高中物理人教版選修34《132全反射》教案

1、全反射的教案基于新課程標(biāo)準(zhǔn)和理念的教學(xué)設(shè)計(jì)馬 永江蘇常州第四中學(xué)一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件；知道什么是光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)；能判斷什么情況下會(huì)發(fā)生全反射，了解全反射現(xiàn)象的應(yīng)用；通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析推理能力和創(chuàng)新思維能力。2、過(guò)程與方法通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)探究科學(xué)的方法比較法；通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和動(dòng)手操作，經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀體驗(yàn)全反射實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程，感受實(shí)驗(yàn)探究的樂(lè)趣；通過(guò)互動(dòng)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生探究科學(xué)知識(shí)的興趣和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；通過(guò)全反射現(xiàn)象的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)理論觀察分析周圍事物的習(xí)慣。二、重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)是全反射現(xiàn)象；難點(diǎn)是臨界

2、角概念和全反射條件。三、教學(xué)方法： 實(shí)驗(yàn)探究法四、設(shè)計(jì)思路： 本節(jié)課以實(shí)驗(yàn)為主線，通過(guò)一個(gè)帶有魔術(shù)色彩的演示實(shí)驗(yàn)引入課題，再通過(guò)兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，讓學(xué)生觀察、分析，揭示全反射的現(xiàn)象與產(chǎn)生條件，另外增加學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)學(xué)生間的討論、設(shè)計(jì)、動(dòng)手及合作，使學(xué)生對(duì)全反射概念的理解更加準(zhǔn)確、豐富和全面。最后通過(guò)全反射的應(yīng)用介紹，開(kāi)拓學(xué)生的視野。五、主要教學(xué)過(guò)程1、引入新課演示一：用細(xì)鐵絲穿過(guò)單擺小金屬球，使其一端伸出作為把手，然后捏住把手，用蠟燭火焰的內(nèi)焰將金屬球熏黑，讓學(xué)生觀察。然后將熏黑的鐵球浸沒(méi)在盛有清水的燒杯中，現(xiàn)象發(fā)生了，放在水中的鐵球變亮了。好奇的學(xué)生誤認(rèn)為是水泡掉了鐵球上黑色物，當(dāng)老

3、師從水中取出時(shí)，發(fā)現(xiàn)熏黑的鐵球依然如故，將其再放入水中時(shí)，出現(xiàn)的現(xiàn)象和剛才一樣，學(xué)生大惑不解，讓學(xué)生帶著這個(gè)疑問(wèn)開(kāi)始學(xué)習(xí)新的知識(shí)全反射。第 1頁(yè)2、新課教學(xué)2.1 實(shí)驗(yàn)探究演示二：實(shí)驗(yàn) 1：一束激光從空氣射向半圓形玻璃磚的半圓面( 如圖 1) 。實(shí)驗(yàn) 2：一束激光從空氣射向半圓形玻璃磚直邊的圓心o（如圖 2）。圖 1o圖 2教師演示兩遍實(shí)驗(yàn)后，讓學(xué)生分組討論后回答。實(shí)驗(yàn) 1 現(xiàn)象：當(dāng)光沿著玻璃磚的半徑射到直邊上時(shí)，一部分光從玻璃磚的直邊上折射到空氣中，一部分光反射回玻璃磚內(nèi)。逐漸增大入射角，看到折射光遠(yuǎn)離法線，且越來(lái)越弱，反射光越來(lái)越強(qiáng)。0實(shí)驗(yàn) 2 現(xiàn)象：當(dāng)光沿著空氣射向玻璃磚的直邊的圓心o時(shí)

4、，一部分光從玻璃磚的直邊上折射到玻璃磚內(nèi)，一部分光反射回空氣中。逐漸增大入射角，看到折射光遠(yuǎn)離法線，且越來(lái)越弱，反射光越來(lái)越強(qiáng)。當(dāng)入射角增大到接近900 時(shí)，折射角小于900。學(xué)生歸納不同點(diǎn)： 光從空氣玻璃， 入射角折射角； 光從玻璃空氣， 入射角折射角；光從空氣玻璃，同時(shí)存在反射光和折射光；光從玻璃空氣，當(dāng)入射角達(dá)到某個(gè)角度時(shí)折射角達(dá)到 900 ，折射光完全消失。師：我們考慮直邊分界面上光的傳播規(guī)律，從中可以得出什么結(jié)論？（一）什么是全反射現(xiàn)象？引導(dǎo)學(xué)生回答：光從玻璃射入空氣時(shí)，當(dāng)入射角大于或等于某一個(gè)角度時(shí)，折射角達(dá)到 900，折射光完全消失，只剩下反射光的現(xiàn)象。臨界角：光從玻璃射向空氣時(shí)

5、，當(dāng)折射角達(dá)到 900 時(shí)的入射角。（二）產(chǎn)生全反射現(xiàn)象的條件是什么？引導(dǎo)學(xué)生回答：光從玻璃空氣；入射角臨界角。師：在實(shí)驗(yàn) 2 中，光從空氣射向玻璃，雖然入射角增大，反射角和折射角都增大，反射光增強(qiáng)，折射光減弱，但只有量變過(guò)程并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)質(zhì)變。而在實(shí)驗(yàn) 1 中，光從玻璃射向空氣，隨著入射角增大，反射角和折射角增大，反射光增強(qiáng)，折射光減弱，這是一個(gè)量變過(guò)程；當(dāng)入射角達(dá)到臨界角時(shí)，就發(fā)生了質(zhì)變，折射光完全消失，出現(xiàn)了全反射現(xiàn)象。第 2頁(yè)2.2 引思：兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同的原因是什么？生：實(shí)驗(yàn) 1 是光從玻璃射入空氣，實(shí)驗(yàn)2 是光從空氣射入玻璃。師：兩種介質(zhì)有什么不同？生：空氣相對(duì)玻璃的折射率小，玻璃相對(duì)

6、空氣的折射率大。師： 把折 射 率大 的介 質(zhì)叫 做 光 密 介質(zhì) ，把 折射 率 小的 介質(zhì) 叫做 光疏 介 質(zhì)，“疏”和“密”是相對(duì)的。例如：水、空氣和玻璃三種物質(zhì)相比較，水對(duì)空氣來(lái)說(shuō)是光密介質(zhì)，而水對(duì)玻璃來(lái)說(shuō)是光疏介質(zhì)，根據(jù)折射定律可知，光線由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角；光線由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，折射角大于入射角。2.3 推廣：是不是只有光從玻璃射入空氣才會(huì)產(chǎn)生全反射現(xiàn)象？把學(xué)生分成八組，分別采用不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探索。教師統(tǒng)觀進(jìn)程，充分尊重學(xué)生的主體性，適當(dāng)時(shí)以合作者的身份參與部分小組活動(dòng)。方案 1：器材：裝有水（含稀釋的牛奶）的大燒杯，激光器，蚊香，打火機(jī)。探究過(guò)程：

7、激光從介質(zhì) 1（空氣）射向介質(zhì) 2（水）中，增大入射角，觀察反射光和折射光；激光（用保鮮膜將小激光燈密封好，并用橡皮筋扎牢，以便于小激光燈能在水槽中做實(shí)驗(yàn)）從介質(zhì) 2 射向介質(zhì) 1，增大入射角，觀察反射光和折射光。方案 2: 與方案 1 類同，將燒杯中的介質(zhì)2 改為氯化鈉溶液。方案 3: 與方案 1 類同，將燒杯一半放色拉油，另一半放水（含稀釋的牛奶） ，用塑料薄膜隔開(kāi)。方案 4: 器材：裝有汽油的圓形水槽，圓形的白紙，激光器。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：激光從水槽底部以不同的入射角從汽油射向空氣（在液面的上面浮著一張白紙），會(huì)從白紙上發(fā)現(xiàn)亮斑在一定的圓形范圍內(nèi)出現(xiàn)。各組學(xué)生回答現(xiàn)象并歸納產(chǎn)生全反射現(xiàn)象的條件。

8、2.4 結(jié)論全反射：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，當(dāng)入射角增大到某一角度，光線全部被反射回原光密介質(zhì)的現(xiàn)象。臨界角：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，折射角等于900 時(shí)的入射角，用c表示。產(chǎn)生全反射的條件：（1）光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)。 （ 2）入射角等于或大于臨界角。臨界角的計(jì)算：第 3頁(yè)2.6 應(yīng)用引課實(shí)驗(yàn)的解釋：被蠟燭熏黑的鐵球表面附著一層未燃燒完全的碳蠟混和物，對(duì)水來(lái)說(shuō)是不浸潤(rùn)的，當(dāng)球從空氣進(jìn)入水中時(shí)，其外表面上會(huì)形成一層很薄的空氣膜，光線透過(guò)水照射到水和空氣界面上時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。自行車尾燈：用燈光來(lái)照射尾燈時(shí)，尾燈很亮，也是利用全反射現(xiàn)象制成的儀器。讓學(xué)生觀察自行車尾燈內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，

9、 回想在夜間看到的現(xiàn)象。 引導(dǎo)學(xué)生注意生活中的物理現(xiàn)象，用科學(xué)知識(shí)來(lái)解釋它，從而更好的利用它們?yōu)槿祟惙?wù)。光導(dǎo)纖維：用激光照射彎曲的細(xì)玻璃棒進(jìn)行演示?？吹搅藦澢牟ＡО裟軌騻鞴?。這是因?yàn)閺牟ＡО舻囊欢松溥M(jìn)棒內(nèi)的光線，在棒的內(nèi)壁多次發(fā)生全反射，沿著鋸齒形路線由棒的另一端傳了出來(lái)，用光導(dǎo)纖維實(shí)現(xiàn)光纖通信，原理也是這樣。教師介紹光導(dǎo)纖維的相關(guān)知識(shí)。讓學(xué)生閱讀課本p15 蒙氣差和海市蜃樓。五、課堂小結(jié) （略）六、練習(xí) （略）七、布置作業(yè)： 查找“海市蜃樓”現(xiàn)象、“光纖通訊”技術(shù)等。八、教學(xué)反思1. 本節(jié)課按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行教學(xué)，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的對(duì)比反映出全反射現(xiàn)象及其條件，然后讓學(xué)生進(jìn)行自主的探究活動(dòng)，通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、交流成果等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、交流協(xié)作的能力，使學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)科學(xué)的樂(lè)趣，體會(huì)到探索自然規(guī)律的過(guò)程：提出假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論再提出假設(shè)。注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化；突出從生活走向物理，從物理走向社會(huì)。眾多生活事例，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2. 做演示實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意儀器的敘述，鐵球要重復(fù)幾次從水中抽出、進(jìn)入的過(guò)程，讓學(xué)生充分相信不是被熏黑的部分被水泡掉而產(chǎn)生的