案例全反射
全反射原理的应用
全反射原理的应用1. 什么是全反射原理？全反射是光线从一种介质射向另一种介质时，在一定条件下发生的一种光现象。
当光线从光密介质射向光疏介质时，入射角度越大，折射角度就越大。
当入射角度大到一定程度时（称为临界角），光线的折射角等于90度，此时光线不会透射到光疏介质中，而是全部发生反射，这种现象称为全反射。
2. 全反射原理的应用全反射原理在光学领域有着广泛的应用，下面列举几个常见的应用案例：2.1 光纤通信光纤通信是一种利用光传输信息的通信技术。
光纤的核心部分采用了全反射原理来实现光信号的传输。
光信号在光纤中通过不断的全反射来传输，因为光纤的折射率较高，所以发生全反射的条件较容易满足。
通过控制光信号的入射角度，可以精确控制光信号在光纤中的传输方向，从而实现高速、长距离的信息传输。
2.2 光学显微镜光学显微镜是一种常见的实验室仪器，在生物学、医学、材料科学等领域有着广泛的应用。
显微镜利用了全反射原理来实现对样品的放大观察。
光线经过物镜透镜后，入射到样品上，如果入射角度大于样品的临界角，光线就会发生全反射，然后再次进入物镜透镜，最终通过目镜透镜观察到样品的放大图像。
2.3 光导电技术光导电技术是利用全反射原理来实现光信号与电信号的转换。
光导电技术常用于传感器、显示器等领域。
在传感器中，光信号通过全反射原理被转换为电信号，从而实现对环境的感知和测量。
在显示器中，通过控制光信号的入射角度，可以实现像素点的亮灭控制，从而显示出图像和文字。
2.4 激光器激光器是一种利用激光全反射原理来实现高强度、高一致性、高单色性的光源。
激光器的工作原理是通过激发介质内的原子或分子，使其发射光子，光子在光学谐振腔中进行反射，最终形成激光。
激光器中的光子经过多次的全反射，从而形成高度聚集的光束。
3. 总结全反射原理在光学领域有着广泛的应用，例如光纤通信、光学显微镜、光导电技术、激光器等。
这些应用都是基于光线在不同介质之间发生全反射的特性来实现的。
“全反射”教学案例
（ ） 对 生 活 中有 关 物 理 现 象 的 观察 ， 透 在 １从 渗
演示 实 验 ： 长 柄 不 锈 钢 大汤 勺 用蜡 烛 火 焰 的 将
探究 过程 中让 学生 体 验 解 决 问题 的成 功 喜 悦 ， 激发
学 生探索 自然规律 的兴趣 ； 兴趣 和实 事求 是 的科学 态度 ； ．
２ １ 第 ４期 ０ ０年
物理 通报
探 究性教 学案例
“ 反 射 ’教 学 案 例 全 ’
石付才 杨涟 汛 鲁晏辉
（ 华容县第三 中学 湖南 岳 阳 ４４０ ） １２３
１ 教 学 目标
汤勺 ，０ ｌ ５０ｍ 圆底 烧瓶 １ ， 个 橡皮 塞 ， 架 台 ， 铁 玩具 激 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光笔 ， 液态 牛奶 ， 璃棒 ， 玻 长纸 条 ．
（ ）了解全 反射 现象 的应 用 ； ３ （ ） 过 实 验 培 养 学 生 的 观 察 能 力 ， 括 出发 ４通 概 生 全反 射 的条件 ， 即培养学 生 的观察 、 括能 力 ． 概
１２ ． 过程与 方 法
让学生 观 察 、 析 ， 示 全 反 射 的 现 象 及 产 生 的条 分 揭
３ 教 学方 法
２ 假设 一 种介 质是 光 密介 质 ， 么 它 是 不是 永 ） 那
远 是光 密介 质 ？ 例 说 明 ． 举
（ ） 验探 究 ２实 提 出 问题 ： 照 到透 明物质 界 面时 是 否 总是 同 光
时发生 反射 和折 射 ？ 光线 由光 密介 质射 人光 疏介 质 ，
水． 和 回答教 师的 提问 ． ・
用烧 杯量 出大 约 ２０ｍｌ ５ 的水 ， 用 滴 管 向该烧 再
杯 中滴 人 ３ ４滴液 态牛奶 ， 玻璃棒 搅 拌均 匀 ， 至 用 然
全反射教学案例
《全反射》探究试验教学案例华一、教学内容：高级中学课本（必修）第二册第189页二、教学目标：（1）知识目标：使学生理解光的全反射现象，掌握临界角的概念和发生全反射的条件，理解全反射现象的应用。
（2）技能目标：培养学生的探索水平、观察水平和分析推理水平；通过全反射的实验设计，培养学生科学的研究态度和方法；培养学生使用全反射知识解释简单的实际问题的水平。
（3）德育目标：培养学生探索精神与合作精神,及唯物主义辨证思想。
三、教学重点：1．全反射现象和全反射现象产生的条件；2．全反射实验设计四、教学难点：（1）临界角；（2）全反射实验设计【教学过程】（一）、实验设疑引入教师演示实验：两支相同的试管，一支是空的，一支装有水（为了区别两支试管，在装有水的试管上标上标签）把它们同时放入水中，观察水中的那部分试管壁有何不同？（用投影仪投影到屏幕上）提出疑问：为什么空试管壁看起来如此明亮？（由此激发学生学习兴趣）通过“全反射”这节课的学习，大家便可解开心中的疑问。
（二）、新课教学1、建立光密介质和光疏介质的概念师：由上节课知识可知，光从空气射入水中会发生什么现象？入射角和折射角的大小关系如何？这是因为水与空气的什么光学性质不同？（课件演示动画，变抽象为具体）由此引出（课件展示）：两种介质中折射率相对较大的叫光密介质两种介质中折射率相对较小的叫光疏介质例如：水、空气、玻璃三种介质。
水相对空气是什么介质？水相对于玻璃是什么介质？（由此加深对“相对”二字的理解）2、实验探索2—1：全反射现象提出问题：光照到透明物质界面时是否总是同时发生反射和折射？（课件展示）学生实验探索：用烧瓶、混有少量牛奶的水、激光笔做实验来解答这个问题。
（两人一组做实验）逐步启发学生设计出实验方案（可在课前预习中让学生思考，再在上课时让他们提出自己的方案，并实行讨论）（1）光从空气→水中；看到那些光线？逐渐改变入射角，这些光线是否会消失？（2）光从水中→空气；先以较小的入射角入射，可看到那些光线？然后从零度逐渐增加入射角，折射光线和反射光线的角度和强度怎么变化？那种光线会消失？（学生兴趣高涨，实验过程中积极讨论，合作。
高三物理-全反射教案
高三物理－全反射教案一、引入1. 制定听课目标：了解全反射的概念及实际应用。
2. 引入问题：夜晚的高速公路是如何照明的？二、知识点讲解1. 全反射的定义：指光线从光密介质射向光疏介质时，当入射角大于一定值（临界角）时，光线将全部反射回来，不再继续穿透。
2. 临界角的定义：光线从光密介质射向光疏介质，当入射角为临界角时，光线沿界面反射方向传播，且折射角为90度，此时的入射角称为临界角。
3. 临界角的计算公式：sin θc= n2/n1 （n1>n2）4. 实际应用：光纤通信、显微镜、夜间行车灯等。
三、案例分析1. 光纤通信：光纤是一根支持光的传输的线缆，它可传输大量的数字或模拟信号，因其高速传输、大带宽、低损耗等优点，而受到广泛应用。
在光纤通信中，光信号经过光纤的全反射传输，可以减少能量的损失，从而实现高速、远距离传输的目的。
2. 显微镜：显微镜是通过放大物体的图像从而观察细小物质的仪器。
显微镜中采用的是高折射率材料制成的透镜，能够将光线折射能力增大，提高放大的效果。
而透镜与样品之间的空气界面则是在光线借助全反射的方式进入的。
3. 夜间行车灯：夜晚行车前照灯和雾灯的玻璃镜片是采用高强度、高耐磨损、高透光性的工程塑料材料制成，其面上对其他车辆具有“错误瞄准”效应。
采用全反射的设计，在前方散射一片同色光束，使驾驶员从远处就能看到道路，方向清晰，关键是此时车灯的照度符合标准化设计。
四、练习题1. 当一个光线由光密介质射向光疏介质时，全反射发生的条件是什么？2. 计算下列情况下的临界角。
n1=1.52，n2=1.33。
3. 请举出至少两个实际应用中采用全反射的例子。
五、总结全反射是一种光在光密介质和光疏介质之间发生反射现象的特殊情况。
通过对全反射的讨论，可以帮助学生更好地理解这种现象及其实际应用。
光的全反射现象与应用案例
光的全反射现象与应用案例光的全反射是一种在光从一种介质射入另一种介质，并且入射角大于临界角时发生的现象。
在全反射发生时，光束完全反射回原介质内，没有光线透射到第二个介质。
这一现象常见于光的传播过程中，具有广泛的应用。
全反射的原理可以用光的波导效应来解释。
当光束从光密介质射入光疏介质时，入射光束倾斜角度越大，入射光在界面上折射后离法线的角度越大。
当入射角度大于临界角时，光束将无法透射到第二个介质中，而会完全反射回原介质内。
光的全反射现象在光纤通信中得到了广泛的应用。
光纤通信利用光的全反射特性将光信号通过光纤传输。
光纤通信具有高速传输、抗干扰能力强等特点，在现代通信领域发挥着重要作用。
光纤的核心是由折射率较高的玻璃或塑料材料构成，外层包裹着折射率较低的材料。
当光从光纤的末端射入时，入射光束倾斜角度超过临界角，就会发生全反射，并沿光纤传播。
光纤的内部涂覆有一层反射层，可以将信号反射回光纤内部，确保信号的传输距离。
光纤通信的应用案例包括电话通信、宽带互联网以及电视信号传输等。
光的全反射现象还在光学仪器和传感器中得到了应用。
例如，在显微镜中使用了全反射镜筒来引导光线，并提供清晰的显微观察图像。
光线从样本中折射和透射后被镜筒全反射，然后被目镜接收，从而获得放大的图像。
另外，全反射还能够被用于测量液体的折射率。
通过将液体样品与光纤接触，光束从光纤射入液体中并发生全反射，根据入射角度测量反射光的强度，便可以计算出样品的折射率。
全反射的应用远不止于此，它还在光学传感器、光学显微镜、光电传感器等领域得到了广泛应用。
例如，全反射可以被用于制作光纤光栅，用于测量应变、温度等物理量。
此外，全反射现象还可以应用于触摸屏技术中，提供灵敏度和准确度，并广泛运用于显示器、智能手机等设备。
总之，光的全反射现象是光学中一种重要的现象，具有广泛的应用。
光纤通信、光学仪器、传感器等领域中的许多设备都利用了全反射的特性。
未来，随着光技术的进一步发展，全反射现象将会在更多领域得到应用。
探究式教学案例：全反射
应用认知结构中的有关知识，加强各光学现象知识的联系。
6、如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d。当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距 ，由此可得油的折射率n=；（结果可用根式表示）
全反射现象在生活中常会遇到，学生具有许多全反射现象的情景，用光的折射定律去解释会暴露出模糊之处，引导通过对实验的观察、分析，揭示全反射的现象与产生条件，弄清本质。深入主要通过学生探究性实验，通过学生间的讨论、设计、动手及合作，使学生对全反射概念的理解更加准确、丰富和全面。最后通过全反射的应用性实验，开拓学生的视野。
（n= = ）
增强认识结构中知识的联系，提高设计分析能力与综合处理问题能力。
B．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大；
C．光从空气射到分界面上，入射角足够小；
D．光从空气射到分界面上，入射角足够大。
巩固对全反射条件的理解，使认知结构中概念更加清晰。
2.一束光从空气射向折率为n= 的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则：
A．当i>45°时会发生全反射现象；
B．无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°；
C．欲使折射角r=30°，应以i=45°的角度入射；
D．当入射角i=arctg 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直。
应用认知结构中全反射的条件，使认识结构中的规律更稳定。
3．一条光线在三种介质的平行界面上反射或折射的光路图如图所示，若光在三种介质1、2、3中的速度分别为v1、v2、v3，则它们的大小关系是（）
随入射角增大，折射角、反射角相应变化，同时对应的反射光强度、入射光强度也相应变化。发生全反射，折射光强度为零，反射光强度等于入射光强度。
《全反射教案》
《全反射教案》word版第一章：全反射的概念与条件1.1 教学目标：让学生了解全反射的基本概念。
让学生掌握全反射发生的条件。
1.2 教学内容：介绍全反射的定义。
解释全反射发生的条件：光从光密介质进入光疏介质，入射角大于临界角。
1.3 教学方法：使用PPT展示全反射的图像和实例。
通过提问方式引导学生思考全反射的条件。
1.4 教学活动：引导学生观察全反射的图像，让学生理解全反射的概念。
让学生通过实际操作，使用玻璃和水来观察全反射现象。
第二章：全反射的数学表达2.1 教学目标：让学生掌握全反射的数学表达式。
让学生了解全反射角度的计算方法。
2.2 教学内容：介绍全反射的数学表达式：\[ \sin(\theta_c) = \frac{n_2}{n_1} \]解释临界角的计算方法。
2.3 教学方法：使用PPT展示全反射的数学表达式和计算方法。
通过例题引导学生理解和应用全反射的数学表达式。
2.4 教学活动：让学生通过例题计算全反射角度。
引导学生进行小组讨论，分享计算全反射角度的方法。
第三章：全反射的应用3.1 教学目标：让学生了解全反射在实际中的应用。
让学生掌握全反射在光纤通信中的应用。
3.2 教学内容：介绍全反射在光纤通信中的应用：光纤的传输原理。
解释全反射在其他领域的应用，如全反射望远镜。
3.3 教学方法：使用PPT展示全反射在光纤通信中的应用。
通过实例引导学生了解全反射在其他领域的应用。
3.4 教学活动：让学生观察光纤通信的实验装置，了解全反射在光纤通信中的应用。
引导学生进行小组讨论，分享全反射在其他领域的应用实例。
第四章：全反射的实验观察4.1 教学目标：让学生通过实验观察全反射现象。
让学生了解实验中全反射的观察方法。
4.2 教学内容：介绍全反射实验的原理和实验装置。
解释实验中如何观察全反射现象。
4.3 教学方法：使用PPT展示全反射实验的原理和实验装置。
通过实验引导学生观察全反射现象。
4.4 教学活动：让学生进行全反射实验，观察全反射现象。
运用趣味教学激发学生求知欲发挥学生主体作用——“全反射”教学案例
酒
空
介质，空气就是光疏介质。
问题1：如果知道水的折射率为1.33，那水是光疏介质还
是光密介质呢？
生：和酒精比，水是光疏介质；和空气比，水是光密介质。
师：所以光疏介质和光密介质是相对的。
师：同样，让光从一种介质进入另一种介质，就会发生折
射现象。α是入射角，β就是折射角。此时入射角比折射角大。
问题2：随着入射角增大，折射也会？最后入射角先到达
物理教学,2017,39(02):18-22.
[2]4(05):100-101.
2018.No10 72
图1
图2
2 新课讲授
师：我们之前学过光从一种介质进入另一种介质时，我们
可以定性的描述它，随着入射角的增大，折射角也会增大。也
可以用折射定律来定量的描述（折射定律：
）。
我们知道折射率是表示光的折射能力强度的量，折射率大
的介质为光密介质，折射率小的介质为光疏介质。如果知道酒
精的折射率n =1.36，而空气的折射率n =1。那酒精就是光密
问题4：折射光线为什么会消失，发生这样的现象需要什
么样的条件？
首先折射角要比入射角大，才会发生这样的现象。也就是
光要从光密射入光疏介质，这是发生这种现象的第一个条件。
接着教师拿起绿色激光笔演示光从玻璃砖射入空气的实验，当
入射角逐渐增加，增加到一个定值，折射光线消失。反过来，
将入射角减小后，折射光线却出现了。再次慢慢增加入射角到
3 总结 通过红蓝标签互换小魔术引入和对奇妙的全反射实验深入
理解讲授，以及一连串的首尾呼应的提问激发了学生浓厚的求
知欲望。创新教学手段，采用趣味性教学的方式，让学生在实
验、基础知识、基本规律的综合运用中掌握观察、分析、解决 问题的能力[2]，从而真正实现学生的主体作用，达到趣味教学
“全反射”的教学案例
“全反射”的教学案例──以新程标准和理念作为要求的--浙江省东阳市中学徐锡梁【教学目标】1．知识与技能使学生理解光的全反射现象；掌握临界角的概念和发生全反射的条；了解全反射现象的应用；通过实验，培养学生的鉴别能力、观察能力、分析推理能力及创新思维能力。
2．过程与方法通过演示实验，学习探究科学的方法──比较法；通过实验设计和动手实验，经历探究科学的过程，体验成功的喜悦。
3．态度与情感通过互动实验，培养学生探究科学知识的兴趣和实事求是的科学态度；通过全反射现象的应用，培养学生运用科学理论观察分析周围事物的习惯，了解物理知识与现代科技的密切关系。
【设计思路】本节的重点是形成全反射的概念、掌握全反射现象的产生条，因此这节的设计思路有两个，一是按照物理概念的形成过程进行教学：直观实验→引导学生探索→经过分析、比较、抽象、形成假说→验证得到证实→通过概括形成概念→巩固深化。
二是思路是以实验为主线。
通过两个演示实验的观察、分析，揭示全反射的现象与产生条，另外增加学生探究性实验，通过学生间的讨论、设计、动手及合作，使学生对全反射概念的理解更加准确、丰富和全面。
最后通过全反射的应用性实验，开拓学生的视野。
【教学过程】1．引入新教师：曾有几个在沙漠中迷路的人，突然发现前方不远处出现了城堡，于是他们就往城堡走去，但是越走离城堡越远……你们知道这是什么现象吗？有没有见过真实的蜃景？海市蜃景到底是一种什么现象呢？这就是我们今天这节要学习的内容，下面我们用两个实验来探究。
2．新教学2．1实验探究实验1：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的直角边A召的圆心。
实验2：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的半圆面。
两个实验的入射角都从0°增大到90°的过程中，观察两个实验并比较两个实验现象的相同点和不同点。
教师演示两遍实验后，让学生分组讨论后回答，其它同学作补充。
相同点：①入射角增大，反射角增大，折射角也增大；②入射角增大，反射光强度增加，折射光强度减弱；③在半圆形界面，光的入射角皆为零度，光不偏离直线传播；而在直径AB的分界面，光偏离原直线传播。
光的全反射实验
光的全反射实验在物理学中，光的全反射是一个有趣而重要的现象。
当光从一个介质射入另一个介质中时，发生全反射的条件是入射角大于临界角。
这个现象在实际生活中有许多应用，例如光纤通信和实验室的全反射显微镜。
本文将介绍光的全反射实验及其原理。
实验过程如下：1. 准备材料：一个透明的均匀介质，如玻璃块；一束光源，如激光笔或白炽灯；一块白纸或屏幕。
2. 将玻璃块放在桌子上，使其平整而稳定。
确保玻璃表面没有任何杂质或划痕。
3. 打开光源，并将其朝向玻璃块。
可以尝试不同角度和位置的光源，以获得不同的结果。
4. 调整光源的位置和角度，使光束从一侧射入玻璃块，并观察反射和折射现象。
注意观察光束在玻璃内部的传播路径。
5. 当入射角度大于临界角时，你会观察到光束完全被玻璃反射，并没有折射出来。
这就是光的全反射现象。
实验背后的原理是光在不同介质中传播时会发生折射。
光的折射是根据斯涅尔定律确定的，该定律表明入射角和折射角之间有一个固定的关系。
当入射角大于临界角时，折射角将成为一个无解的复数，意味着光束无法从介质中射出，而会被完全反射回去。
光的折射现象可以通过斯涅尔定律计算。
斯涅尔定律的表达式为sin(入射角)/sin(折射角) = 折射率。
通过改变光源的位置和角度，我们可以调整入射角并观察光束的折射现象。
当入射角超过介质的临界角时，光将发生全反射。
光的全反射现象在实际应用中具有广泛的用途。
其中一个重要的应用领域是光纤通信。
光纤是一种可以传输光信号的细长材料。
光束在光纤内部发生全反射，从而形成信号的传输通道。
光纤通信比传统的电缆通信具有更高的传输速度和容量。
另一个应用是全反射显微镜。
全反射显微镜是一种能够放大微小物体并提供高分辨率图像的仪器。
通过利用光的全反射原理，在显微镜下观察微粒并进行分析，这在生物学和材料科学等领域非常有用。
通过光的全反射实验，我们可以更好地理解光的性质和物质中的物理现象。
它不仅能够提高我们对光的折射和反射的理解，还能给我们展示一些实际应用。
高中物理学习中的案例分析与解析
高中物理学习中的案例分析与解析案例一：牛顿第一定律的阐述与应用案例分析：学生小明对牛顿第一定律的理解存在一定困惑。
在课堂上，老师进行了一次引人入胜的实验，以帮助学生更好地理解这个定律。
实验中，老师在桌上放置了一本书，然后用力拉开桌子，书本始终保持静止。
通过观察实验现象，结合理论知识，小明成功解开了困惑，理解了牛顿第一定律的内涵。
解析：牛顿第一定律，也被称为惯性定律，即物体保持静止或匀速直线运动的状态，除非有外力作用于它。
这个实验能够生动地展示这一定律。
实验中，桌子对书本施加了一个向上的力，而书本对桌子施加了一个等大反向的力，使得两个力相互抵消，书本始终保持静止。
这说明，如果物体所受的合力为零，则物体将保持其初始状态。
这个案例可以帮助学生深入理解牛顿第一定律的物理本质，并能够将其应用到实际生活中。
案例二：电路中的电阻与电流关系案例分析：学生小红在学习电路的时候存在一些疑惑。
老师在课堂上通过一个实际观察案例来解释电阻与电流之间的关系。
实验中，老师使用了两个不同电阻值的电阻器，并将它们分别连接在相同电压下。
结果发现，电阻值越大的电阻器通过的电流越小，而电阻值较小的电阻器通过的电流较大。
通过这个实验，小红对电阻与电流之间的关系有了更深的理解。
解析：根据欧姆定律，电流与电阻之间存在着线性关系，即I=U/R，其中I表示电流，U表示电压，R表示电阻。
实验中，由于两个电阻器的电压相同，而电阻值不同，因此电流的大小与电阻的大小成反比关系。
较大的电阻值会对电流的通过产生更大的阻碍，因此通过它的电流相对较小。
小红通过这个案例深刻理解了电阻与电流之间的相互关系，并能够从观察到的现象中推导出相关的物理规律。
案例三：光的全反射现象案例分析：学生小李在学习光的折射和反射时遇到了困惑。
老师通过一个案例来帮助学生理解全反射现象。
实验中，老师使用一个光导纤维，并将它的一段置于水中，另一段伸出来。
当光线从光导纤维内部射出时，角度超过了临界角，就会发生全反射现象，光线会在光导纤维内部完全反射，而不会从水面透射出来。
“全反射”的教学案例
全反射的教学案例引言全反射是光在从一种介质射入另一种折射率较小的介质时，入射角大到一定程度时，光会完全反射回原介质的现象。
全反射是光的折射规律的一个特殊情况，具有重要的理论和实际应用价值。
在光学教学中，通过生动有趣的教学案例，可以帮助学生更好地理解和掌握全反射的原理和应用。
教学目标通过本案例的教学，学生将能够： 1. 理解全反射的定义和原理 2. 分析全反射的发生条件 3. 掌握应用全反射的实际场景实验准备1.寻找一个透明的长方形玻璃块，尺寸约为10厘米×5厘米×2厘米。
2.准备一条尺子、一盏手电筒和一支纸笔。
实验步骤1.将玻璃块放置在桌上，使其长边与桌面垂直。
2.用尺子测量出玻璃块的折射率，并记录下来。
3.室内将灯光打开，确保实验环境明亮。
4.打开手电筒，将光线垂直射入玻璃块的宽边上。
5.改变手电筒与玻璃块的相对位置，观察光线的变化。
6.记录当入射角增大时，光线逐渐发生偏折，并最终完全反射的情况。
7.根据记录的数据，绘制出光线入射角与折射角的关系曲线。
结果分析根据实验步骤中的观察和数据记录，我们可以看到随着入射角的增大，光线逐渐发生偏折。
当入射角超过一定值时，光线完全反射回原介质，不再穿透到玻璃块的另一侧。
这个临界角的大小与玻璃块的折射率有关，折射率越大，临界角越小。
实际应用全反射在光学领域有广泛的应用，以下是几个实际案例：光纤通信光纤通信是一种基于全反射的信息传输方式。
光信号通过光纤中的全反射，在不同介质之间传输光信号。
光纤通信具有高带宽、低损耗、抗干扰等优势，被广泛用于电话网络、互联网和电视信号传输等领域。
光导纤维光导纤维是一种可以通过全反射将光信号传输到需要的位置的光学装置。
它具有高透光性，可以将光信号从光源传导到需要光照的地方，例如在医学领域中的内窥镜和激光手术等。
光学传感器全反射也可以用于制作光学传感器。
通过将待测物质放置在全反射光纤管中，当有物质接近或触碰到光纤管时，会改变光纤中的全反射现象，从而可以检测到待测物质的存在或其他参数的变化，广泛应用于环境监测和生物医学领域。
全反射自然现象的例子
全反射自然现象的例子
案例一：
夏季沙漠中烈日当头，沙土被晒得灼热，因沙土的比热小，温度上升极快，沙土附近的下层空气温度上升得很高，而上层空气的温度仍然很低，这样就形成了气温的反常分布，由于热胀冷缩，接近沙土的下层热空气密度小而上层冷空气的密度大，这样空气的折射率是下层小而上层大。
当远处较高物体反射出来的光，从上层较密空气进入下层较疏空气时被不断折射，其入射角逐渐增大，增大到等于临界角时发生全反射，这时，人要是逆着反射光线看去，就会看到像洒了一层水一样的景象。
柏油马路因路面颜色深，夏天在灼热阳光下吸收能。
案例二：
无锡出现海市蜃楼，火车在天空中飞驰
答案就是无锡出现了海市蜃楼，在光影的作用下，才让无锡的天空中，出现了一辆行驶中的火车，根据目击者的描述，这辆“空中列车”看起来非常真实，而且就连车窗户都非常清晰，甚至透过车窗，还可以看到里面坐着乘客。
什么是“海市蜃楼”呢？其实就是一种很罕见的自然现象，在古代，人们由于不明白海市蜃楼的原理，曾经一度认为，海市蜃楼的出现，和
“仙界”开启了入口有关，比方说，民间传说认为，秦始皇让徐福出海去寻找仙山，就是因为曾经海面上出现了海市蜃楼。
那么，如何从科学的角度来进行解释呢？简单来说，就是一种光学现象，就是地球上的物体，在一些特定的条件下，经过阳光的照射，那么，就会让它以“虚像”的形式，出现在另一个地方。
光的折射与全反射的现象
光的折射与全反射的现象光的折射与全反射是光在两种介质之间传播时的重要现象，它们在光学研究和实际应用中具有广泛的意义。
本文将探讨光的折射和全反射的基本原理、相关公式以及实际应用。
一、光的折射的基本原理光的折射是指光在两种介质之间传播时，由于介质的不同导致光的传播方向发生改变的现象。
其基本原理是根据斯涅尔定律，即光线在两种介质的交界面上折射时，入射角和折射角之间满足折射定律。
设光线从真空或空气（折射率为n_1）射入介质（折射率为n_2），入射角为θ_1，折射角为θ_2。
则根据折射定律可得：n_1 * sin(θ_1) = n_2 * sin(θ_2)其中，n_1 和 n_2 分别表示两种介质的折射率。
当光由光密介质进入光疏介质时，即n_1 > n_2，根据折射定律可知入射角度越大，折射角度也越大；当入射角度达到一定临界角时，折射角等于90°，此时发生全反射。
二、全反射的基本原理和应用全反射是指光从光密介质射入光疏介质时，入射角大于临界角时，光不再折射而完全反射回光密介质的现象。
全反射的基本原理是光从光密介质射入光疏介质时，在一定条件下全部被反射回去。
设光线从光密介质（折射率为n_1）射入光疏介质（折射率为n_2），入射角为θ_1，折射角为θ_2。
当入射角大于一定临界角θ_c 时，根据折射定律可得：n_1 * sin(θ_c) = n_2 * sin(90°)综合化简可得：θ_c = arcsin(n_2/n_1)当入射角θ_1 > θ_c 时，发生全反射现象。
全反射的应用十分广泛。
其中，光纤通信是最经典的应用之一。
光纤是一种能够实现全反射的光导波器件，它能够将光信号以光的全反射方式在内部传输，避免了信号损耗以及外界干扰。
光纤通信具有传输速度快、信号质量高、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于通信领域。
此外，全反射还应用于显微镜、光导器件等领域。
在显微镜中，通过光的全反射可以实现样品表面反射光的收集以及增强对样品的观察。
全反射(上课课件)
N
B
O C
光疏介质
光密介质
N'
A
sin90 1 n sinC sinC 因而 ：
1 sin C n
发生全反射的条件
① 光从光密介质 进入光疏介质
N
900
C
② 入射角大于或 等于临界角C
光疏介质 光密介质
C
全 反 射
O
C
N'
A
常见物质的临界角：水：48.80 玻 璃：320-420 金刚石：24.40
例题 《教材》 P82
n金刚石＝2.42
比较水和玻璃,判断谁是光密介质?比较玻璃 和金刚石,谁是光密介质?
注意: 1、光疏介质光密介质是相对而言的，只有 对给定的两种介质才能谈光疏介质与光密介质。 没有绝对的光密介质。 2、光疏介质与光密介质的界定是以折射率 为依据的，与介质的其它属性(如密度等)无关。
光从光疏介质斜射入光密介质，比较折射 角和入射角的大小。
全反射
重庆市涪陵实验中学 代安全
思考题：如图所示，求此介质的 折射率和这种介质中的光速。
300
450
介质
光疏介质和光密介质
看书并思考:
根据什么来判断介质是光密介质,还是光疏介质?
不同介质的折射率不同，我们把折 射率较小的介质称为光疏介质，折射率 较大的介质称为光密介质．
思考:n水＝1.33
n玻璃＝1.5~1.9
C=arcsin1/n
某介质的折射率为 2 ，一束光从介质射向空 气，入射角为60°，图中哪个光路图是正确的？
D
问题探究
分别作出从空气射入到水中和从水中射入到空 气中的光路图(入射角为600)
空气 水
“全反射”课堂教学案例分析
以学生为本优化教学设计——“全反射”课堂教学案例分析“全反射”是高中物理第三册的必修内容，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。
全反射现象研究，既是对反射和折射知识的巩固与深化，又为下一节“棱镜”的学习作了铺垫。
同时，本节内容与生产和科技应用联系紧密，是实现课堂知识学习走向课外、走向生产、走向科技的重要教学内容。
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。
学生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，这就要求教师在设计中要对教学手段有针对性地选择和优化处理，提高学生分析、归纳及抽象思维的能力，同时使学生积极、主动地参与到教学探究过程中来，让学生在获得知识与技能的过程中学会学习并获得积极的情感体验。
案例片段一：现象情境导入设计。
多媒体展示广西南宁南湖大桥美丽的彩帘水幕瀑布夜景图片，在学生欣赏美景之余，引发学生思考：光为什么会沿弯曲的水流传播？分析：以南宁夜景作引入，让学生有种亲近感，熟悉的地方也有美丽的风景，让学生体会到物理与美的有机结合。
学生是见过彩帘瀑布的，但没有想到其中蕴含着丰富的物理知识，教师引导学生注意观察，产生疑问，从而激发学生学习的兴趣。
案例片段二：逻辑困惑情境设计。
①一束光从空气中斜射到与水的分界面处，入射角与折射角相比，哪个角较大？若已知水的折射率为1.3，入射角为60°，求此时的折射角多大？（学生可以很快得出结论）②如果把条件改成光从水斜射到与空气的分界面处，其他条件不变又如何？分析：探究要始于问题，而问题源于质疑，质疑往往出现在新旧认知发生冲突之时。
在问题②中学生计算出折射角的正弦值大于1，出现了与数学常识相悖的情况，显然不合理，问题出在哪里？这让学生大为不解。
从心理学的角度看，一个出乎意料或与常理相悖的问题，能引发认知冲突，激发学生的探究欲望，此时可因势利导提出本节要研究的课题：“光的全反射”。
全反射
全国中小学“教学中的互联网搜索”优秀教学案例评选教案设计全反射学校：江苏省泰兴市第四高级中学姓名：陆春梅一、教案背景1.面向学生：□中学2.学科：物理3. 课时：14. 学生课前准备：（1）通过阅读课本、网络搜索了解海市蜃楼的相关内容；（2）进行市场调查：调查本地移动通信应用光导纤维的情况。
二、教学课题对本节的要求是比较高的层次。
不仅要掌握理解光的全反射，还要能在实际生活中进行应用。
教育方面：(1)通过观察实验，了解全反射发生的过程。
(2)通过光导纤维和全反射棱镜的成功,感悟科学是人类创造发明的基础,体会科学只有融入技术中才能真正造福人类。
三、教材分析1.在学习本节之前，学生已经学过折射定律、利用实验测量玻璃的折射率等知识，通过本节的学习让学生知道光密介质和光疏介质、光的全反射、临界角等概念，能用全反射条件判断能否发生全反射。
2.学生要通过学习本节内容，知道全反射棱镜和光导纤维及其应用。
3.能用全反射的知识解释一些光学现象如海市蜃楼等。
教学之前用百度在网上搜索《全反射》的相关教学材料，找了很多教案作参考，了解到教学的重点和难点，确定课堂教学形式和方法。
然后根据课堂教学需要，利用百度搜索在土豆网找到相关视频供学习参考。
用百度搜索在土豆网搜索全反射的视频，让同学们对全反射的形成有切身体验。
四、教学方法采用教师传授学生自主学习与同学讨论交流相结合的教学方法,以学生自主学习为主，充分发挥学生的主体作用，让学生参与自主互动式课堂教学流程，注重过程与方法，做好模仿赫兹实验的实验，大部分内容可让学生自主学习，体验有效学习。
五、教学过程教学过程：一、设疑激趣，导入新课。
1. 找一段海市蜃楼的视频，课堂放给学生看。
【土豆视频】海市蜃楼/programs/view/dO0RQzgNeUk/2. 你觉得这现象有什么特别？你想知道些什么？二、检查预习提问：什么是全反射？三、新课教学1. 光密介质和光疏介质利用教科书中表4-1-2让学生自己比较光密介质和光疏介质是相对的。
高一物理教案-“全反射”的教学案例
“全反射”的教学案例──以新课程标准和理念作为要求的--浙江省东阳市中学徐锡梁【教学目标】1．知识与技能使学生理解光的全反射现象；掌握临界角的概念和发生全反射的条件；了解全反射现象的应用；通过实验，培养学生的鉴别能力、观察能力、分析推理能力及创新思维能力。
2．过程与方法通过演示实验，学习探究科学的方法──比较法；通过实验设计和动手实验，经历探究科学的过程，体验成功的喜悦。
3．态度与情感通过互动实验，培养学生探究科学知识的兴趣和实事求是的科学态度；通过全反射现象的应用，培养学生运用科学理论观察分析周围事物的习惯，了解物理知识与现代科技的密切关系。
【设计思路】本节课的重点是形成全反射的概念、掌握全反射现象的产生条件，因此这节课的设计思路有两个，一是按照物理概念的形成过程进行教学：直观实验→引导学生探索→经过分析、比较、抽象、形成假说→验证得到证实→通过概括形成概念→巩固深化。
二是思路是以实验为主线。
通过两个演示实验的观察、分析，揭示全反射的现象与产生条件，另外增加学生探究性实验，通过学生间的讨论、设计、动手及合作，使学生对全反射概念的理解更加准确、丰富和全面。
最后通过全反射的应用性实验，开拓学生的视野。
【教学过程】1．引入新课教师：曾有几个在沙漠中迷路的人，突然发现前方不远处出现了城堡，于是他们就往城堡走去，但是越走离城堡越远……你们知道这是什么现象吗？有没有见过真实的蜃景？海市蜃景到底是一种什么现象呢？这就是我们今天这节课要学习的内容，下面我们用两个实验来探究。
2．新课教学2．1 实验探究实验1：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的直角边a召的圆心o。
实验2：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的半圆面。
两个实验的入射角都从0°增大到90°的过程中，观察两个实验并比较两个实验现象的相同点和不同点。
教师演示两遍实验后，让学生分组讨论后回答，其它同学作补充。
相同点：①入射角增大，反射角增大，折射角也增大；②入射角增大，反射光强度增加，折射光强度减弱；③在半圆形界面，光的入射角皆为零度，光不偏离直线传播；而在直径ab的分界面，光偏离原直线传播。
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认知结构建构分析2（单元（模块）复习做什么）
认知结构拓展
光从光密介质射入光疏介质，入射角一定时，考虑光的折射、全反射、反射，与模块中其它知识的综合
根据介质形状确定入射角
判断是否发生全反射
考虑光的折射与反射
注意挖掘光路图中的边角几何关系
分析光的能量变化
认知结构建构分析3（综合复习做什么）
认知结构综合应用
D．在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮
应用认知结构中的有关知识，加强各光学现象知识的联系。
6、如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d。当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距 ，由此可得油的折射率n=；（结果可用根式表示）
全反射现象在生活中常会遇到，学生具有许多全反射现象的情景，用光的折射定律去解释会暴露出模糊之处，引导通过对实验的观察、分析，揭示全反射的现象与产生条件，弄清本质。深入主要通过学生探究性实验，通过学生间的讨论、设计、动手及合作，使学生对全反射概念的理解更加准确、丰富和全面。最后通过全反射的应用性实验，开拓学生的视野。
A．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小
B．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要大
C．A是蜃楼，B是景物
D．B是蜃楼，A是景物
“海市蜃楼”是由空中大气对光线的折射和全反射形成的。但因空气层折射率大小分布与“沙漠蜃景”不同，使得光线偏折情况有所不同，所呈现象也不同。
典型例题（综合复习）
例4：如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，且n1>n2，光在空气中的传播速度为c，则光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为（已sinφ=n2/n1，其中φ为全反射的临界角)）
探究式教学案例：全反射
王高波
认知结构建构分析1（新课做什么）
角度
内容
需要明确提取的知识命题
现象
生活中全反射现象的认识
（看不见在水杯底的硬币）
人看见物体是由于物体发出的光进入眼睛
光可能从一种介质中折射不出
实验
光从空气射向水（改变入射角）
光从水射向空气（改变入射角）
发生全反射现象需要一定条件
不同介质折射率不同
B．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大；
C．光从空气射到分界面上，入射角足够小；
D．光从空气射到分界面上，入射角足够大。
巩固对全反射条件的理解，使认知结构中概念更加清晰。
2.一束光从空气射向折率为n= 的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则：
A．当i>45°时会发生全反射现象；
B．无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°；
随入射角增大，折射角、反射角相应变化，同时对应的反射光强度、入射光强度也相应变化。发生全反射，折射光强度为零，反射光强度等于入射光强度。
典型例题（单元（模块）复习）
例3：夏天，海面上的下层空气的温度比上层低，我们设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的，远处的景物发出的或反射的光线由于不断折射，越来越偏离原来的方向，人们逆着光线看去就出现了蜃楼，如图所示，下列说法正确的是
判断能否发生全反射根据二个条件来判断。
例2：如图所示，光源发出的光线经狭缝进入折射率为 的半圆形玻璃M。当M绕圆心O缓慢地沿逆时针旋转时，光线OA跟法线之间的夹角r逐渐____，强度逐渐____，光线OB跟法线之间的夹角i′逐渐____，
强度逐渐____；当角i等于____时，
光线OA完全消失。
（增大，减弱，增大，加强，45°）
方法
解释各种全反射现象
全反射现象的本质可通过光的折射定律解释，分析一个实际现象时，先要分清光从何种介质射入，在多种介质的情况下，要注意进入眼睛的光是从何而来，从而明确分析观察到的现象。
认知结构简单应用
关注认知结构应用时暴露出来的缺陷，进一步明确知识命题
新课教学方法与策略（怎么做）简述：本课是形成全反射的概念，掌握全反射现象产生的条件和应用，要完成从生活现象到科学解释的认知重构。
C．欲使折射角r=30°，应以i=45°的角度入射；
D．当入射角i=arctg 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直。
应用认知结构中全反射的条件，使认识结构中的规律更稳定。
3．一条光线在三种介质的平行界面上反射或折射的光路图如图所示，若光在三种介质1、2、3中的速度分别为v1、v2、v3，则它们的大小关系是（）
将全反射知识与光的其它特点结合，分析实际的光学问题
“沙漠蜃景”和“海市蜃景”的解释
光导纤维的应用
典型例题（新课）
总结与提炼ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
例1：如图所示，介质Ⅱ为空气，介质Ⅰ的折射率为1.4，下列说法正确的是
A．光线a、b都不能发生全反射
B．光线a、b都能发生全反射
C．光线a发生全反射，
光线b不发生全反射
D．光线a不发生全反射，光线b发生全反射
概念
光疏介质
光密介质
临界角
光疏介质――折射率较小介质
光密介质――折射率较大介质
临界角――恰好发生全反射时的入射角
规律
再探全反射的条件
光从光密介质射向光疏介质
入射角大于临界角
典型情景
涂有炭黑的球在水中成一个光亮的球
全反射棱镜的应用
光导纤维传递光信息
应用规律解释对应现象
全反射棱镜改变光的方向的原理
光导纤维传递信息的特点及其构造
A．L/cB．n1L/n2c
C．n1n2L/cD．n12L/n2c
光在介质中传播速率由折射率决定，光导纤维是利用光从光密介质射入光疏介质时发生全反射的现象来传递光信号的，并理解相对折射率。
习题（新课）
功能与作用
1.光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是：
A．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小；
A．从ab面射出
B．从ac面射出
C．从bc面射出，且与bc面垂直
D．从bc面射出，且与bc面斜交
结全光路图对几何光学知识全面应用，建立全面的知识网络系统。
习题（模块复习）
5．下述现象哪些是由于全反射造成的
A．露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下格外明亮
B.阳光下茂密树阴下地面上的圆形亮斑.
C．用光导纤维传输光信号、图象信号
A．v1>v2>v3
B．v1<v2<v3
C．v1<v3<v2
D．v1>v3>v2
折射定律、全反射条件与光的速度决定因素的综合应用，使认知结构重组升华。
4．如图是一个直角棱镜的横截面，∠bac= 900，∠abc= 600，一束平行细光束从O点射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n= ，若不考虑原入射光线在bc面上的反射，则一定有光线