人教版高中物理选择性必修1第4章第2节全反射教学设计

人教版高中物理选择性必修1第4章第2节全反射教学设计

课题全反射单元4学科物理年级高二

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

教材

分析对性，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:

随着人射角逐渐增大，反射光线和折射光线的角度和亮度发生变化:当人射角达到某一极限

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。

教学1、物理观念：知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念。

目标2、科学思维：理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象。

与核3、科学探究：通过半圆形玻璃砖实验总结全反射的定义和临界角的条件。

心素4、科学态度与责任：了解光导纤维的工作原理和光导纤维在生产、生活中的应用。

养

重点理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象，通过半圆形玻璃砖实验总结全反

射的定义和临界角的条件。

难点理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象，通过半圆形玻璃砖实验总结全反

射的定义和临界角的条件。

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课水中的气泡看上去特别明亮，这是为什么呢?

观察水中从生活中的

的气泡，思考实际现象出发，

为什么气泡看引导学生思考，

着比较明亮。从而引出新课。

讲授新课知识回顾：光的折射及光的折射率

回顾上节温故知新，

课学习的折射便于更好的学习

率的定义。新课内容。

1.光疏介质：折射率较小的介质

2.光密介质：折射率较大的介质学习光疏

（1）光疏介质与光密介质是相对的。介质和光密介通过读折射

（2）光在光密介质中的传播速度比在光疏介质的概念。率的复习，总结

质中的小。出光疏介质和光

密介质的概念。

让学生更好的理

解新知识。

一、全反射

实验探究

思考与讨论：既然光由光密介质射入光疏介质

时，折射角大于入射角，可以预料，当入射角增大

到一定程度，但还没有达到90°时，折射角就会增

对比光疏

大到90°。如果入射角再增大，会出现什么现象？

介质和光密介

质。

通过实验观

察现象，先让学

生咋脑海中建立

全反射的现象的

认知，再用简洁

的语言总结全反

射的定义。

全反射：观察实验

光由光密介质射入光疏介质时，同时发生反射现象，思考所

和折射，折射角大于入射角，随着入射角的增大，给出的问题。

反射光线越来越强，折射光线越来越弱，当折射角

增大到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光

线，这种现象叫做全反射。

思考讨论：全反射产生的条件是什么？

全反射条件：(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。

结合所学回扣课前思

习的全反射的考题，让课堂内

概念，解释课容相呼应，结构

释疑：课本P85页，为什么水中的气泡看起来前提出的问更完整。

特别明亮？题。

光从水射向气泡时，一部分光在分界面上发生

了全反射

思考讨论：由于不同的介质的折射率不同，在

光从介质射入空气（真空）时，发生全反射的临界

角是不一样的。怎样计算光从折射率为n的某种介

质射入空气（真空）发生全反射时的临界角C？

sin901

n

sinCsinC

1

sinC

临界角的正弦值与介质的折射率成反比，即介n

质的折射率越大，临界角越小。

总结发生

课堂练习1、如图所示,某种透明物质制成的直

全反射时入射

角三棱镜ABC,∠A等于30°,一束光线在纸面内垂

角所满足的条

直AB边射入棱镜。如图所示,发现光线刚好不能从

件。

BC面射出,而是最后从AC面射出。求:

完成课堂

(1)透明物质的折射率n。

练习。

(2)光线从AC面射出时的折射角α的正弦值。

解析：(1)由题意可知,光线从AB边垂直射入,

恰好在BC面发生全反射,光线最后从AC面射出,光

路图如图。

设该透明物质的临界角为C,由几何关系可知

1

C=θ1=θ2=60°,sinC=

n

23

解得n=。

3

(2)由几何关系知β=30°

sin3

由折射定律n=,解得sinα=。完成课本通过课堂练

sin3

例题。习和课本例题，

例题：水的折射率是1.33，（1）水的临界角

掌握全发射的条

是多少？

件的应用。

（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这个圆锥的顶角是多大？

阅读教材

和相关资料，

了解全反射在

二、全反射棱镜现代科技生活

全反射棱镜：（截面为等腰直角三角形的棱镜）中的应用。

通过介绍全

全反射棱镜作用：改变光的方向

观察光在反射在现代生活

三、光导纤维

弯曲的有机玻科技领域的应

观察：光在弯曲的有机玻璃棒中传播的路径。璃棒中的路用，培养学生的

径。社会责任感。

如图，激光笔发出的光射入一根弯曲的有机玻

璃棒的一端，观察光传播的路径有什么特点。

完成课堂

练习。

课堂练习2、如图所示,AB为一直光导纤维,AB

之间距离为s,使一光脉冲信号从光导纤维中间入

射,射入后在光导纤维内芯与外套的界面上恰好发

生全反射,由A点传输到B点所用时间为t,求光导

纤维所用材料的折射率n。

解析:光信号由A点进入光导纤维后,沿AO方向照

射到O点,此时入射角α恰好等于临界角。由几何

s

关系可得光在光导纤维中传播的距离l=。

sin

设介质的折射率为n,光在此介质中的速度为v,则

1cs

有sinα=sinC=,n=,而vt=,解得

nvsin

ct

n=。

s

拓展提高1、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,其框外光线如图甲所完成拓展通过完成拓

示。方框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜。提高练习题。展提高练习题，

图乙给出了两棱镜四种放置方式的示意图,其中能巩固基础知识。

产生图甲效果的是()

解析:四个选项产生光路效果如图所示。

答案：B

2、已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率

分别为1.33、1.55、1.60和1.63,如果光按下面几

种方式传播,可能发生全折射的是()

A.从水晶射入玻璃B.从水射入二硫化碳

C.从玻璃射入水中D.从水射入水晶

解析：折射率相对较小的介质是光疏介质,折

射率相对较大的介质是光密介质,发生全反射的条

件之一是光由光密介质射向光疏介质,由此可知选

项C正确。

答案：C

3、某种介质相对空气的折射率是2,一束光

从该介质射向