高三物理第三册全反射(2)

全反射(2)

【教学目标】

1．正确理解光密介质和光疏介质

2．理解光的全反射现象

3．掌握临界角的概念和全反射条件

4．了解全反射现象的应用

5．解释自然现象

【重点和难点】

重点是全反射现象

难点是临界角概念和全反射条件

【教学方法】

演示实验，观察分析，概括总结

【教具】

激光光学演示仪，水柱导光演示器（注）

【教学过程】

（版书）

一、光密介质和光疏介质

1．复习光的折射定律，见图1．教师：光从真空射向玻璃界面时，一部分光发生反射，一部分光发生折射．

（版书）①反射角等于入射角i′=i．（同学同时回答）图1

②根据折射定律有：（同学边回答边版书）

（版书）2．光密介质和光疏介质

教师：比较一下水和玻璃的折射率

n水＝4/3＝1.33

n玻＝3/2=1.5

教师：计算一下光在水中、玻璃中的传播速度．

（学生计算并回答出结果，教师版书计算过程）

教师：经比较知，玻璃的折射率大于水的折射率，光在玻璃中的传播速度小于光在水中的传播速度．

（版书定义）折射率大的介质叫做光密介质．折射率小的介质叫做光疏介质．教师：注意光疏介质和光密介质是相对的．水和玻璃比较，水是光疏介质，玻璃是光密介质．若比较金刚石（n=2．42）和玻璃（n=1．5～1．9），（同学答：金刚石为光密介质，玻璃是光疏介质．）

（版书）

二、全反射现象

1．演示实验

观察：①折射光线和反射光线的强度随入射角的变大怎样变化．

②当折射角等于90°时，折射光线和反射光线的强度又如何．

教师做演示实验，转动半圆形玻璃砖使入射角逐渐增大，最后使折射角等于90°，如图2、图3．边做边启发学生观察并回答：当入射角变大时，折射角怎样变？（学生答，变大），折射光线的强度怎样变化？（学生答，逐渐减弱），反射光线的强度怎样变化？（学生答，逐渐增强），折射角等于90°时，折射光线如何？（学生答，消失），反射光线强度如何？（学生答，和入射光线强度差不多）．

（版书）全反射定义：

当折射角达到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射回玻璃中的光线，我们称这种现象为全反射．

（版书）临界角：折射角变为90°时的入射角叫做临界角．用“C”表示．

让同学们利用折射定律表示式找出临界角与折射率之间的关系并版书关系式：

师生共同总结发生全反射的条件．

（版书）2．全反射条件

①光从光密介质射向光疏介质；

②入射角大于临界角．

（版书）

三、全反射的应用及自然现象

1．科学技术上的应用——光导纤维

教师介绍光导纤维及应用：光导纤维是比头发丝还细的玻璃丝，有芯线和包层．芯线比较包层是光密介质，光从芯线射向包层的界面时能发生全反射，这样光就可以在芯线内从光纤的一端传输到另一端．许多光纤并成一束，实现传光和传像．例如胃镜，光纤通讯等．

（版书）光纤中的全反射光路图．请学生看课本P192页图7—26．

教师做光导纤维的模拟实验并解释：

①用红光激光射入玻璃棒的一端，从另一端传出．如图4．

②水柱导光如图5，光随水柱传出．

（版书）2．自然现象——海市蜃搂

教师解释：光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生海市蜃楼．请学生看课本P194图7—29．

教师解释海市蜃楼出现的情形：1981年8月19日文汇报曾以《蓬莱阁上观胜景，庙岛海市出蜃楼》为题登载了这年7月10日下午在山东蓬莱市海面上出现海市蜃楼的消息．

四、练习（用投影仪给出）

较______是光疏介质．甲乙两种介质中光速之比是______，光从______介质射向

______介质可能发生全反射．

2．一束光从介质A射向介质B时，A、B两介质比较（如图6）

A．A是光疏介质

B．A的折射率大

C．A介质中光速大

D．若光从B射向界面时，可能发生全反射

3．图7中画的是光线由空气进入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中的光路图，指出哪些情况是可能发生的．（此种玻璃的临界角是41.8°）

4．光在某种介质中的传播速度为1.5×108m/s，则光从此介质射向真空并发生全

反射的临界角是：A．15°B．30°C．45°D．60°

（注）：水柱导光演示器是自制教具，制作方法如下：示意图如图6所示．

器材：圆筒（麦乳精筒），光屏，小电珠（6.3V，0.3A），电源（4节1号干电池），导线，细木杆．

制作方法：

（1）在圆筒靠近底面的侧壁上钻一小孔．（直径约0.6cm）

（2）将电珠与导线焊牢并固定在木杆的一端，用透明胶带将电珠裸露的金属部分裹好．

（3）先用塞子将小孔堵上，筒内灌满清水．

（4）将电珠点燃放进筒内靠近小孔处．

（5）拔掉塞子，让水从小孔流出，用光屏接水柱．水柱触到的部分是一个光斑．