教科版高中物理选修3-4：《光的全反射》教案-新版
高三物理选修4光第2节全反射导学案设计
高三物理选修3-4第十三章光第2节全反射导学案【教学目标】1.知道光疏介质和光密介质，认识光的全反射现象。
2.知道全反射棱镜及其应用，初步了解光导纤维的工作原理，认识光纤技术对社会经济生活的重大影响。
【教学重点】全反射及发生全反射的条件【教学难点】全反射的应用【自主学习】一、全反射1.不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质称为__ ，折射率较大的介质称为_____ 。
光疏介质与光密介质是相对的，光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小。
2.光由光疏介质射入光密介质时，折射角入射角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角入射角。
3.演示实验：如图所示，让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在这个边与空气的界面上会发生反射和折射。
逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化。
4.当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射。
如果入射角逐渐增大，折射光离法线会越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。
当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做_________ ，这时的入射角叫做。
5.全反射的条件：当光从射入时，如果入射角临界角，就会发生全反射现象。
6.光从介质射入空气（真空）时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是___________ 。
7.介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。
水的临界角为48.8°,各种玻璃的临界角为32°〜42°, 金刚石的临界角为24.4°。
8.全反射是自然界里常见的现象。
例如，水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故。
例题：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，为什么？这个圆锥的顶角是多大？二、全反射棱镜如图所示，棱镜的截面为。
当光以图甲或图乙所示的方向射入玻璃时，由于光的方向与玻璃面垂直，光线不发生偏折。
高中物理选修3-4教学设计6： 13.2 全反射教案
【正课】
实验1：水中的全反射
观察激光在水中的全反射现象
1、让光线透过杯壁射入水中
2、用木杆作为接收屏，改变入射角度观察全反射现象
分组实验2：玻璃砖中的全反射
1、引导学生认识仪器
2、明确实验目的
3、讲解实验原理
4、总结实验过程
一、全反射
1、实验现象
2、全反射定义
当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光的光学现象
3、全反射条件
（1）光线从光密介质射入光疏介质
（2）入射角等于或大于某一角度
二、临界角
1、定义：折射角等于90度，折射光线刚
好消失时的入射角
2、计算公式：
1 sin C
n
再次明确全反射条件：
1、从光密到光疏
2、入射角等于或大于临界角
例题：完成光路图
总结反思
1、必须用刻度尺作图
2、现根据条件计算临界角
3、对可知的角度进行标注，并进行必要的
计算，以辅助作图
三、全反射的应用
1、全反射棱镜
（1）截面为等腰三角形
（2）光线垂直于一边入射
（3）在玻璃内部，光线由玻璃射向空气时均发生全反射，无光线出射
（4）优点：反射率高，失真小
介绍应用
2、光导纤维
（1）结构：内芯和外套：内芯折射率更大（2）原理：光线在玻璃内部发生全反射，只在玻璃棒内沿着锯齿形路线传播（3）应用：①医学领域应用
②光纤通信：容量大衰减小抗干扰性强
解释引课实验
【总结整节课内容】
【布置作业】。
物理：4.3《光的全反射》教案(教科版选修3-4)
［学生甲］入射角要大于某一个值.
［教师］对，我们把这“某一值”称为临界角，用字母C表示.
重复实验至折射角恰等于90°时停止转动玻璃砖.让前面的学生读出此时的入射角即临界角C约为42°左右.
［教师］后面的学生看不见读数，那我现在告诉你们这种玻璃的折射率n=1.5，请你们算出这种玻璃的临界角.（学生觉得无从下手）
3.会用全反射解释相关的现象.
4.会计算各种介质的临界角.
三、德育目标
1.体会本节实验中“让入射光正对半圆形玻璃砖中心从曲面入射”是在设计实验时设计者为突出主要矛盾而控制实验条件达到略去次要矛盾的高明做法.
2.通过对蜃景现象的学习再次明确一切迷信或神话只不过是在人们未能明了科学真相时才托付于自然力的一种做法.
［演示］学生将看到图19—34所示的情况（图中未画完所有的光路）.
［教师］看到了吧，这样我们将眼花缭乱看得头晕.体会到设计者构思的巧妙了吗？这种做法就叫控制实验条件.是为了突出所要研究的问题.这是实验研究中常用的一种方法.想想你们以前做的实验中有哪些是控制实验条件的？
［学生］验证牛顿第二定律实验让木板倾斜以平衡摩擦力.
●教学重点
全反射条件，临界角概念及应用.
●教学难点
临界角概念、临界条件时的光路图及解题.
●教学方法
本节课主要采用实验观察、猜想、印证、归纳的方法得出全反射现象的发生条件、临界角概念等，对阅读材料“蜃景”补充了录像资料或CAI课件，使其有更生动的感性认识.
●教学用具
光学演示仪（由激光发生器、带量角度的竖直面板、半圆形玻璃砖等组合）
［学生］验证a~F关系时让m不变.
［教师］你们体会的很好.希望你们能学以致用.
2.［投影］在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮杯侧.从水面上观察水中的试管.在试管内装上水，再观察记录你看到的现象，并作出解释（图19—35）.
2024年高中物理全反射优质教案
2024年高中物理全反射优质教案高中物理全反射优质教案 1一、教材分析《全反射》是高中物理选修3—4的必修内容，这一节是在学生学习了光的反射、光的折射之后编写的，是反射和折射的交汇点。
本节就从光的折射入手，探讨了光发生全反射的条件，以及相关应用。
全反射现象与人们的日常生活以及现代科学技术的发展紧密相关，所以，学习这部分知识有着重要的现实意义。
二、教学目标1、知识目标：（1）理解光密介质、光疏介质的概念及全反射现象；掌握临界角的概念和全反射条件；了解全反射的应用。
（2）培养学生观察、分析、解决问题的能力。
2、能力目标：（1）用实验的方法，通过讨论、分析过程，用准确的语言归纳全反射现象；培养学生创新精神和实践能力。
（2）启发学生积极思维，锻炼学生的语言表达能力。
3、情感、态度和价值观目标：（1）培养学生学习物理的兴趣，进行科学态度、科学方法教育。
（2）感悟物理学研究中理论与实践的辨证关系。
三、教学重点难点重点：临界角的概念及全反射条件难点：全反射现象的应用四、学情分析学生是教学过程中的主体，这个时期的学生学习了物理一、二册的教材，已经逐步体会出教材的思想，但是大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观性、片面性、和表面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。
五、教学方法1、教学方法采用直观、感性的'实验和视频，将演示实验与多媒体的模拟分析有机的结合起来。
课堂上，尽可能多的留给学生参与教学的思维空间。
恰当的设疑，引导学生猜想，再通过演示和多媒体分析，最后得出结论。
学生既实现了从感性知识到理性知识的飞跃，又体会到了“设疑————猜想————实验————分析————结论”的研究方法2、学案导学：见后面的学案3、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1、学生的学习准备：结合学案预习本节内容。
2024-2025学年高中物理第十三章光7全反射教案3新人教版选修3-4
（2）讲授基本概念：采用PPT展示光的全反射的基本概念和条件，引导学生关注重点知识。
（3）实验观察：安排学生进行实验，观察光在介质界面上的反射和折射现象，让学生直观地了解全反射过程。
（4）小组讨论：让学生分组讨论光的全反射条件在实验中的体现，以及光在光纤中的传输原理。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解光的全反射的多样性或复杂性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用光的全反射解决实际问题。
4.学生小组讨论（10分钟）
目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。
过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与光的全反射相关的主题进行深入讨论。
教学反思与总结
在教学光的全反射这一节内容时，我采用了讲授法、实验法、讨论法和案例研究法相结合的教学方法。通过开场提问、图片和视频展示、PPT讲解、实验观察、小组讨论和案例分析等教学活动，引导学生积极参与，激发学生的学习兴趣和主动性。
在教学过程中，我发现学生在理解光的全反射条件和光纤通信原理方面存在一定的困难。为了突破这一难点，我采用了实验观察和案例分析的方法，帮助学生直观地理解光的全反射现象，并通过实际应用案例，使学生了解光的全反射在现代科技领域的重要作用。同时，在小组讨论环节，鼓励学生相互交流、分享观点，共同解决难点问题。
板书设计
1.光的全反射概念
-光从光密介质进入光疏介质
-入射角大于临界角
-光线全部反射回原介质内
2.临界角
-入射光线与界面法线之间的夹角
-入射角等于临界角时，折射光线消失
3.全反射条件
-入射角大于临界角
-光线从光密介质进入光疏介质
教科版高中物理选修3-4.4.3 光的全反射(导学案)
第四章光的折射第三节光的全反射导学案【学习目标】1.准确理解临界角的概念和发生全反射的条件，提高分析光的全反射现象的能力2.自主学习，合作探究，学会用画光路的方法分析全反射现象3.激情投入，认识光纤技术对社会经济生活的重大影响【学习目标解读】1.重点：掌握临界角的概念和发生全反射的条件2.难点：全反射的应用，对全反射现象的解释．【课前预习案】【使用说明】1.同学们要先通读教材，通过观察演示实验，理解光的全反射现象；知道什么是光疏介质，什么是光密介质；会定性画出光疏介质进入光密介质或从光密介质进入光疏介质时的光路图. 概括出发生全反射的条件，理解临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题。
2.勾划课本并写上提示语、标注序号；3.完成学案，熟记基础知识，用红笔标注疑问。
（一）教材助读1、请画出一束光从空气射入水中时的光路图，并比较它们的入射角和折射角的大小关系2、根据光路的可逆性原理，若一束光逆着光折射的方向从水中射向空气，其光路图又如何？3、逐渐增大光在水中的入射角，根据光的折射定律可知，光进入空气的折射角该如何变化？（二）预习自测1.光从介质a射入介质b，如果要在ab介质的界面上发生全反射，那么必须满足的条件是（）A.a是光疏介质，b是光密介质 B 光在介质中a的速度必须大于光在介质中b的速度C光的入射角必须大于或等入临界角D必须是单射光2.光线从某介质射入空气中,当入射角为300时,其折射角为450,则这种介空气的临界界角是: ( )A.600B.450C.900D.3003.某介质的折射率为2，一束光从介质射向空气，入射角为60°，如图所示的哪个光路图是正确的（）4.(2009年10月6日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授英国华裔科学家（高锟以及美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯．高锟在"有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面"取得了突破性的成就．若光导纤维是由内芯和包层组成下列说法正确的是( )A．内芯和包层折射率相同，折射率都大B．内芯和包层折射率相同，折射率都小C．内芯和包层折射率不同，包层折射率较大D．内芯和包层折射率不同，包层折射率较小＊＊5.如图示，一束平行光从真空中射向一块半圆形的折射率为1.5的玻璃砖，下列判断中正确的是（）A.在圆心的两侧R范围内的光线不能通过玻璃砖B.只有在圆心的两侧2/3R范围内的光线能通过玻璃砖C.通过圆心的光线将沿直线穿出不发生偏折D.圆心两侧2/3R范围外的光线将在曲面发生全反射【问题反馈】：请将你在预习本节中遇到的问题写在下面。
高二物理(人教版教科版通用)《选修3-4 光的全反射 》【教案匹配版】最新国家中小学课程
2 2
πℎ
A.
2 − 2
✔
2 2
πℎ
B.
2
C.
πℎ2
2 − 2
D. πℎ2 ( 2 − 2 )
2
例题分析
【例】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，为什么？这个圆锥的顶角是多大？
1
∵sinC=
且n=1.33
∴C=48.8º
n金刚石=2.42
思考：玻璃到底是光密介质还是光疏介质呢？
2. 光密介质与光疏介质是相对的。
3. 由于真空的折射率为1，因此，任何物质相
对真空来说都是光密介质。
4. 光密介质与光疏介质的比较
空气
折射率
光的传播速度
玻璃
大
小
小
大
光密介质
光疏介质
金刚石
玻璃
思考：如果光从光密介质射向光疏介质，不
断增加入射角，可能会发生什么现象呢？
则有顶角θ=2C=97.6º
例题分析
【例】如图所示，水面上漂浮着一个直径
为d 的圆形薄木板，在木板的圆心O处垂
直木板插上一根细长的针，当针的长度为
h时，从水面上刚好看不到针，则水的折
射率为：
2 + ℎ2
A.
B.
2 + 4ℎ2
2 2 + 4ℎ2
2 + 2ℎ2
C.
D.ຫໍສະໝຸດ d/2hC
如果调解细针的长度，使细针最
会发生什么现象？
反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面内
，反射光线与入射光线分别位于法线两侧；反射角等
高中物理《光的全反射》教案
高中物理《光的全反射》教案一、教学目标：1. 理解全反射的概念及原理；2. 掌握全反射的条件和计算方法；3. 了解全反射在光学设计中的应用。
二、教学准备：实验器材：光路板、信号发生器、导线、示波器、三棱镜、简易自制全反射实验装置等。
教学资料：PPT、教学视频、实验指导书。
三、教学流程：1. 引入新课引入光的全反射主要从以下三个方面进行：（1）现象说明：给学生一个悬挂在空中，一根直的铁丝，利用一盏灯，灯光经过一定角度照在铁丝上，当改变灯的角度时，发现铁丝上呈现的光线长度不同，此时我们可以问学生是什么原因导致铁丝上呈现不同的光线长度。
（2）实验说明：利用三棱镜，将一束光线在三棱镜内多次反射，最后出射时发现光线完全没有折射，这是为什么呢？并告诉学生这就是光的全反射现象。
（3）激发学生思考：为什么光在反射时可能出现全反射？全反射的发生有哪些条件？2. 理论知识（1）全反射的定义：当光线从光疏介质入射到光密介质中，入射角大于一定的角度时，光线完全反射于介质表面，这种现象称为全反射。
（2）全反射的条件：折射角大于90度，即入射角大于临界角。
（3）全反射的计算公式：sin φc=n2/n1，其中，n1为光疏介质的折射率，n2为光密介质的折射率，φc为全反射的临界角。
3. 实验演示（1）通过展示实验表明全反射现象，可利用三棱镜或简易自制全反射实验装置进行演示。
（2）通过实验，让学生运用全反射的条件和计算公式计算临界角。
4. 应用实际（1）介绍全反射在光学设计中的应用，如光纤通信和显示器结构等。
（2）让学生思考并讲解较深刻的例子来加深对全反射的理解，如梅欧森棱镜、菲涅尔双透镜等。
五、教学反馈在学生结束这节课时，可以组织一些小测验，了解学生对这节课的掌握程度以及对后续知识的学习意愿。
同时还可以为下一节课打下良好的基础，比如可以利用相关实验来加深学生对光的全反射的印象。
3.光的全反射-教科版选修3-4教案
3. 光的全反射-教科版选修3-4教案
一、教学目标
1.了解光的全反射的现象和条件；
2.掌握计算实际介质与光在两种介质分界面上全反射的临界角；
3.理解全反射的应用：光纤通信原理。
二、教学内容及步骤
1. 全反射现象
1.讲解光在密度不同、速度不同的介质中传播的过程；
2.演示全反射的现象，让学生感受全反射的美妙；
3.提问：为什么光会出现全反射的现象？学生在小组讨论并回答。
2. 全反射条件
1.讲解全反射的条件：当光由密度较大的介质入射到密度较小的介质中时，当入射角大于临界角时就会出现全反射；
2.计算实际介质与光在两种介质分界面上全反射的临界角。
3. 全反射的应用
1.讲解光纤通信的原理；
2.提醒学生切勿把光纤弯曲或弄断，以免折射至达不到全反射的条件，造成信号传输的不良影响。
三、教学重点和难点
1.教学重点：掌握实际介质与光在两种介质分界面上全反射的临界角；
2.教学难点：理解全反射的应用。
四、教学方法
1.讲解法：通过理论知识的讲解，使学生掌握光的全反射的现象和计算方法；
2.演示法：通过实验演示，让学生感受全反射的美妙；
3.讨论法：提问和小组讨论，促进学生思维的交流。
五、教学评价
1.通过考核作业，检测学生对光的全反射的理解程度；
2.收集学生的互动、讨论和提问情况，评估教学效果；
3.教师对课堂上表现优秀的学生及时给予肯定和激励，保持学生学习兴趣。
高中物理选修三全反射教案
高中物理选修三全反射教案在物理学的浩瀚知识海洋中，光的反射和折射现象无疑是最吸引人的章节之一。
特别是当光线遇到不同介质时，所展现出的全反射现象，不仅令我们着迷，更是现代光纤通信技术的理论基础。
今天，我们将一同探究这一迷人现象，并通过一份精心设计的高中物理选修三全反射教案，帮助学生建立清晰、系统的知识框架。
首先，我们需要明确什么是全反射。
当光从光密介质射向光疏介质时，在一定条件下，光线不会进入第二个介质而是完全反射回原来的介质。
这种现象称为全反射。
为了更有效地传授这一概念，教案将采用以下结构：一、引入新知通过日常生活中的例子，如水中的鱼看起来比实际位置更高，引入光的折射现象。
随后，提出问题：如果光线从水射向空气，情况又会如何？引导学生思考并自然过渡到全反射的概念。
二、知识讲解详细解释全反射的条件，即入射角大于临界角时发生的反射现象。
结合数学推导，展示临界角与两种介质折射率的关系，并通过实例计算加深理解。
三、实验操作设计实验让学生亲自观察全反射现象。
利用半圆形玻璃和激光笔，演示光从玻璃到空气的全反射，以及当改变入射角度时光线的路径变化。
四、深化理解讨论全反射的应用，例如光纤是如何利用全反射原理来传输信息的。
同时，探讨全反射对深海潜水员视觉的影响，以及在天文望远镜设计中的应用等。
五、课堂互动通过提问和小测验来巩固知识点，确保每位学生都能正确理解和应用全反射的概念。
六、总结回顾回顾全反射的定义、条件和应用，强调其在现代科技中的重要性，鼓励学生在生活中发现更多相关的例证。
通过这样的教案设计，学生不仅能掌握全反射的理论知识，还能通过实验和讨论深化理解，培养科学探索的兴趣和能力。
教师的角色是引导者和启发者，通过恰当的问题激发学生的好奇心，让他们在探索中找到答案，体验到学习的乐趣。
在教学过程中，重要的是保持公正客观的教学态度，尊重每个学生的学习节奏和风格。
适时给予鼓励和肯定，帮助他们建立自信，克服学习中的困难。
高中物理第四章光的折射第3节光的全反射教学案教科版选修3-4(new)
（1）对光路的影响：
根据折射定律，光由光疏介质射入光密介质(例如由空气射入水)时，折射角小于入射角;光由光密介质射入光疏介质（例如由水射入空气)时,折射角大于入射角。
（2）光疏介质和光密介质的比较：
光的传播速度
折射率
解析：选A 要使光信号在内芯与外层的界面上发生全反射，必须让内芯折射率n1大于外层折射率n2，同时入射角须大于某一值,故α应小于某一值，故A正确.
4．如图4－3－10，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A
为直角。一细束光线沿此截面所在平面且平行于BC边的方向射到AB边上的M点，M、A间距为l。光进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射.试求：
3．光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的。如图4－3－9所示，一光导纤维内芯折射率为n1，外层折射率为n2，一束光信号与界面夹角α由内芯射向外层，要在界面发生全反射，必须满足的条件是( ）
图4－3－9
A．n1＞n2,α小于某一值B．n1＜n2，α大于某一值
C．n1＞n2,α大于某一值D．n1＜n2,α小于某一值
B．以相同的入射角从空气斜射入水中,b光的折射角大
C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能
D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大
解析：选ACDb光发生了全反射，说明b光临界角较小，折射率较大，所以在同种均匀介质中传播,a光的传播速度较大，选项A正确；以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小，选项B错误；由于b光折射率较大，频率较高，若a光照射某金属表面能发生光电效应,b光也一定能,选项C正确；a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置，由于a光的波长较长，a光的相邻亮条纹间距大,选项D正确.
高中物理第十三章2全反射教案新选修3-4
全反射的应用，对全反射现象的解释．光导纤维、自行车的尾灯是利用了全反射现象制成的；海市蜃楼、沙漠里的蜃景也是由于全反射的原因而呈现的自然现象．
教学方法
引导探究
教学手段
实验与计算机相结合
教学用具
1．全反射现象演示仪，接线板，烟雾发生器，火柴，产生烟雾的烟雾源，半圆柱透明玻璃(半圆柱透镜)，弯曲的细玻璃棒(或光导纤维)．
(2)临界角C．折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用符号C表示．光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临界角C就是折射角等于90°时的入射角，根据折射定律可得：
(3)发生全反射的条件．
①光从光密介质进入光疏介质；
②入射角等于或大于临界角．
3．对全反射现象的解释．
(1)引入新课的演示实验Ⅰ．被蜡烛熏黑的光亮铁球外表面附着一层未燃烧完全的碳蜡混和物，对水来说是不浸润的，当该球从空气进入水中时，在其外表面上会形成一层很薄的空气膜，当有光线透过水照射到水和空气界面上时，会发生全反射现象，而正对小球看过去会出现一些较暗的区域，这是入射角小于临界角的区域，明白了这个道理再来看这个实验，学生会有另一番感受．
从细玻璃棒一端射进棒内的光线，在棒的内壁多次发生全反射，沿着锯齿形路线由棒的另一端传了出来，玻璃棒就像一个能传光的管子一样．
实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几μm到100μm左右，而且是由内心和外套两层组成的，光线在内心外套的界面上发生全反射，如果把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，这样的纤维就可以传递图像．
既然光线由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到90°，如果入射角再增大，会出现什么情况呢？
演示Ⅱ将半圆柱透镜的半圆一侧靠近激光光源一侧，使直平面垂直光源与半圆柱透镜中心的连线，点燃烟雾发生器中的烟雾源置于激光演示仪中，将接线板接通电源，打开激光器的开关．一束激光垂直于半圆柱透镜的直平面入射，让学生观察．我们研究光从半圆柱透镜射出的光线的偏折情况，此时入射角0°，折射角亦为零度，即沿直线透出，当入射角增大一些时，此时，会有微弱的反射光线和较强的折射光线，同时可观察出反射角等于入射角，折射角大于入射角，随着入射角的逐渐增大，反射光线就越来越强，而折射光线越来越弱，当入射角增大到某一角度，使折射角达到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．
最新教科版物理选修3-4学案：第4章 第3讲 光的全反射 Word版含解析
第3讲 光的全反射[目标定位] 1.知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念.2.理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象.3.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．一、全反射现象 1．光密介质和光疏介质(1)对于两种介质来说，光在其中传播的速度较小的介质，即折射率较大的介质叫光密介质；光在其中传播的速度较大的介质，即折射率较小的介质叫光疏介质．(2)光疏介质和光密介质是相对的．2．全反射：光从光密介质射到光疏介质的界面时，全部被反射回原介质的现象． 二、全反射条件 1．全反射的条件(1)光需从光密介质射至光疏介质的界面上． (2)入射角必须等于或大于临界角． 2．临界角(1)定义：光从某种介质射向真空或空气时使折射角变为90°时的入射角，称作这种介质的临界角．(2)临界角C 与折射率n 的关系：sin C ＝1n.想一想 当光从水中射入玻璃的交界面时，只要入射角足够大就会发生全反射，这种说法正确吗？为什么？答案 不正确．要发生全反射必须光从光密介质射入光疏介质．而水相对玻璃是光疏介质，所以不管入射角多大都不可能发生全反射．三、全反射的应用——光导纤维1．光纤的工作原理：由于有机玻璃的折射率大于空气的折射率，当光从有机玻璃棒的一端射入时，可以沿着有机玻璃棒的表面发生多次全反射，从另一端射出．2．光导纤维的构造：由两种折射率不同的玻璃制成，分内、外两层，内层玻璃的折射率比外层玻璃的折射率大．当光从一端进入光纤时，将会在两层玻璃的界面上发生全反射．3．光纤通讯的优点是容量大，衰减小，抗干扰能力强、传播速率高.一、对全反射的理解1．对光疏介质和光密介质的理解(1)光疏介质和光密介质是相对而言的，并没有绝对的意义．(2)光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中传播速度小．(3)光若从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角．(4)光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不是它的密度大小．2．全反射(1)临界角：折射角为90°时的入射角称为全反射的临界角，用C表示，sin C＝1n .(2)全反射的条件：①光由光密介质射向光疏介质；②入射角大于或等于临界角．(3)全反射遵循的规律：发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律，由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用．例1关于全反射，下列叙述中正确的是( )A．发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱B．光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象C．光从光密介质射向光疏介质时，可能不发生全反射现象D．光从光疏介质射向光密介质时，可能发生全反射现象解析发生全反射时折射光线的能量为零，折射光线消失，所以选项A错误；发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角，二者缺一不可，所以选项B、D错误，选项C正确．答案 C针对训练已知水、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，可能发生全反射的是( )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．从水射入水晶解析根据发生全反射的条件，必须满足从光密介质射向光疏介质，故选项C正确．答案 C二、光导纤维1．原理：内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射．2．优点：容量大、衰减小、抗干扰能力强、传播速率高等． 3．应用：光纤通信；医学上的内窥镜．例2 光导纤维的结构如图1所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播，以下关于光导纤维的说法正确的是( )图1A ．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D ．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用解析 光导纤维的内芯折射率大于外套的折射率，光在由内芯射向外套时，在其界面处发生全反射，从而使光在内芯中传播，A 对．答案 A三、全反射的定量计算应用全反射解决实际问题的基本方法：(1)确定光是由光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质．(2)若光由光密介质进入光疏介质时，根据sin C ＝1n确定临界角，看是否发生全反射．(3)根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”．(4)运用几何关系(如三角函数、反射定律等)进行判断推理、运算及变换．例3 如图2所示为一圆柱中空玻璃管，管内径为R 1，外径为R 2，R 2＝2R 1.一束光线在圆柱横截面内射向玻璃管，为保证在内壁处光不会进入中空部分，问入射角i 应满足什么条件？图2解析 光路图如图，设第一次折射的折射角为r ，全反射临界角为C ，折射率为n ，由折射定律有n ＝sin i sin r ，sin C ＝1n ；在图的三角形中，由数学知识可得：sin (180°－C )R 2＝sin r R 1.综上解得：i ＝30°，所以为保证在内壁处光不会进入中空部分，入射角i 应满足i ≥30°.答案 i ≥30°对全反射的理解1．(多选)光在某种介质中的传播速度是1.5×108m/s ，光从该介质射向空气时( ) A ．介质的临界角是30°B ．大于或等于30°的所有角都是临界角C ．入射角大于或等于30°时都能发生全反射D ．临界角可能是60°解析 由n ＝c v ＝3×1081.5×108＝2，sin C ＝1n知临界角C ＝30°，所以A 、C 正确． 答案 AC全反射的应用及定量计算2.空气中两条光线a 和b 从虚线方框左侧入射，分别从虚线方框下方和上方射出，其框外光线如图3所示．虚线方框内有两个折射率n ＝1.5的玻璃全反射棱镜，下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图．其中能产生图3 效果的是( )图3解析 四个选项产生光路效果如图：由图可知B 项正确． 答案 B3．如图4所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形．有一半径为r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为( )图4A ．rB ．1.5rC ．2rD ．2.5r解析 画出一条光线传播的光路图，如图所示．根据几何关系可知，故选项C 正确．答案 C4．一厚度为h 的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r 的圆形发光面．在玻璃板上表面放置一半径为R 的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率．解析 如图所示，考虑从圆形发光面边缘的A 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A ′点折射，根据折射定律有n ＝sin r sin i式中，n 是玻璃的折射率，i 是入射角，r 是折射角．现假设A ′恰好在纸片边缘．由题意，在A ′点刚好发生全反射，故r ＝π2设AA ′线段在玻璃上表面的投影长为L ，由几何关系有sin i ＝L L 2＋h 2由题意，纸片的半径应为R ＝L ＋r 联立以上各式得n ＝1＋⎝⎛⎭⎪⎫h R －r 2答案1＋⎝⎛⎭⎪⎫h R －r 2题组一 光疏介质和光密介质 1．(多选)下列说法正确的是( )A ．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B ．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C ．同一束光，在光密介质中的传播速度较大D ．同一束光，在光密介质中的传播速度较小解析 因为水的折射率为1.33，酒精的折射率为1.36，所以水对酒精来说是光疏介质；由v ＝c n可知，光在光密介质中的速度较小．答案 BD2．(多选)一束光从介质1进入介质2，如图1所示，下列对于1、2两种介质的光学属性判断正确的是( )图1A ．介质1是光疏介质B ．介质1的折射率大C ．光在介质1中传播速度大D ．光在介质2中传播速度大解析 光线从介质1射入介质2，从光路图可以看出入射角为：i ＝90°－60°＝30°，折射角为：r ＝90°－15°＝75°，入射角小于折射角，说明介质1是光密介质，折射率大，选项B 正确，A 错误；由n ＝cv可知光在介质2中的传播速度大，选项C 错误，D 正确．答案BD3．(多选)当光从光密介质射向光疏介质时( )A．反射光线的强度随入射角的增大而减小B．折射光线的强度随入射角的增大而减小C．当入射角等于临界角时，折射光线的强度等于零D．当入射角等于零时，反射光线的强度等于零解析反射光的能量随入射角增大而增大，折射光的能量随入射角的增大而减小，当入射角等于临界角时，从光密介质射向光疏介质中的光线恰好发生全反射，故折射光线的强度等于零．答案BC题组二全反射现象及应用4．关于光纤的说法，正确的是( )A．光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大B．光纤是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小C．光纤是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的D．在实际应用中，光纤必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能传导光的解析光导纤维的作用是传导光，它是直径为几微米到一百微米之间的特制玻璃丝，且由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大．载有声音、图像及各种数字信号的激光传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射，光纤具有容量大、衰减小、抗干扰能力强、传播速率高等特点．在实际应用中，光纤是可以弯曲的．所以，正确选项是C．答案 C5．(多选)以下哪些现象是由于光的全反射形成的( )A．在岸上能看见水中的鱼B．夜晚，湖面上映出了岸上的彩灯C．夏天，海面上出现的海市蜃楼D．用光导纤维传输光信号答案CD6．下列选项为光线由空气进入全反射玻璃棱镜再由棱镜射入空气的光路图．可以发生的是( )解析 光垂直等腰直角三角形的某直角边射入玻璃棱镜时，在斜边发生全反射，故A 正确．答案 A7．光从介质1通过两种介质的交界面进入介质2的光路如图2所示．下列论述：①光在介质1中的传播速度较大；②光在介质2中的传播速度较大；③光从介质1射向两种介质的交界面时，可能发生全反射现象；④光从介质2射向两种介质的交界面时，可能发生全反射现象．其中正确的是( )图2A ．只有①③正确B ．只有①④正确C ．只有②③正确D ．只有②④正确解析 由图可知，介质1的折射率小于介质2的折射率．由n ＝cv可知，折射率越大，光在其中的传播速度越小，①正确，②错误；由全反射的条件可知，③错误，④正确．答案 B8．如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O 时，下列情况不可能．．．发生的是( )解析 当光由空气射向玻璃的界面时，折射角小于入射角，选项A 错误，B 正确；当光由玻璃射向空气的界面时，折射角大于入射角；若入射角大于等于临界角，则发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，选项C 、D 都有可能．答案 A9．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图3所示．下列说法中正确的是( )图3A ．此介质的折射率等于1.5B ．此介质的折射率等于 2C ．入射角小于45°时可能发生全反射现象D ．入射角小于30°时可能发生全反射现象解析 由折射定律n ＝sin i sin r ，得介质的折射率n ＝sin 45°sin 30°＝2，选项A 错误，B 正确；因为光从空气射向介质，无论入射角满足什么条件都不能发生全反射现象，选项C 、D 错误．答案 B10.(多选)如图4所示，ABCD 是两面平行的透明玻璃砖，AB 面和CD 面是玻璃和空气的界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ.光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则( )图4A ．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B ．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C ．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D ．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象解析 在界面Ⅰ光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不能发生全反射现象，则选项C 正确，A 错误；在界面Ⅱ光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ进入玻璃后再到达界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，入射角总是小于临界角，因此也不会发生全反射现象，选项D 也正确，B 错误．答案 CD 题组三 综合应用11.(多选)如图5所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到F 点，已知入射方向与边AB 的夹角为θ＝30°，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则( )图5A ．该棱镜的折射率为 3B ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变小D ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行解析 在E 点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，折射率为3，A 正确；由光路的可逆性可知，在BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B 错误；由公式λ介＝λ空气n，可知C 正确；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E 点的光束平行，故D 错误．答案 AC12．如图6所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧状，一细束单色光由MN 端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF 上发生全反射，然后垂直PQ 端面射出．图6(1)求该玻璃棒的折射率；(2)若将入射光向N 端平移，当第一次射到弧面EF 上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．解析 (1)因为一细束单色光由MN 端面中点垂直射入，所以到达弧面EF 界面时入射角为45°，又因为恰好发生全反射，所以45°为临界角C ，由sin C ＝1n可知，该玻璃棒的折射率n ＝1sin C＝ 2.(2)如图所示，若将入射光向N 端平移，第一次射到弧面EF 上的入射角将增大，即大于临界角45°，所以能发生全反射.答案 (1) 2 (2)能13．图7为单反照相机取景器的示意图，ABCDE 为五棱镜的一个截面，AB ⊥BC ．光线垂直AB 射入，分别在CD 和EA 上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC 射出．若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)图7解析 根据光路图可知4α＝90°则入射角α＝22.5°，即临界角C ≤α 由sin C ＝1n ，得折射率最小值n ＝1sin 22.5°答案1sin 22.5°14.一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，如图8所示为过轴线的截面图，调整入射角α，光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为43，求sinα的值．图8解析 当光线在水面发生全反射时有sin C ＝1n，当光线从左侧射入玻璃杯时，由折射定律有n ＝sin αsin ⎝⎛⎭⎫π2－C ，联立以上两式并代入数据可得sin α＝73. 答案7315．如图9所示是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，相机的镜头竖直向上．照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r ＝11 cm 的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度l ＝10 cm.若已知水的折射率为n ＝43，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h .(结果保留两位有效数字)图9解析 设照片圆形区域的实际半径为R ，运动员手到脚的实际长度为L ，由全反射公式得sin α＝1n，几何关系sin α＝R R 2＋h2，R r ＝L l得h ＝n 2－1·Llr ，取L ＝2.2 m ， 解得h ＝2.1 m. 答案 2.1 m16.如图10所示，一玻璃球体的半径为R ，O 为球心，AB 为直径．来自B 点的光线BM 在M 点射出，出射光线平行于AB ，另一光线BN 恰好在N 点发生全反射．已知∠ABM ＝30°，求：图10(1)玻璃的折射率； (2)球心O 到BN 的距离．解析 (1)设光线BM 在M 点的入射角为i ，折射角为r ，由几何知识可知，i ＝30°，r ＝60°，根据折射定律得n ＝sin rsin i①代入数据得n ＝3②(2)光线BN 恰好在N 点发生全反射，则∠BNO 为临界角C sin C ＝1n③设球心到BN 的距离为d ，由几何知识可知d ＝R sin C ④ 联立②③④式得d ＝33R 答案 (1) 3 (2)33R。
高中物理光的全反射教案
高中物理光的全反射教案教学目标：1. 了解全反射的定义和条件；2. 了解全反射在实际生活中的应用；3. 掌握全反射的计算方法。
教学重点：1. 全反射的概念和条件；2. 全反射在光纤通信中的应用；3. 计算全反射的临界角。
教学步骤：一、导入（5分钟）教师通过展示一个全反射的实验视频或图片引入全反射的概念，激发学生的兴趣。
二、讲解全反射的定义和条件（10分钟）1. 定义：当光线从光密介质射入光疏介质时，入射角大于临界角时，光线完全被反射在光密介质内部，不再折射出来，这种现象称为全反射。
2. 条件：光线从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角。
三、讲解全反射的应用（10分钟）1. 光纤通信：光纤内部采用全反射的原理，可以传输光信号，实现远距离的通信。
2. 医学成像：通过光纤和内窥镜等设备，可以在医学影像学中实现内部器官的成像。
四、实例分析（10分钟）通过实例分析光线从玻璃到空气的全反射现象，引导学生理解全反射的条件和计算方法。
五、练习和讨论（10分钟）1. 要求学生计算光线从光密介质射入空气的临界角；2. 让学生讨论并分享全反射在生活中的其他应用。
六、总结（5分钟）对全反射的定义、条件和应用进行总结，并强调全反射在光学领域的重要性。
七、作业布置（5分钟）布置作业：查阅资料，了解全反射在其他领域的应用，并写一份心得体会。
教学反思：在教学过程中，可以通过实例分析和讨论，帮助学生更好地理解全反射的概念和应用，激发他们的学习兴趣和思考能力。
同时，教师还可以根据学生的学习情况灵活调整教学内容，以确保教学效果的达成。
高中物理光的全反射教案
高中物理光的全反射教案全反射是光线从光疏介质射入光密介质时，入射角大于临界角时，光线将完全被反射回原介质，不再折射出去的现象。
在本教案中，我们将深入探讨全反射的原理、条件和应用，并提供一些相关实验来帮助学生更好地理解这一概念。
1. 全反射的原理在光传播的过程中，当光从光密介质射入光疏介质时，从光密介质射入光疏介质的入射角越大，光线将越容易被折射，直到达到一定的入射角。
当入射角等于临界角时，光线将完全沿着界面表面发生反射，不再折射出去。
2. 全反射的条件光线发生全反射的条件是入射角大于临界角。
临界角的大小取决于两种介质的折射率。
当入射角小于临界角时，部分光线将根据折射定律发生折射；当入射角等于临界角时，光线将全部发生全反射。
3. 全反射的应用全反射广泛应用在光纤通信、光导纤维、显微镜和望远镜等领域。
通过在两种不同折射率的介质之间建立界面，可以实现光线的传输和集中。
光纤通信就是利用全反射的原理，将信号通过光纤的反射传输。
4. 实验一：光的全反射实验目的：通过实验观察光的全反射现象，了解全反射的条件和特点。
实验材料：玻璃块、直尺、激光笔。
实验步骤：a) 将玻璃块平放在桌面上；b) 在光疏介质（空气）一侧的玻璃块表面射入激光笔，调整角度使光线射入光密介质（玻璃块）；c) 观察光线在玻璃块内部发生全反射的现象。
实验结果和讨论：通过实验观察到，光线在光密介质（玻璃块）内部发生全反射现象。
当光线从光密介质射入光疏介质（空气）时，当入射角大于临界角时，光线将全部发生全反射，并留在光密介质内部。
5. 实验二：光纤通信实验实验目的：通过实验探究光在光纤中的传输特性，理解光纤通信原理。
实验材料：光纤、光源、接收器、光功率计。
实验步骤：a) 将光纤连接到光源和接收器之间；b) 调整光源的强度，使光线射入光纤的一端；c) 利用光功率计测量光纤输出端的光功率。
实验结果和讨论：通过实验观察到，光线从光源通过光纤传输到输出端时，光纤内部发生了全反射。
2024-2025学年高中物理第十三章光7全反射教案3新人教版选修3-4
5.辅助材料：教材、教案、PPT课件、练习题、实验报告模板等，为学生提供丰富的学习资料和实践机会。
教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解全反射的概念、发生条件及应用等内容，标记出有疑问或不懂的地方。
解答：首先，我们需要计算入射角。根据折射定律，入射角i可以通过以下公式计算：
i = arcsin(n2/n1)
其中，n1是空气的折射率，n2是水的折射率。由于空气的折射率接近1，水的折射率约为1.33，所以入射角i约为：
i = arcsin(1.33/1) ≈ 48.7°
接着，根据反射定律，反射角r与入射角i相同，所以反射角r也为48.7°。
课堂
1.提问评价：在课堂上，我通过提问的方式了解学生的学习情况。例如，我提出关于全反射的概念、发生条件、应用等问题，让学生回答。通过他们的回答，我可以了解他们对全反射知识点的掌握程度。对于回答正确的学生，我给予肯定和鼓励；对于回答错误的学生，我及时给予指导和纠正，帮助他们理解和掌握全反射的知识。
2.观察评价：在课堂上，我通过观察学生的反应和学习态度来了解他们的学习情况。例如，我注意观察学生是否积极参与课堂讨论和实验，是否认真听讲和做笔记。通过观察，我可以了解他们对全反射的兴趣和参与度，以及他们的学习态度和努力程度。对于表现出积极学习态度和参与度的学生，我给予肯定和鼓励；对于表现出不积极的学生，我及时给予指导和激励，帮助他们提高学习兴趣和参与度。
肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。
布置作业：
根据本节课学习的全反射内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
教科版高中物理《光的全反射》教案
教科版高中物理《光的全反射》教案《教科版高中物理《光的全反射》教案》这是优秀的教学设计文章，希望可以对您的学习工作中带来帮助！一、教学目标1.在物理知识方面的要求.(1)理解光的全反射现象;(2)掌握临界角的概念和发生全反射的条件;2.通过课件和观察演示实验，理解光的全反射现象，概括出发生全反射的条件，培养学生的观察、概括能力;通过观察演示实验引起学生思维海洋中的波澜，培养学生透过现象分析本质的方法、能力.二、重点、难点分析1.重点是掌握临界角的概念和发生全反射的条件，折射角等于90°时的入射角叫做临界角。
2、当光线从光密介质射到它与光疏介质的界面上时，如果入射角等于或大于临界角就发生全反射现象.教具1.半圆形玻璃砖、光源;2.弯曲的试管一支、烧杯、水、铁架台四、教学方法：结合学科“四结合”-------探究性教学方法五、情感、态度与价值观：领略光的全反射现象的美妙，获得对自然界现象的热爱、亲近的情感六、主要教学过程(一)引入新课(想一想?)在日常生活当中，常听有人说胃痛，得了胃炎，胃发炎的程度如何，医生常叫病人去做胃镜，那么胃镜是什么?它有什么用处呢?请大家看一段录相：——————有关胃镜的录相;不知大家是否注意到，这里的物理现象———光能够在弯曲的管子中传播，将胃内的影像反映在可视屏上，大家肯定很想知道为什么，学了今天的内容，就可以解决了。
(二)新课教学前面，我们明确了光从一种介质射入另一种介质时光的传播方向通常要发生改变。
光从空气射入介质时，折射角小于入射角，光从介质射入空气时，折射角大于入射角。
这里，涉及了两种介质，在物理上，我们把两种介质中，折射率小的叫光疏介质，折射率大的叫做光密介质.一、光密介质和光疏介质.光密介质：折射率大的物质叫光密介质光疏介质：折射率小的物质叫光疏介质例如：空气的折射率为1;水的折射率为1.33;玻璃的折射率为1.5;(黑板上板书)空气的折射率小于水的折射率，则空气为光疏介质，水为光密介质;玻璃的折射率大于水的折射率，则玻璃为光密介质，水为光疏介质。
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4.3《光的全反射》教案
教学目标
一、知识目标
1. 知道什么是光疏介质，什么是光密介质.
2. 理解光的全反射.
3. 理解临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题.
4. 知道光导纤维及其应用.
二、能力目标
1. 会定性画出光疏介质进入光密介质或从光密介质进入光疏介质时的光路图.
2. 会判断是否发生全反射并画出相应的光路图.
3. 会用全反射解释相关的现象.
4. 会计算各种介质的临界角.
三、德育目标
1. 体会本节实验中“让入射光正对半圆形玻璃砖中心从曲面入射”是在设计实验时设计者为突出主要矛盾而控制实验条件达到略去次要矛盾的高明做法.
2. 通过对蜃景现象的学习再次明确一切迷信或神话只不过是在人们未能明了科学真相时才托付于自然力的一种做法.
•教学重点全反射条件，临界角概念及应用.
•教学难点临界角概念、临界条件时的光路图及解题.
•教学方法本节课主要采用实验观察、猜想、印证、归纳的方法得出全反射现象的发生条件、临界角概念等，对阅读材料“蜃景”补充了录像资料或CAI 课件，使其有更生动的感性认识.
•教学用具
光学演示仪（由激光发生器、带量角度的竖直面板、半圆形玻璃砖等组合）•教学过程
、引入新课
让学生甲到黑板前完成以下两幅光路图（完整光路图）
（学生甲画图时遗漏了反射光线）
［教师］光在入射到空气和水的交界面处时，有没有全部进入水中继续传播呢？
［学生］有一部分被反射回去.
（学生甲补画上反射光线）
［教师］很好.甲同学正确地画出了光从空气进入水中时的折射角⋯［学生齐答］小于入射角.
［教师］光从水中进入空气时，折射角⋯
［学生齐答］大于入射角.
［教师］对.那么如果两种介质是酒精和水呢？
二、新课教学
（一）光密介质和光疏介质
1. 给出光密介质和光疏介质概念.
2. 让学生自己体会一种介质是光密介质还是光疏介质其实是相对的.
3. _____________________________________ 光从光疏介质进入光密介质，折射角 ____________________________________________ 入射角；光从光密介质进入
光疏介质，折射角 ________ 入射角.
（本题让学生共同回答）
（二）全反射
（设置悬念，诱发疑问）
［教师］在课本P70图4-3-1 中，折射角都是大于入射角的设想，当入射角慢慢增大时，折射角会先增大到90°，如果此时我们再增大入射角，会怎么样呢？
这时可以让学生自发议论几分钟）
学生甲］是从空气折射到水中去吗？教师］你认为会出现图示这种情况吗？
（其余学生有的点头，有的犹疑）
［学生乙］应该没有了吧.
［学生丙］最好做实验看看.
［教师］好，那就让我们来做实验看看.
1. 出示实验器材，介绍实验.
［教师］半圆形玻璃砖可以绕其中心O 在竖直面内转动如图所示，入射光方向不变始终正对O 点入射.
继续转动玻璃砖，学生看到当折射角趋于90°时，折射光线已经看不见了，只剩下反射光线.继续转动玻璃砖，增大入射角，都只有反射光线.
（学生恍然大悟）
［教师］什么结果？
［学生］折射角达到90°时，折射光线没有了，只剩下反射光线.
［教师］这种现象就叫全反射.
（三）发生全反射的条件
1. 临界角C
［要求学生根据看到的现象归纳］
（学生讨论思考）
［学生甲］入射角要大于某一个值.
［教师］对，我们把这“某一值”称为临界角，用字母C 表示.
重复实验至折射角恰等于90°时停止转动玻璃砖.让前面的学生读出此时的
入射角即临界角C约为42°左右. ［教师］后面的学生看不见读数，那我现在告诉你们这种玻璃的折射率n=1.5，请你们算出这种玻璃的临界角.（学生觉得无从下手）［教师启发］想想当入射角等于临界角C 时，折射角多大？学生领会，列出算式：sinC=n
sin90 ［教师］这样对吗？错在哪儿？［学生甲］光不是从空气进入玻璃. ［教师］对了.你们自己改正过来. 学生列出正确计算式：sinC=1sinC= 1
sin90 n n 代入n 算得结果与实验基本相符. 教师点明临界角的计算公式：sinC= 1
n
2. 发生全反射的条件
［教师］毫无疑问，入射角大于等于临界角是条件之一，还有其他条件吗？［学生乙］光从玻璃进入空气.
［教师］可以概括为⋯［学生］光从光密介质进入光疏介质. ［教师］很好，记
住，是两个条件，缺一不可.
3. 巩固练习
（四）全反射的应用——光导纤维1.学生阅读课本有关内容.
2. 教师补充介绍有关光纤通信的现状和前景.
3. 演示课本光纤实验，不过改用前面实验中的激光束来做，效果很好.
4. 辅助练习［投影片］
如图表示光在光导纤维中的传播情况，纤维为圆柱形，由内芯和涂层两部分构成.内芯为玻璃，折射率为n0;涂层为塑料，折射率为n1，且n1<n0.光从空气射入纤维与轴线成θ角.光线在内芯侧壁上发生多次全反射后至纤维的另一端射出若内芯的折射率n0=1.5，涂层的折射率n1=1.2，求入射角θ最大不超过多少度光
线才能在内芯壁上发生全反射
参考答案：64.16°
（五）自然界中的全反射现象
1.水或玻璃中的气泡看起来特别的明亮,图解如图.
2.大气中的光现象
（1）海市蜃楼
（2）沙漠蜃景（学生阅读课本上的相关内容）
（六）延伸拓展
1.在全反射现象演示实验中，入射光为什么要正对O 点入射？若不这样会怎样？
（先让学生自己猜想、议论）［演示］学生将看到图示的情况（图中未画完所有的光路）.
［教师］看到了吧，这样我们将眼花缭乱看得头晕.体会到设计者构思的巧妙了吗？这种做法就叫控制实验条件.是为了突出所要研究的问题.这是实验研究中常用的一种方法.想想你们以前做的实验中有哪些是控制实验条件的？
［学生］验证牛顿第二定律实验让木板倾斜以平衡摩擦力.
［学生］验证a~F 关系时让m不变.
［教师］你们体会的很好.希望你们能学以致用.
2.［投影］在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮杯侧.从水面上观察水中的试管.在试管内装上水，再观察记录你看到的现象，并作出解释.
（学生课后到实验室做）
三、小结
本节课我们学习的知识主要有
1.光密介质和光疏介质
2.光的全反射
［CAI 课件］动态展示加文字说明：
（1）光在入射到两种介质的交界面处时，通常一部分光被反射回原来的介质，另一部分光进入第II 种介质并改变了传播方向.
（2）当光由光密介质射向光疏介质时，当入射角等于或大于临界角时，光全部被反射回原介质中去，称做全反射现象.
（3）当折射角增大到90°时的入射角称为临界角C（参考下图）.
3. 光导纤维的原理及它广阔的应用前景
4. 自然界中的全反射现象水中的气泡，阳光照射下的露珠特别明亮.炎热夏天的马路有时看上去特别明亮等.
四、布置作业
课本 P73 练习与评价 1-4.
五、板书设计
光密介质和光疏介质
全反射现象： 光从光密介质进入光疏介质， 光全部被反射回原介质中去的现象
1 临界角 C ：折射角等于 90°时的入射角 sinC= 1
光导纤维
原理 应用 当入射角大于或等于临界角时， 全反射。