人教版 (新课标)选修32 全反射教学设计及反思

这是一份人教版 (新课标)选修32 全反射教学设计及反思，共9页。教案主要包含了知识与能力，过程与方法，情感态度与价值观等内容，欢迎下载使用。

.









































































































































课题
13.2 全反射
设计教师
张莉莎
授课教师
时间
年 月 日


第 周
课型
新授课
课时
1课时
教学


目标
一、知识与能力


1.理解光的全反射现象；


2.掌握临界角的概念和发生全反射的条件；3.了解全反射现象的应用．


二、过程与方法


1.会定性画出光疏介质进入光密介质或从光密介质进入光疏介质时的光路图


2.会判断是否发生全反射并画出相应的光路图


三、情感态度与价值观


会对日常生活的全反射现象能够分析
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
教法
教师启发、引导，学生讨论、交流。
教具
PPT演示文稿
教学过程设计
教材处理
师生活动
【课前预习】


光密介质：


光疏介质：


光密介质与光疏介质是 。


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。


完成光路图





问题1 图一和图2的区别在于什么地方





问题2 入射角和折射角有什么关系?



学生自己阅读教材


完成下面的内容





通过练习了解以下内容


1)、光疏媒质光密媒质是相对而言的.只有对给定的两种媒质才能谈光疏媒质与光密媒质.没有绝对的光密媒质.


如：水、玻璃和金刚石三种介质比较，n水＝1.33 n玻璃＝1.5~1.9 n金刚石＝2.42。
教学过程设计
教材处理
师生活动
【新课教学】


一、光疏媒质与光密媒质


1、定义:


1)、光疏媒质:两种媒质中折射率较小的媒质叫做光疏媒质.


2)、光密媒质:两种媒质中折射率较大的媒质叫做光密媒质.


因,对光疏媒质,n较小,V较大. 对光密媒质,n较大,V较小.故也可以说,对于两种媒质,光在其中传播速度较大的是光疏媒质,光在其中传播速度较小的是光密媒质.反过来说,同一种光在光疏媒质中传播速度较大,在光密媒质中传播速度较小. 即：


对光疏介质n较小 同一频率的光在其中传播的V较大；


对光密介质n较大 同一频率的光在其中传播的V较小。


问题1 在图2中，折射角大于入射角，设想，当入射角慢慢增大时，折射角会先增大到90°，如果此时我们再增大入射角，会怎么样呢？


猜测可能出现的物理现象 折射光线消失，只剩下反射光线


问题2 光线的亮度怎么变化





2、实验演示光的全反射现象


1）全反射：_当光从光密媒质进入光疏媒质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时,折射角等于900,此时,折射光完全消失入射光全部反回原来的媒质中,这种现象叫做全反射.





临界角：光从光密媒质射向光疏媒质时,折射角等于900时的入射角,叫做临界角.用字母C表示.临界角是指光由光密媒质射向光疏媒质时,发生全反射形象时的最小入射角,是发生全反射的临界状态.当光由光密媒质射入光疏媒质时:


若入射角i

若入射角i≥C,则发生全反射形象.


2)、临界角的计算:


A、任意两种媒质:n密、n疏: :n密对疏=,故临界角C==arcsin().


其中, :n密、n疏分别为光密媒质和光疏媒质的绝对折射率.


B、当光由某种媒质射入真空或空气时: .
2)、光疏媒质与光密媒质的界定是以折射率为依据的,与媒质的其它属性(如密度等)无关.例如：水和酒精，n水＝1.33＜n酒精＝1.36，酒精相对于水而言是光密介质，但ρ水＞ρ酒。











问题1什么是临界角





问题2 光发生全反射


的条件是什么





问题3 如何由临界角去表示折射率












教学过程设计
教材处理
师生活动





















问题1 你能从全反射的理论上进行解释吗 ？


如右图所示，一透明塑料棒的折射率为n,光线由棒的 一端面射入，当入射角i在一定范围内变化时，光将全部从另一端面射出。当入射角为i时，光在棒的内侧面恰好发生全反射。


由图可知，光在左端面折射时的折射角r=.


由折射定律得：。故有：


， 。所以只要，光将全部从右端面射出。








问题2如果弯成曲线怎么办


再如图3所示，一个横截面为矩形、折射率为n=1.5的


玻璃条被弯成900，一束平行光由A端面射入。若矩形边长


为d，则只要曲率半径R≥2d，光均能从B端射出。


由图可知，只要a光线能发生全反射，则所有从A端


入射的光均能发生全反射：sini=sinc==.


解得：R2d.可见，光纤通迅中，只要光导纤维弯曲满足R，则光导纤维可以足够细，楞弯成半圆及圆。









利用全反射来解决


























学生阅读教材












教学过程设计
教材处理
师生活动
3、发生全反射的条件:


1)、光从光密媒质射向光疏媒质;


2)、入射角大于或等于临界角,即i≥C.以上两个条件必须同时满足,缺一不可.





问题1 全反射是自然界中常见的现象。例如，水中的玻璃中的气泡看起来特别明亮是什么原因？





问题2 在潜水员看来 ，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的定角有多大？





问题3某人在水面上游泳，看见水底发光体在正下方，当他向前游了2 m时恰好看不见发光体。求发光体距水面的深度。（n水=4/3）











二、全反射的应用:


1、光导纤维—光纤通讯：


利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝,由内芯和外套组成,直径只有几微米到100微米左右,内芯的折射率大于外套的折射率.当光线射到光导纤维的端面上时,光线就折射进入光导纤一端面射出,而不从外套散逸,故光能损耗极小.如维内,经内芯与外套的界面发生多次全反射后从光导纤维的另果把光导纤维聚集成束使其两端纤维排列的相对位置相同,这样的纤维束就可以传送图像,如下页图所示. 利用光导纤维可以弯曲传光,传像,可制作各种潜望镜,医用内窥镜等.



水或玻璃中的气泡为何特别明亮


分析:水或玻璃中的气泡是光疏介质,光经过水或玻璃照射气泡时,光线就会由光密介质进入到光疏介质.这样一部分光就会发生全反射,有更多的光反射到人眼中,人感觉水或玻璃中的气泡看起来特别明亮.






教学过程设计
教材处理
师生活动
2． 全反射棱镜


学生阅读教材完成下列问题


（1）什么是全反射棱镜，它有什么优点，都在什么地方有应用


(2)让学生观察自行车尾灯．用灯光来照射尾灯时，尾灯很亮，也是利用全反射现象制成的仪器．在讲完全反射棱镜再来体会它的原理就更清楚了．可先让学生观察自行车尾灯内部的结构，回想在夜间看到的现象．引导学生注意生活中的物理现象，用科学知识来解释它，从而更好的利用它们为人类服务．


典型例题1


P


如图所示，一束光线以 600 的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在正上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P，现将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，则进入透明体的光线经平面镜反射后再从透明体的上表面射出，在光屏上留下一光点 P ' （图中未画出）．已知．透明体对光的折射率，真空中的光速c＝3×108m/s


( l )作出后来的光路图，标出P，位置


( 2 )求透明体的厚度d


解析：( l )画出光路图如图示，PP' ∥P1P2


( 2 )由折射定律 sinα=nsinβ 代入数据解得 β=300 设透明体的厚度为 d.


PP' =P1P2=AP1-AP2=2dtanα- 2dtanβ


代入数据解得透明体的厚度为 d=1.5cm


( 3)光在透明体里运动的速度 v=c/n


光在透明体里运动的路程


光在透明体里运动的时间



教学过程设计
教材处理
师生活动
三、课堂小结


1．全反射现象是非常重要的光学现象之一，产生全反射现象的条件是：①光从光密介质射到它与光疏介质的界面上，②入射角等于或大于临界角．这两个条件都是必要条件，两个条件都满足就组成了发生全反射的充要条件．


2．全反射的应用在实际生活中是非常多的．在用全反射的知识解释时，特别要注意是否满足两个条件．回答这类问题要注意逻辑推理，一般是依据条件要叙述清楚，根据要给充分，结论要简明．


3．为了给后面全反射棱镜的学习打基础．临界角是几何光学中一个非常重要的概念，但在高中阶段不深入讨论临界的情况．



教学日记：



板书设计：