高中物理光学全反射教案新人教版选修

课题

第二节全反射

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. 理解光的全反射.

2. 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

3.. 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. 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

重、

难点

全反射条件，临界角概念及应用. 临界角概念、临界条件时的光路图及解题.

教学策略

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

教学程序

教学

环节

教学内容及师生互动设计备注

一．课题的引入

二、新课教学

让学生甲到黑板前完成下面两幅光路图（完整光路图）

［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？

［教师］对.那么如果两种介质是酒精和水呢？

（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.让学生指出图19—21中的光密介质和光疏介质，再指出图

19—22中的光密介质和光疏介质.让学生自己体会出一种介

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.

（二）全反射

（设置悬念，诱发疑问）

［教师］在图19—22，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］对着图19—22说是折射到水中去吗？

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，

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.

折射角达到90°时，折射光线没有了，只剩下反射光线.

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）入射角要大于某一个值.

［教师］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？

列出算式：

sin90

sin C

=n 这样对吗？错在哪儿？

列出正确计算式：

sin90

sin C

=

n

1

sin C=

n

1

代入n算得结果与实验基本相符.

临界角的计算公式：sin C=

n

1

2.发生全反射的条件

入射角大于等于临界角是条件之一，还有其他条件吗？

图19—21 图19—22

（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（附后）.

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,如

图.

2.大气中的光现象 (1)海市蜃楼 (2)沙漠蜃景

（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.总

结：

教学

反思

想想你们以前做的实验中有哪些是控制实验条件的？

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

（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（参考图

19—36）.

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、布置作业课本练习.

五、板书设计

全

反

射

1光密介质和光疏介质

2全反射现象：光从光密介质进入光疏介质，当入

射角大于或等于临界角时，光全部被反射回原介质

中去的现象。

3临界角C：折射角等于90°时的入射角sin C=

n

1

4光导纤

原理

应用

图19—34

图19—36