全反射教學(xué)設(shè)計(jì)高二下學(xué)期物理人教版選修34

高二物理選修34第十三章光第二節(jié)全反射教學(xué)目標(biāo)：1.知道什么是光疏介質(zhì)，什么是光密介質(zhì).理解光的全反射。2.理解臨界角的概念，能判斷是否發(fā)生全反射，并能解決有關(guān)的問題。3.知道光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：光的全反射教學(xué)難點(diǎn)：臨界角判斷能否發(fā)生全反射教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課、板書課題回顧：光發(fā)生折射的條件，光路可逆導(dǎo)入：上節(jié)我們學(xué)習(xí)了光的反射與折射，3.如果由光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)一直增大入射角，會(huì)發(fā)生什么情況？二、出示目標(biāo)、明確任務(wù)1.熟記光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)的概念.理解光的全反射。2.理解臨界角的概念，能判斷是否發(fā)生全反射，并能解決有關(guān)的問題。清楚光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用。三、學(xué)生自學(xué)、獨(dú)立思考閱讀課本4852頁內(nèi)容，找到書中的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)、困惑點(diǎn)四、自學(xué)指導(dǎo)、緊扣教材1.閱讀課本4850頁全反射部分①通過閱讀前兩段，找到光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的定義，根據(jù)折射定律判斷角度關(guān)系。②閱讀思考與討論和實(shí)驗(yàn)，嘗試解決其中的問題③閱讀34段，找到全反射的定義和臨界角。發(fā)生全反射的條件④閱讀思考與討論和最后三段，找到光從介質(zhì)射入空氣中時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角和介質(zhì)折射率的關(guān)系式，判斷它們的大小關(guān)系，清楚知道一般物質(zhì)的臨界角。并舉例生活中的全反射現(xiàn)象。⑤閱讀例題，體會(huì)運(yùn)用C與n的關(guān)系式解決問題。2.閱讀課本5052頁全反射棱鏡部分和光導(dǎo)纖維部分①通過閱讀第一段，找到全反射棱鏡的特征。②通過閱讀2段，找到光導(dǎo)纖維的定義③通過閱讀3段，找到光導(dǎo)纖維導(dǎo)光的原理④通過閱讀4段，找到光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)⑤通過閱讀5。6.7.8段，找到光導(dǎo)纖維通信的特點(diǎn)五、自學(xué)展示、精講點(diǎn)撥1.①不同介質(zhì)的折射率不同，我們把折射率較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì)，折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)。光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)是相對(duì)的根據(jù)折射定律，光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)（例如由空氣射入水）時(shí)，折射角小于入射角；光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)（例如由水射入空氣）時(shí)，折射角大于入射角。②當(dāng)光從水斜射入空氣中，入射角繼續(xù)增大，大于臨界角時(shí)，便沒有折射，只有反射了。③當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到90°時(shí)，折射光完全消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象叫做全反射，這時(shí)的入射角叫做臨界角當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角等于或大于臨界角，就會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。④發(fā)生全反射的臨界角C與介質(zhì)的折射率n的關(guān)系°，各種玻璃的臨界角為32°～42°°。全反射是自然界里常見的現(xiàn)象。例如，水中或玻璃中的氣泡，看起來特別明亮，就是因?yàn)楣鈴乃虿Ａ湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故。⑤2.①棱鏡的截面為等腰直角三角形。當(dāng)光以圖甲或圖乙所示的方向射入玻璃時(shí)，由于光的方向與玻璃面垂直，光線不發(fā)生偏折。但在玻璃內(nèi)部，光射向玻璃與空氣的界面時(shí)，入射角大于臨界角，發(fā)生全反射。與平面鏡相比，它的反射率高，幾乎可達(dá)100%；由于反射面不必涂敷任何反光物質(zhì)，所以反射時(shí)失真小。②我們常常聽到的“光纖通信”，就是利用了全反射的原理。這里說的光纖，就是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱。③當(dāng)光在玻璃棒內(nèi)傳播時(shí)，如果從玻璃射向空氣的入射角大于臨界角，光會(huì)發(fā)生全反射，于是光在玻璃棒內(nèi)沿著鋸齒形路線傳播。這就是光導(dǎo)纖維導(dǎo)光的原理④它由內(nèi)芯和外套兩層組成。⑤優(yōu)點(diǎn)是容量大、有衰減小、抗干擾性強(qiáng)精講對(duì)全反射的理解：①全反射是光的折射的特殊現(xiàn)象，全反射現(xiàn)象還可以從能量變化角度加以理解．當(dāng)光線從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，在入射角逐漸增大的過程中，反射光的能量逐漸增強(qiáng)，折射光的能量逐漸減弱，當(dāng)入射角等于臨界角時(shí)，折射光的能量已經(jīng)減弱為零，發(fā)生了全反射．②發(fā)生全反射的條件：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；入射角大于或等于臨界角．③全反射遵循的規(guī)律：光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)發(fā)生全反射時(shí)，仍然遵守反射定律．有關(guān)計(jì)算仍依據(jù)反射定律進(jìn)行．應(yīng)用全反射解決實(shí)際問題的基本方法：（1）確定光是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)．（2）若光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，則根據(jù)確定臨界角，看是否發(fā)生全反射．（3）根據(jù)題設(shè)條件，畫出入射角等于臨界角的“臨界光路”．（4）運(yùn)用幾何關(guān)系、三角函數(shù)關(guān)系、反射定律等進(jìn)行判斷推理，運(yùn)算及變換進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或定量計(jì)算．應(yīng)用全反射解釋自然現(xiàn)象：（1）對(duì)“海市蜃樓”的解釋：由于光在空氣中的折射和全反射，會(huì)在空中出現(xiàn)“海市蜃樓”．在海面平靜的日子，站在海濱，有時(shí)可以看到遠(yuǎn)處的空中出現(xiàn)了高樓聳立、街道棋布、山巒重疊等景象．這種景象的出現(xiàn)是有原因的．當(dāng)大氣層比較平靜時(shí)，空氣的密度隨溫度的升高而減小，對(duì)光的折射率也隨之減小，海面上空的空氣溫度比空中低，空氣的折射率下層比上層大．我們可以粗略地把空中的大氣分成許多水平的空氣層，如圖所示，下層的折射率較大．遠(yuǎn)處的景物發(fā)出的光線射向空中時(shí)，不斷被折射，射向折射率較低的上一層的入射角越來越大，當(dāng)光線的入射角大到臨界角時(shí)，就會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象．光線就會(huì)從高空的空氣層中通過空氣的折射逐漸返回折射率較低的下一層．在地面附近的觀察者就可以觀察到由空中射來的光線形成的虛像．這就是海市蜃樓的景象．如圖所示．（2）對(duì)沙漠上、柏油路上的蜃景的解釋：在沙漠里也會(huì)看到蜃景，太陽照到沙地上，接近沙面的熱空氣層比上層空氣的密度小，折射率也?。畯倪h(yuǎn)處物體射向地面的光線，進(jìn)入折射率小的熱空氣層時(shí)被折射，入射角逐漸增大，也可能發(fā)生全反射．人們逆著反射光線看去，就會(huì)看到遠(yuǎn)處物體的倒景（如圖），仿佛是從水面反射出來的一樣．沙漠里的行人常被這種景象所迷惑，以為前方有水源而奔向前去，但總是可望而不可即．在炎熱夏天的柏油馬路上，有時(shí)也能看到上述現(xiàn)象．貼近熱路面附近的空氣層同熱沙面附近的空氣層一樣，比上層空氣的折射率?。畯倪h(yuǎn)處物體射向路面的光線，也可能發(fā)生