人教版选修34 全反射 第1课时 教案.docx

13.2全反射教学目标（一）知识与技能1知道什么是光疏介质，什么是光密介质。2理解光的全反射。3理解临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题。4知道全反射棱镜、光导纤维及其应用。（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。3会用全反射解释相关的现象。4会计算各种介质的临界角。（三）情感、态度与价值观体会本节实验中“让入射光正对半圆形玻璃砖中心从曲面入射”是在设计实验时设计者为突出主要矛盾而控制实验条件达到略去次要矛盾的高明做法。【教学重点】全反射条件，临界角概念及应用。【教学难点】临界角概念、临界条件时的光路图及解题。【教学方法】采用实验观察、猜想、印证、归纳的方法得出全反射现象的发生条件、临界角概念等。【教学用具】光学演示仪（由激光发生器、带量角度的竖直面板、半圆形玻璃砖等组合）【教学过程】（一）引入新课趣味实验：卡片上放水杯，加水后，卡片消失【正课】实验1：水中的全反射观察激光在水中的全反射现象1、让光线透过杯壁射入水中2、用木杆作为接收屏，改变入射角度 观察全反射现象分组实验2：玻璃砖中的全反射1、引导学生认识仪器2、明确实验目的3、讲解实验原理4、总结实验过程光密介质和光疏介质1. 概念：两种介质比较，折射率大的介质是光密介质，折射率较小的介质是光疏介质。观察下表中给出的8中不同的介质，请大家思考，哪一种是光疏介质？哪一种是光密介质？你判断光疏介质与光密介质的依据是什么？8中不同介质的折射率金刚石 2.42二硫化碳 1.63玻璃 1.51.9水晶 1.55岩盐 1.55酒精 1.36水 1.33空气 1.000282.理解（1）光密介质与光疏介质是相对而言的；（2）判断光密介质与光疏介质的依据是介质的折射率与其他因素无关；设问：我们知道介质的折射率反映了光在介质中运动速度的快慢，请问大家光在光密介质中运动的快，还是在光疏介质中运动的快？，小，大；大，小。（3）折射率的大小反映了光在介质中传播的速度大小。折射率大的介质就是光在其中传播速度小的介质，折射率小的介质就是光在其中传播速度大的介质。设问：有了光密介质和光疏介质的概念，我们如何定义全反射呢？二、全反射1、实验现象2、全反射定义当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角增大到某一角度，使折射角达到90时，折射光完全消失，只剩下反射光的光学现象3、全反射条件（1）光线从光密介质射入光疏介质（2）入射角等于或大于某一角度三、临界角1、定义：折射角等于90度，折射光线刚好消失时的入射角2、计算公式： 再次明确全反射条件：1、从光密到光疏2、入射角等于或大于临界角例题：完成光路图总结反思1、必须用刻度尺作图2、现根据条件计算临界角3、对可知的角度进行标注，并进行必要的计算，以辅助作图四、全反射的应用1、全反射棱镜（1）截面为等腰三角形（2）光线垂直于一边入射（3）在玻璃内部，光线由玻璃射向空气时均发生全反射，无光线出射（4）优点：反射率高，失真小介绍应用2、光导纤维（1）结构：内芯和外套：内芯折射率更大（2）原理：光线在玻璃内部发生全反射，只在玻璃棒内沿着锯齿形路线传播（3）应用： 医学领域应用 光纤通信：容量大衰减小抗干扰性强解释引课实验典例精析： 例1某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60，则下列光路图中正确的是(图中为空气，为介质)()解析由题意知，光由光密介质射向了光疏介质，由sinc得c45160，故此时光在两介质的界面处会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故d选项正确答案d例2如图4所示，一玻璃球体的半径为r，o为球心，ab为直径来自b点的光线bm在m点射出，出射光线平行于ab，另一光线bn恰好在n点发生全反射已知abm30，求：图4(1)玻璃的折射率；(2)球心o到bn的距离解析(1)设光线bm在m点的入射角为1，折射角为2，由几何知识可知，130，260，根据折射定律得n代入数据得n(2)光线bn恰好在n点发生全反射，则bno为临界角csinc设球心到bn的距离为d，由几何知识可知drsinc联立式得dr答案(1)(2)r例3光导纤维的结构如图5所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播以下关于光导纤维的说法正确的是()图5a内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射b内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射c内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射d内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用解析光导纤维很细，它的直径只有几微米到一百微米，它由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射答案a例4空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图6所示方框内有两个折射率n1.5的玻璃全反射棱镜下图给出了两棱镜的四种放置方式的示意图其中能产生图中效果的是()图6解析四个选项产生光路效果如下图：由上图可知b项正确答案b课堂练习：1.(对全反射的理解)光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是()aa是光密介质，b是光疏介质b光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度c光的入射角必须大于或等于临界角d光的入射角必须小于临界角答案ac2(全反射的应用)关于光导纤维的说法，正确的是()a光导纤维是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大b光导纤维是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小c光导纤维是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的d在实际应用中，光导纤维必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能导光的答案c解析光导纤维的作用是传导光，它是直径为几微米到一百微米之间的特制玻璃丝，且由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大载有声音、图象及各种数字信号的激光传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射，光纤具有容量大、衰减小、抗干扰性强等优点在实际应用中，光纤是可以弯曲的3(全反射的有关计算)如图7所示，水的折射率为n，水面上漂浮着一圆木板，圆木板中央插着一根大头针，且在水中部分长为h.若从圆木板四周恰好看不到大头针的顶尖p，则圆木板的面积是多少？图7答案解析若从圆木板四周恰好看不到大头针的顶尖p，则从p点发出的光线射到圆木板边缘时恰好发生全反射，即在空气中没有出射光线，设圆木板半径为r，同tanc，又由全反射公式得sinc，cosc.即tanc，则r.面积sr2.作业：1以下哪些现象是由光的全反射造成的()a在岸上能看见水中的鱼b夜晚，湖面上映出了岸上的彩灯c夏天，海面上出现的海市蜃楼d水中的气泡看起来特别明亮e用光导纤维传输光信号答案de2下列说法正确的是()a因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质b因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质c同一束光，在光密介质中的传播速度较大d同一束光，在光密介质中的传播速度较小答案bd解析本题考查对光疏介质和光密介质的理解因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质；由v可知，光在光密介质中的传播速度较小3关于全反射，下列说法中正确的是()a发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线b光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射c光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射d水