高二物理人教版選修34全反射

1、.全反射重/難點(diǎn)重點(diǎn)：全反射現(xiàn)象。難點(diǎn)：臨界角概念和全反射條件。重/難點(diǎn)分析重點(diǎn)分析：光導(dǎo)纖維、自行車的尾燈是利用了全反射現(xiàn)象制成的；海市蜃樓、沙漠里的蜃景也是由于全反射的原因此呈現(xiàn)的自然現(xiàn)象。難點(diǎn)分析：折射角等于90時(shí)的入射角叫做臨界角，當(dāng)光線從光密介質(zhì)射到它與光疏介質(zhì)的界面上時(shí)，假如入射角等于或大于臨界角就發(fā)生全反射現(xiàn)象。打破策略一引入新課讓學(xué)生甲到黑板前完成圖1及圖2兩幅光路圖完好光路圖。圖1 圖2估計(jì)學(xué)生甲畫圖時(shí)會遺漏反射光線師：光在入射到空氣和水的交界面處時(shí)，有沒有全部進(jìn)入水中繼續(xù)傳播呢？沒有，有一部分被反射回去。學(xué)生甲補(bǔ)畫上反射光線師：很好。甲同學(xué)正確地畫出了光從空氣進(jìn)入水中時(shí)的折

2、射角小于入射角。光從水中進(jìn)入空氣時(shí)，折射角大于入射角。那么假如兩種介質(zhì)是酒精和水呢？請乙同學(xué)到前面來完成光路圖。圖3 圖4學(xué)生乙順利完成兩圖。二進(jìn)展新課1光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)1給出光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)概念。2讓學(xué)生指出圖1中的光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)，再指出圖2中的光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)。讓學(xué)生自己體會出一種介質(zhì)是光密介質(zhì)還是光疏介質(zhì)其實(shí)是相對的。3投影片出示填空題光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，折射角_入射角；光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，折射角_入射角。此題讓學(xué)生共同答復(fù)2全反射設(shè)置懸念，誘發(fā)疑問圖5師：在圖2和圖3中，折射角都是大于入射角的。設(shè)想，當(dāng)入射角漸漸增大時(shí)，折射角會先增大到90，假如此時(shí)我們再增大入射

3、角，會怎么樣呢？這時(shí)可以讓學(xué)生自發(fā)議論幾分鐘生甲：對著圖2說，可能折射到水中吧？。師：可能會出現(xiàn)圖5這種情況嗎？其余學(xué)生有的點(diǎn)頭，有的猶疑生乙：應(yīng)該沒有了吧？生丙：最好做實(shí)驗(yàn)看看。師：好，那就讓我們來做實(shí)驗(yàn)看看。1出示實(shí)驗(yàn)器材，介紹實(shí)驗(yàn)。師：半圓形玻璃磚可以繞其中心O在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，如圖6所示，入射光方向不變始終正對O點(diǎn)入射。圖62請學(xué)生畫出圖7中光線到達(dá)界面時(shí)的反射和折射光路。圖7學(xué)生丙畫出了圖8中的光路圖。圖8老師點(diǎn)撥入射點(diǎn)A處曲面的法線是怎樣的？想一想法線的性質(zhì)是什么？生：和界面垂直。圖9師：假如界面是曲面呢？應(yīng)和該處曲面的切面垂直，再啟發(fā)學(xué)生想想圓上每一點(diǎn)的切線和該點(diǎn)半徑的關(guān)系，學(xué)生悟

4、出A處的法線就是OA。進(jìn)而畫出正確的光路圖如圖9。3讓學(xué)生畫出光線入射到界面時(shí)的反射光路和折射光路。學(xué)生順利完成圖10圖104觀察實(shí)驗(yàn)師：如今我們來研究光入射到界面時(shí)所發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象。轉(zhuǎn)動玻璃磚，讓光線在界面處的入射角漸增。問你們看到了什么現(xiàn)象？生甲：入射角增大，反射角和折射角都增大。生乙：反射光越來越亮，折射光越來越暗。繼續(xù)轉(zhuǎn)動玻璃磚，學(xué)生看到當(dāng)折射角趨于90時(shí)，折射光線已經(jīng)看不見了，只剩下反射光線。繼續(xù)轉(zhuǎn)動玻璃磚，增大入射角，都只有反射光線。學(xué)生恍然大悟師：什么結(jié)果？生：折射角到達(dá)90時(shí)，折射光線沒有了，只剩下反射光線。師：這種現(xiàn)象就叫全反射。3發(fā)生全反射的條件1臨界角C要求學(xué)生根據(jù)

5、看到的現(xiàn)象歸納學(xué)生討論考慮入射角要大于某一個(gè)值。我們把這“某一值稱為臨界角，用字母C表示。重復(fù)實(shí)驗(yàn)至折射角恰等于90時(shí)停頓轉(zhuǎn)動玻璃磚。讓前面的學(xué)生讀出此時(shí)的入射角即臨界角C約為42左右。師：后面的學(xué)生看不見讀數(shù)，那我如今告訴你們這種玻璃的折射率n=1.5，請你們算出這種玻璃的臨界角。學(xué)生覺得無從下手老師啟發(fā)想想當(dāng)入射角等于臨界角C時(shí)，折射角多大？學(xué)生領(lǐng)會，列出算式：=n師：這樣對嗎？錯(cuò)在哪兒？生甲：光不是從空氣進(jìn)入玻璃。師：對了。你們自己改正過來。學(xué)生列出正確計(jì)算式：，sinC=。代入n算得結(jié)果與實(shí)驗(yàn)根本相符。老師點(diǎn)明臨界角的計(jì)算公式：sinC=。2發(fā)生全反射的條件師：毫無疑問，入射角大于等于

6、臨界角是條件之一，還有其他條件嗎？生乙：光從玻璃進(jìn)入空氣。師：可以概括為生：光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)。師：很好，記住，是兩個(gè)條件，缺一不可。4全反射的應(yīng)用全反射棱鏡和光導(dǎo)纖維1學(xué)生閱讀課本有關(guān)內(nèi)容。2老師補(bǔ)充介紹有關(guān)光纖通信的現(xiàn)狀和前景。3演示課本光纖實(shí)驗(yàn)，不過改用前面實(shí)驗(yàn)中的激光束來做，效果很好。例1光在某種介質(zhì)中的傳播速度為1.5108 m/s，那么光從此介質(zhì)射向真空時(shí)發(fā)生全反射的臨界角是 A15B30C45D60解析：由n=可得該介質(zhì)的折射率n=2，再由sinC=得sinC=，故臨界角C=30。答案：B。例2. 某三棱鏡的橫截面是一直角三角形，如下圖，A=90，B=30，C=60，棱鏡材料的折射率為n，底面BC涂黑，入射光沿平行于底面BC面，經(jīng)AB面和AC面折射后出射。求1出射光線與入射光線延長線間的夾角；2為使上述入射光線能從AC面出射，折射率n的最大值為多少？解析：畫出光路圖如下圖。1因?yàn)槿肷涔馄叫杏贐C面，i=60由折射定律有，所以光折到AC面上時(shí)，由幾何關(guān)系可得：A+=902要使有光線從AC面射出，應(yīng)有sinr1：即，得。打破反思本節(jié)課先用帶有魔術(shù)色彩的實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)，然后讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)展全反射自主的探究活動，通過動手實(shí)驗(yàn)、交流成果等活動，培養(yǎng)學(xué)生自