全反射教学设计.doc

“全反射”教学设计江西省都昌县第一中学 邵卯福 李一新一、教材依据经全国中小学教材审定委员会2002年审查通过的全日制普通高级中学教科书（必修加选修）物理第三册第十九章第三节“全反射”。二、设计思想先从复习光的反射和折射现象引入新课，介绍光密介质和光疏介质。然后，提出当光从光密介质射向光疏介质如玻璃射入真空（空气）中时，折射角大于入射角，入射角不断增大，折射角也跟着增大，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到900，这时会出现什么现象呢？如果入射角继续增大，情况会怎样呢？激发学生求知探索的欲望，这样就有必要进行实验探究，为全反射现象的得出创造良好条件。再对全反射现象进行分析得出全反射现象产生的条件。全反射的应用及自然现象的介绍，充分发挥多媒体教学的优势。本节课采用启发式教学方法，利用演示实验和多媒体课件相结合的方法来实施。三、教学目标：1.知识与能力：使学生理解光的全反射现象。掌握临界角的概念和发生全反射的条件。了解全反射现象的应用。2.过程与方法：通过演示实验，得出全反射现象和发生的条件，培养学生的实验观察能力，分析推理能力。通过介绍全反射在实际生活中的应用，使学生知道物理与我们的生活是密切联系的，培养学生运用知识解决实际问题的能力。3.情感、态度、价值：在实验过程中，通过对反射光线和折射光线现象的观察，使学生体会自然科学的和谐之美。通过对全反射现象的分析，培养学生严谨的科学态度和勇于探索科学的精神。通过全反射现象在实际中的应用，培养学生学习物理知识的兴趣和重要性。四、教学重点：全反射现象和全反射现象产生的条件。五、教学难点：临界角及全反射条件。六、教学准备：激光光学演示仪、光导纤维应用演示仪、多媒体课件。七、教学过程：折射反射iir图1入射新课导入：从复习光的反射和折射现象引入。师：光从真空（或空气）射向玻璃界面时，（屏幕显示）如图1所示，在界面上要发生两个光学现象，一部分光发生反射现象，另一部分光进入玻璃中，发生折射现象，根据折射定律有：（要求学生回答并屏幕显示）师：光在不同的介质中折射率是不同的，例如，（屏幕显示）水的折射率n水=1.33，玻璃的折射率n玻=1.50。可见，玻璃的折射率大于水的折射率。我们将折射率大的介质称光密介质，折射率小的介质称光疏介质。（屏幕显示）（一）光密介质和光疏介质1.光密介质：折射率大的介质。光疏介质：折射率小的介质。师：玻璃和水比较，水是光疏介质，玻璃是光密介质；大家再比较一下，玻璃和金刚石的折射率关系。（屏幕显示）金刚石的折射率n金=2.42 生：玻璃是光疏介质，金刚石是光密介质。师：可见，光疏介质和光密介质是相对的。（屏幕显示）2.光疏介质和光密介质是相对的。师：根据光路的可逆性，如图1所示，当光从玻璃射向真空（空气）中时，也就是光由光密介质射入光疏介质，折射角大于入射角，入射角不断增大，折射角也跟着增大，由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到900，这时会出现什么现象呢？如果入射角继续增大，情况会怎样呢？学生猜测：师：情况到底怎么样呢？下面我们就一起利用实验来进行探究。在实验探究过程中，对实验现象观察的要求：折射光线和反射光线的强度随入射角的变化怎样变化？当折射角等于900时，折射光线和反射光线和强度又如何？继续增大入射角，有什么样的现象？围绕上述两个问题，为了便于记录实验现象，特编制了一个实验现象记录的填空题，对第个问题放在后面解决。图2图3（屏幕显示）让光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上，保持入射光的强度不变，当逐渐增大入射角时，射入空气的折射光线离法线越来越 ，强度越来越 ，而反射光的强度却越来越 ，当入射角增大到某一角度时，折射角达到900，这时折射光 ，只剩下 光，这种现象叫做 。教师做演示实验（为了提高实验现象的可见度，此实验可放在实物展示台进行演示），转动半圆形玻璃砖使入射角逐渐增大，最后使折射角等于900，如图2、图3所示，将实验中的各个现象依次填在相应的空格中。屏幕上也依次显示出：远、弱、强、消失、反射、光的全反射。（屏幕显示）（二）全反射现象1.全反射：当入射角增大到某一角度，使折射角达到900时，折射光线就完全消失，只剩下反射回玻璃中的光线，这种现象叫做全反射。师：我们把折射角变为900时的入射角叫做临界角。（屏幕显示）2.临界角：折射角变成900时的入射角，叫做临界角，用C表示。师：怎样求出光从折射率为n的某种介质射向真空或空气时的临界角呢？（屏幕显示）如图4所示，由折射定律得：真空介质C图4， 则临界角与折射率的关系为： 或 师：入射角等于临界角时，折射光线消失，发生全反射现象，当入射角继续增大时，情况会是怎样？我们继续来探究一下。教师接着演示实验，继续增大入射角的角度，可以看到：只有光的反射现象，没有光的折射现象。师：全反射现象是不是在任何情况下都可以发生？它应具备什么条件呢？下面我们一起来归纳一下。生：入射角大于或等于临界角。师：除了这个条件还有吗？若光从空气（真空）中射入玻璃中能否发生全反射现象呢？生：光必须从光密介质射向光疏介质。（屏幕显示）3.全反射发生的条件：光必须从光密介质射入光疏介质（前提条件）入射角大于或等于临界角（重要条件）（屏幕显示）例如：水的折射率为1.33，玻璃的折射率为1.50，当光从水中或玻璃中射向空气时，其临界角分别是多少。师：全反射现象是自然界中的常见现象，如水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮（屏幕显示）。这就是由于光线从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故。下面再向大家介绍有关全反射在科学技术上的一些应用及自然现象。（屏幕显示）（三）全反射的应用及自然现象1.光导纤维师：光导纤维简称光纤，我们常听到的“光纤通信”就利用了全反射的原理，为了说明光导纤维对光、图像、声音的传导作用，我们一起来做下面的实验。然后再请同学们观看有关光导纤维应用的电影片断。教师用光导纤维应用演示仪演示传光、图像和声音的实验。接着播放光导纤维应用的电影片断课件。（屏幕显示）2.海市蜃楼师：夏天，在平静的无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中。古人不明白产生这种景象的原因，对它作了不科学的解释，认为是海中蛟龙（即蜃）吐出的气结成的，因而叫做“海市蜃楼”，也叫蜃景。这种自然奇观是怎样形成的呢？下面就请同学们观看“海市蜃楼”的自然景观及形成原因的电影片段。播放有关海市蜃楼自然景观及形成原因的电影片段课件。最后，师生一起小结全反射现象及产生的条件，完成下列例与练。（屏幕显示）（四）例与练：1.有两种介质，甲的折射率是1.5，乙的折射率是2.0，则它们相比较是光疏介质，光在甲、乙两种介质中传播速度之比是，光从介质射向介质可能发生全反射。2.如图5所示，ABCD为同种材料构成的柱形透明体的横截面，材料的折射率n=1.6，其中ABD部分为等腰直角三角形，BCD部分为半圆形，一束单色光从真空垂直射向AB或AD面，则下列说法正确的是 DABC图5A从AB面中点射入的光线不一定从圆弧的中点射出B从AB面射入的所有光线经一次反射和折射后都能从BCD面射出C从AB面中间附近射入的光线经一次反射和折射后能从BCD面射出D若光线只从AD面垂直射入，则一定没有光线从BCD面射出参考答案：1、甲，乙，甲； 2、C八、教学反思1.此节课的教学中，学生的探索欲望被激发出来了，能够在教师的启发下，顺利构建出全反射现象及产生条件，课堂教学气氛热烈。2.多媒体辅助教学是一种高效率的现代化教学手段，她具有传统教学不具备的诸多优点。特别是在全反射现象的应用教学