全反射

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高二 來源: 高中學習網
一、教材分析
《全反射》是高中物理選修3-4的必修內容,這一節(jié)是在學生學習了光的反射、光的折射之后編寫的,是反射和折射的交匯點。本節(jié)就從光的折射入手,探討了光發(fā)生全反射的條件,以及相關應用。全反射現(xiàn)象與人們的日常生活以及現(xiàn)代科學技術的發(fā)展緊密相關,所以,學習這部分知識有著重要的現(xiàn)實意義。
二、目標
1.知識目標:
(1)理解光密介質、光疏介質的概念及全反射現(xiàn)象;掌握臨界角的概念和全反射條件;了解全反射的應用。
(2)培養(yǎng)學生觀察、分析、解決問題的能力。
2.能力目標:
(1)用實驗的方法,通過討論、分析過程,用準確的語言歸納全反射現(xiàn)象;培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力。
(2)啟發(fā)學生積極思維,鍛煉學生的語言表達能力。
3.情感、態(tài)度和價值觀目標:
(1)培養(yǎng)學生學習物理的興趣,進行科學態(tài)度、科學方法教育。
(2)感悟物理學研究中理論與實踐的辨證關系。
三、重點難點
重點:臨界角的概念及全反射條件
難點:全反射現(xiàn)象的應用
四、學情分析
學生是教學過程中的主體,這個時期的學生學習了物理一、二冊的教材,已經逐步體會出教材的思想,但是大多數(shù)學生的抽象思維和空間想象能力還比較低,對物理現(xiàn)象和知識的理解、判斷、分析、和推理常常表現(xiàn)出一定的主觀性、片面性、和表面性,這就要求在教學過程中合理安排、指導和引導學生突出重點、突破難點,提高學生分析、歸納、及抽象思維能力。
五、教學方法
1、教學方法采用直觀、感性的實驗和視頻,將演示實驗與多媒體的模擬分析有機的結合起來。課堂上,盡可能多的留給學生參與教學的思維空間。恰當?shù)脑O疑,引導學生猜想,再通過演示和多媒體分析,最后得出結論。學生既實現(xiàn)了從感性知識到理性知識的飛躍,又體會到了“設疑----猜想----實驗----分析----結論”的研究方法
2、學案導學:見后面的學案
3、新授課教學基本環(huán)節(jié):預習檢查、總結疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結、當堂檢測→發(fā)導學案、布置預習
六、課前準備
1.學生的學習準備:結合學案預習本節(jié)內容。了解基本概念,初步認識全反射的實驗現(xiàn)象。
2.教師的教學準備:教具的準備,學案的準備
七、課時安排:1課時
八、教學過程
1、預習檢查
檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑,使教學具有了針對性。
2、創(chuàng)設實驗情景,導入課題
演示:將光亮鐵球出示給學生看,在陽光下很刺眼,將光亮鐵球夾在試管夾上,放在點燃蠟燭上熏黑,將試管夾和鐵球置于燭焰的內焰進行熏制,一定要全部熏黑,再讓學生觀察.然后將熏黑的鐵球浸沒在盛有清水的燒杯中,現(xiàn)象發(fā)生了,放在水中的鐵球變得比在陽光下更亮.好奇的學生誤認為是水泡掉了鐵球上黑色物,當老師把試管夾從水中取出時,發(fā)現(xiàn)熏黑的鐵球依然如故,再將其再放入水中時,出現(xiàn)的現(xiàn)象和前述一樣,學生大惑不解,讓學生帶著這個疑問開始學習新的知識??全反射現(xiàn)象
3、合作探究,精講點撥
(1)光密介質、光疏介質
任意兩種介質相比較,我們把折射率小的介質叫光疏介質,折射率大的介質叫光密介質。
舉例說明光密介質和光疏介質是相對的。
(2)全反射現(xiàn)象
演示實驗:激光束射向半玻璃磚,觀察反射、折射現(xiàn)象。
設疑:如果入射角變大,反射光線和折射光線可能怎么變化呢?
學生猜想:
①反射光,折射光全部消失。
②反射光消失,只有折射光線。
③折射光線消失,只有反射光線。
討論推理:第一種假設是不合理的,因為光傳播的是能量,若反射光線折射光線全部消失顯然違反能量守恒觀點。
第二種假設也不能成立,在學習反射定律時,知道,不論透明還是不透明物體都要反射一部分射到它表面的光,所以必定有反射光線存在。
第三種假設有可能存在。
實驗驗證:轉動光具盤,增大入射角,觀察反射光線和折射光線。
分析總結:隨著入射角逐漸增大,折射角也逐漸增大,但折射角總是大于入射角。同時還觀察到,折射光線越來越暗,越來越接近90o,當入射角增大到一定值時折射光線消失,只剩下入射光線、反射光線。繼續(xù)增大入射角時,仍然觀察不到折射光線。
師生互動:通過實驗我們觀察到第三種假設在一個特定的條件下是可能成立的,象這種只有反射光線而折射光線消失的現(xiàn)象是全反射現(xiàn)象。
(3)臨界角
實驗分析:要發(fā)生全反射現(xiàn)象對入射角大小有一定的要求,我們把折射角為90°時的入射角叫做臨界角。
學生推導:設光從某種折射率為n的介質設向空氣或真空時的入射角恰好是臨界角C,此時的折射角r=90°。由折射定律sinC/sinr=1/n,因為sin90°=1,則sinC=1/n。
(4)全反射條件
演示實驗:觀察光從空氣射向玻璃和光從玻璃射向空氣時能否發(fā)生全反射,發(fā)生全反射的條件。
分析歸納:光從光疏介質射向光密介質不會發(fā)生全反射,光從光密介質射向光疏介質時,當入射角大于或等于臨界角,會發(fā)生全反射。
得出結論:全反射的條件:光從光密介質射向光疏介質,入射角大于或等于臨界角。
師生互動:全反射現(xiàn)象是在特定條件下光的傳播在兩種介質界面上發(fā)生的特殊現(xiàn)象,在自然界中卻是常見的光學現(xiàn)象。例如玻璃中的氣泡看起來特別明亮,神秘的海市蜃樓都是由光的全反射現(xiàn)象產生的。物理學的研究給予我們解釋自然現(xiàn)象方法,同時也啟迪人們應用物理規(guī)律來改造自然,造福人類。醫(yī)學上被廣泛應用的光導纖維窺鏡就是用全反射原理制成的。
(5)光導纖維
播放醫(yī)生利用光導纖維檢測病人身體的視頻。(讓學生知道物理與生活聯(lián)系很緊密,提高學生學習的興趣)光導纖維是利用什么原理?
演示實驗:觀察光導纖維對光的作用,結合所觀看視頻。
學生介紹:學生通過課前查閱有關資料,介紹光導纖維。
多媒體:介紹光纖通訊,進行愛國主義教育。
4、反思總結,當堂檢測
教師組織學生反思本節(jié)課的內容,并總結學到的知識。利用學案進行當堂檢測,引導學生構建知識框架并反饋學習情況。
5、發(fā)導學案,布置預習
九、板書設計
全反射
一、光密介質:
光疏介質:
二、全反射
1、現(xiàn)象
2、臨界角
3、發(fā)生條件
三、光導纖維
十、教學反思

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