2024-2025学年高中物理 第十三章 光 7 全反射教案 新人教版选修3-4

2024-2025学年高中物理第十三章光7全反射教案新人教版选修3-4授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容2024-2025学年高中物理第十三章光7全反射教案新人教版选修3-4。本节课我们将深入探讨以下内容：

1.全反射的定义及其产生的条件；

2.全反射临界角的计算与影响因素；

3.光从光密介质进入光疏介质的传播特性；

4.全反射的应用实例，如光纤通信等；

5.全反射与光的折射、反射的关系及其在生活中的具体表现。核心素养目标1.掌握全反射现象的基本原理，提高学生的科学素养，培养其对光学现象的探究精神；

2.培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，特别是在光纤通信等现代科技领域的应用；

3.增强学生对自然界光现象的好奇心与观察力，提升其发现、分析和解决问题的科学思维能力；

4.强化物理学科与其他学科的联系，提高学生的跨学科整合与创新能力。学情分析本节课的对象为高中二年级学生，他们在前一阶段的光学学习中，已经掌握了光的折射、反射等基本概念，具备了一定的光学基础知识。在能力方面，学生具备一定的观察、实验和推理能力，能够通过实验现象分析全反射的原理。但在综合素质方面，学生的科学思维能力、问题解决能力和创新意识有待进一步提高。

在知识层面，学生对全反射的概念和临界角的计算可能较为陌生，需要通过具体实例和实验来加深理解。在能力方面，部分学生对光学公式的应用可能存在困难，需要教师在教学过程中给予指导。此外，学生在学习过程中的行为习惯较好，合作探究和积极参与课堂讨论的积极性较高。

然而，学生在面对抽象的光学原理时，可能会产生一定的畏难情绪，对课程学习产生影响。因此，在教学过程中，教师应关注学生的心理变化，通过生动有趣的实例和实验，激发学生的学习兴趣，帮助他们克服困难，提高学习效果。同时，注重培养学生的科学素养，提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过生动的语言和形象比喻，讲解全反射的基本原理和临界角的概念，使学生易于理解；

2.讨论法：组织学生针对全反射现象和应用进行小组讨论，激发学生的思考与探究兴趣；

3.实验法：指导学生进行全反射实验，通过观察实验现象，让学生亲身体验全反射的原理。

教学手段：

1.多媒体设备：运用PPT、视频等展示全反射现象和光纤通信等实际应用，提高学生的直观认识；

2.教学软件：利用物理模拟软件，让学生自主探究全反射的条件和临界角的变化规律；

3.网络资源：引导学生查阅相关资料，了解全反射在现代科技领域的应用，拓宽知识视野。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对全反射的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道什么是全反射吗？它在我们的生活中有什么作用？”

展示一些关于全反射现象的图片和视频片段，让学生初步感受全反射的奇妙之处。

简短介绍全反射的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.全反射基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解全反射的基本概念、产生条件和原理。

过程：

讲解全反射的定义，包括全反射产生的基本条件。

详细介绍全反射的原理，运用图表和示意图帮助学生理解。

3.全反射案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解全反射的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的全反射案例进行分析，如光纤、水中的光等现象。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解全反射的多样性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用全反射解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论全反射在未来的发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与全反射相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对全反射的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调全反射的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括全反射的基本概念、产生条件、案例分析等。

强调全反射在现实生活和学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用全反射。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于全反射的短文或报告，以巩固学习效果。教学资源拓展1.拓展资源：

-相关书籍：推荐学生阅读光学相关的科普书籍，如《光学的故事》、《光与影的魔法》等，以加深对光学知识的了解。

-科普文章：搜集一些关于全反射及其应用方面的科普文章，如全反射在光纤通信、激光技术等方面的应用，帮助学生了解全反射在现代科技中的重要作用。

-视频资料：收集全反射实验操作视频、全反射现象在实际生活中的应用案例等，让学生更直观地感受全反射的魅力。

2.拓展建议：

-鼓励学生关注光学领域的前沿动态，了解全反射技术在科研、生产等领域的最新应用，提高学生的科学素养。

-建议学生参观科技馆、光学实验室等，亲身体验全反射实验，加深对全反射原理的理解。

-组织学生开展课题研究，选择与全反射相关的课题，进行深入探究，培养学生的研究能力和创新意识。

-鼓励学生将所学知识运用到生活中，观察并思考全反射现象在日常生活、工业生产等方面的应用，提高学生学以致用的能力。板书设计1.板书目的：明确传达全反射的概念、原理和应用，突出教学重点，辅助学生理解和记忆。

板书内容：

-第十三章光

7全反射

1.全反射定义

2.产生条件

3.临界角计算

4.光纤通信应用

5.全反射与生活

2.结构设计：

-采用分层结构，先总述全反射主题，再分点详细展开；

-使用流程图形式展示全反射产生条件及临界角计算公式；

-用实例形式呈现全反射在光纤通信等领域的应用。

3.简洁明了：

-使用关键词和关键公式，如“全反射”、“临界角”、“sinC=1/n”等；

-突出重点，避免冗余，每个点简洁明了，一目了然。

4.艺术性与趣味性：

-使用不同颜色的粉笔区分不同层次的信息，增强视觉效果；

-适当添加与全反射相关的图形或简笔画，如光纤图案，使板书更具吸引力；

-在关键点旁边标注有趣的现象或应用案例，激发学生兴趣。典型例题讲解例题1：

已知光在空气中的折射率n=1，求光从水中垂直入射到空气中时的临界角C。

解答：

由全反射临界角公式sinC=1/n，代入n=1，得sinC=1。

因为sin90°=1，所以C=90°。

例题2：

光从玻璃射入空气，若入射角为40°，求折射角。

解答：

已知玻璃的折射率n≈1.5。

根据折射定律sini/sinr=n，代入i=40°，n=1.5，得sinr=sin40°/1.5。

计算得sinr≈0.577，所以r≈35.26°。

例题3：

一束光线从水中以60°的入射角射向分界面，已知水的折射率n=1.33，求：

（1）折射角；

（2）全反射临界角。

解答：

（1）根据折射定律sini/sinr=n，代入i=60°，n=1.33，得sinr=sin60°/1.33。

计算得sinr≈0.866/1.33，所以r≈40.6°。

（2）全反射临界角公式sinC=1/n，代入n=1.33，得sinC=1/1.33。

计算得sinC≈0.75，所以C≈48.6°。

例题4：

光纤通信中，光从光纤的一端以临界角入射，若光纤的折射率n=1.5，求：

（1）临界角；

（2）光在光纤中的传播速度。

解答：

（1）由全反射临界角公式sinC=1/n，代入n=1.5，得sinC=1/1.5。

计算得sinC≈0.667，所以C≈41.81°。

（2）光在介质中的传播速度v=c/n，其中c为光在真空中的速度，c≈3×10^8m/s。

代入n=1.5，得v=3×10^8m/s/1.5≈2×10^8m/s。

例题5：

一束光线从光纤的一端以30°的入射角进入，若光纤的折射率n=1.6，求：

（1）折射角；

（2）判断光是否会发生全反射。

解