内部，光射向玻璃与空气的界面时，入射角大于临界角，发生全反射。
与平面镜相比，它的反射率高，几乎可达 100%。这种棱镜在光学仪器中可用来改变光的方向。
横截面是等腰直角三角形的棱镜
(1)截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜
(2)原理：利用全反射原理
(3)特点：(玻璃的临界角为32°—42°)
①当光垂直于它的任意一个界面射入后，都会在其内部发生全反射，与平面镜相比，它的反射率很高
②反射面不必涂敷任何反光物质
(4)作用：改变光的方向，可使光的传播方向改变90°或180°
（二）全反射棱镜的应用
全反射棱镜在生活中有什么应用？
对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜等，就需要用全反射棱镜代替平面镜，以消除多余的像．
当然，如果在玻璃的前表面镀银，就不会产生多个像，一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银， 但是银面容易脱落．因此对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜等，就需要用全反射棱镜代替平面镜．与平面镜相比,它的反射率高,几乎可达100%。
学生阅读课文并总结全反射棱镜的作用
和老师以下做光路图计算腰直角三角形的棱镜
学生先是根据自己所了解的进行分析理解，然后和教师共同了解科技用
锻炼学生总结归纳问题能力
学会分析实例应用
学以致用，让学生感受物理在科技中的应用，激发学生思考怎么利用所学知识解决实际问题。
三、光导纤维
（一）光导纤维
阅读课本，总结光导纤维的工作原理与结构？
(1)原理：利用全反射原理
(2)构造：由折射率较高的玻璃内芯和折射率较低的外层透明介质组成，因为内芯的折射率比外套的大，所以，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
(3)优点：容量大、衰减小、抗干扰性强
观察光在弯曲的有机玻璃棒中传播的路径
请学生观察视频
光导纤维的应用
医用内窥镜：医学上将其制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部。
然后播放视频，让学生观察
光纤通信：光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强。
一路光纤的传输能力理论值为二十亿路电话，一千万路电视。虽然光纤通信的发展历史只有20多年的，但是发展的速度是惊人的。
学生阅读课文并总结原理
学生观察视频
锻炼学生总结归纳问题能力
理解光导纤维的应用
课堂总结
板书设计
第1节 光的折射
作业设计
作业分为两块，一是课堂练习，旨在对本堂课学习中动量的概念和实验思路进行检测，一是分层练习，分层次的训练学生对知识的掌握情况。
教学反思与评价
本节课的教学设计体现了新课程理念，以培养和发展能力为着眼点，以掌握物理研究方法和物理思维方法为依据。本节主要知识内容是全反射现象和全反射条件。运用推理假设，实验验证，分析归纳等方法教学，使学生在获得知识的同时，也获得了掌握这些知识的方法。通过师生的双边活动，充分调动学生的积极性，使学生主动地和教师、教材、学生进行信息交流，形成了一种和谐、积极参与的教学气氛。
本节课按照学生的认知规律进行教学，利用趣味实验激发学生的学习积极性、验证性实验反映出全反射现象及其产生的条件，从实验中，合作归纳出全反射概念，使学生体会到人们探索自然规律的过程：提出假设——实验验证——得出结论。教学表明，这样做有利于学生理解全反射概念，获得概念形成的方法，整个教学过程既符合新课程的三维目标，也体现了新课程的理念：注重科学探究，提倡学习方式多样化；突出从生活走向物理，从物理走向社会。
本节课也有一些不足之处，因为在授课中我充分体会到学生对这部分知识的参与热情，所以有些简单问题我采用集体回答的方式，可能会忽略个别学生对内容的掌握，但在课后反馈中我感觉效果良好。另外，演示趣味实验时要注意铁球应重复几次从水中抽出、进入的过程，让学生充分相信小球之所以更加“明亮”,不是熏黑的部分被水泡掉而产生的光学现象。且受课堂教学时间限制，留给展示全反射现象的时间太紧，对开放教学有一定的限制。
在今后的教学过程中我会从这些不足之处进一步去探索、求进，找到与学生共创愉快课堂的方法，将物理课堂打造的更加精益求精。