視頻標(biāo)簽：全反射

所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：人教版選修3-4第十四章第二節(jié)《全反射》重慶市 - 江津區(qū)

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人教版選修3-4第十四章第二節(jié)《全反射》重慶市 - 江津區(qū)

《全反射》教學(xué)設(shè)計(jì)  
【教  
 材】人教版選修3-4第十四章第二節(jié)《全反射》 
【教材分析】 
地位 
人教版選修3-4中《光》章節(jié)無論在整個(gè)中學(xué)物理課程還是在本選修模塊中都有非常重要的地位。它是整個(gè)物理體系中不可或缺的一部分，是學(xué)生認(rèn)知的升華，它擔(dān)任著使學(xué)生對(duì)光的波粒二象性的認(rèn)知，并能重新理解有關(guān)光折射、全反射等重要內(nèi)容的使命。而在本選修模塊中，本章是在學(xué)習(xí)完《機(jī)械波》后，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)了波的特征后學(xué)習(xí)光的波動(dòng)性這一特質(zhì)，而通過光的學(xué)習(xí)，有了光速不變的假設(shè)，才能進(jìn)入相對(duì)論的學(xué)習(xí)，對(duì)全書起承上啟下的作用，而《全反射》在本章是作為光的折射的一種特殊情況，讓學(xué)生們更深一層地理解折射定律，以及了解光纖在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用。 
作用 
（1）通過這部分知識(shí)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)自然界中許多美好的現(xiàn)象進(jìn)行充分的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)用科學(xué)知識(shí)來解釋自然現(xiàn)象。 
（2）通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及多媒體教學(xué)，使學(xué)生了解到光在兩種介質(zhì)界面上發(fā)生的現(xiàn)象（反射和折射），觀察反射光線、折射光線隨入射角的變化而變化，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力，通過相關(guān)物理量變化規(guī)律的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理能力。 
（3）了解我國(guó)光纖技術(shù)的進(jìn)展以及光導(dǎo)纖維在現(xiàn)代科技中的作用，培養(yǎng)愛國(guó)主義熱情和科學(xué)態(tài)度. 
【學(xué)生分析】 
1．學(xué)生的心理特點(diǎn)：高中學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)和其成因興趣較強(qiáng)，樂于探索物理世界的奧秘。 2．學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)：學(xué)生在上一節(jié)課已經(jīng)學(xué)習(xí)了折射定律，能夠根據(jù)折射定律推導(dǎo)出光在均勻介質(zhì)中傳播時(shí)遇到介質(zhì)界面發(fā)生的情況和計(jì)算。 
3．學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)的困難：不能對(duì)光的全反射現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確解釋。 【教學(xué)設(shè)計(jì)思路】 
本節(jié)課以實(shí)驗(yàn)為主線，先用帶有魔術(shù)色彩的實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)，引起同學(xué)們的興趣，并利用這個(gè)時(shí)機(jī)進(jìn)行感恩教育；然后讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全反射自主的探究活動(dòng)，通過學(xué)生間的討論、設(shè)計(jì)、動(dòng)手及合作，使學(xué)生對(duì)全反射概念的理解更加準(zhǔn)確、豐富和全面，開拓學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、交流協(xié)作的能力；之后同學(xué)們了解了全反射在我們生活中的應(yīng)用，如光纖等，并進(jìn)行愛國(guó)教育；課后的水流導(dǎo)光，煙熏小球等自由探究使學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的樂趣，成果展示讓學(xué)生有成就感，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)無止境注，突出從生活走向物理，從物理走向社會(huì)。 【教學(xué)目標(biāo)】 1．知識(shí)與技能 
（1）知道光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)，理解光的全反射現(xiàn)象，掌握發(fā)生全反射的條件。 
（2）理解臨界角的物理意義，會(huì)根據(jù)公式確定光從介質(zhì)射入真空（空氣）時(shí)的臨界角。 2．過程與方法 
（1）創(chuàng)設(shè)新穎有趣的物理情景，通過視頻或演示實(shí)驗(yàn)等有效手段呈現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。 
（2）通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及多媒體教學(xué)，使學(xué)生了解到光在兩種介質(zhì)界面上發(fā)生的現(xiàn)象（反射和折射），觀察反射光線、折射光線隨入射角的變化而變化，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力，通過相關(guān)物理量變化規(guī)律的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理能力。 
 
                    
             
                    
                            3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀 （1）學(xué)生對(duì)自然界中許多美好的現(xiàn)象進(jìn)行充分的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)用科學(xué)知識(shí)來解釋自然現(xiàn)象。 （2）了解我國(guó)光纖技術(shù)的進(jìn)展以及光導(dǎo)纖維在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，培養(yǎng)愛國(guó)主義熱情和科學(xué)態(tài)度。 
【教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)】 
1．全反射的定義以及發(fā)生全反射的條件。 
2．會(huì)根據(jù)公式確定光從介質(zhì)射入真空（空氣）時(shí)的臨界角。 3．解釋全反射現(xiàn)象。 【教學(xué)器材和用具】 
光的反射折射演示儀、硬幣、燒杯、水槽，水、夾子、蠟燭、光亮的小球、空礦泉水瓶、五彩燈、全反射棱鏡、光纖光纜演示儀，多媒體課件等。 【教學(xué)流程】 
  
【教學(xué)過程】 教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 教學(xué)用時(shí) 
【導(dǎo)入新課】 
教師實(shí)驗(yàn)：母親節(jié)快到了，利用給母親送禮物的機(jī)會(huì)引入小魔術(shù)：寫著數(shù)字的卡片變成字母導(dǎo)入新課 。      
 
現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行寫著數(shù)字的卡片變成字母的實(shí)驗(yàn)的演示，讓學(xué)生來觀察。      
 
學(xué)生觀察到在水中寫著數(shù)字的卡片變成了寫著I love you的字母，引起學(xué)生的強(qiáng)烈興趣。     
 
提高學(xué)生的求知欲，為后面的知識(shí)介紹留下伏筆，同時(shí)利用母親節(jié)的機(jī)會(huì)進(jìn)行感恩教育。（亮點(diǎn)1）     
5分鐘 
 
                    
             
                    
                               
學(xué)生實(shí)驗(yàn)：同時(shí)，讓學(xué)生也完成一個(gè)小魔術(shù)：隱形和現(xiàn)形的硬幣。   
   
觀察，指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。    
小組合作完成實(shí)驗(yàn)，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 
   
觀察了老師做的寫著數(shù)字的卡片變成字母的小魔術(shù)，一定也想自己動(dòng)手做一做，更能調(diào)動(dòng)同學(xué)的積極性，為以后的教學(xué)做好鋪墊。（亮點(diǎn)2） 【預(yù)習(xí)指導(dǎo)】 
讓學(xué)生總結(jié)對(duì)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的認(rèn)識(shí)。 【提出問題】 
提出相關(guān)的問題引導(dǎo)：當(dāng)光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，和當(dāng)光從光密介質(zhì)射光疏介質(zhì)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象 
 
特別提醒此處光密非“密度”。 
引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入本節(jié)課學(xué)習(xí)主題。 
 
思考并提出相關(guān)的問題。 
 
讓學(xué)生產(chǎn)生問題，并提出自己的見解，為之后吸收知識(shí)作好鋪墊。 
3分鐘 
【實(shí)驗(yàn)探究】 
學(xué)生分組進(jìn)行光的全反射實(shí)驗(yàn)  
實(shí)驗(yàn)探究：分別畫出光從空氣射入水和光從水射入空氣中的光路圖，試比較圖中折射角和入射角的大小關(guān)系，并思考若光從水射入空氣，繼續(xù)增大入射角，反射光線和入射光線如何變化？   
 
巡視學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況，給予各個(gè)小組不同的指導(dǎo)建議。  
 
實(shí)驗(yàn)，觀察，思考，總結(jié)  
分別畫出光從空氣射入水和光從水射入空氣中的光路圖  
思考若光從水射入空氣，繼續(xù)增大入射角，反射光線和入射光線如何變化？  
用投影儀展示光路圖，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，多方位探究，分析現(xiàn)象原因，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，協(xié)作能力， 激發(fā)學(xué)生動(dòng)腦思考。（亮點(diǎn)3） 
5分鐘 【總結(jié)規(guī)律】 總結(jié)并提出全反射、臨界角的感念，并總結(jié)發(fā)生全反射的條件。  教師通過實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)，講解，對(duì)同學(xué)們的總結(jié)進(jìn)
行歸納：共同得出全反射現(xiàn)象、臨界角、發(fā)生全反射的條件等。 
 
學(xué)生在老師的指導(dǎo)下通過對(duì)本組所完成的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考總結(jié)歸納，得出全反射的知識(shí)，上臺(tái)推導(dǎo)臨界角的計(jì)算公式。 
 
根據(jù)同學(xué)們親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，自己推導(dǎo)總結(jié)出本節(jié)課的概念以及規(guī)律，讓學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)有更深刻得理解。（亮點(diǎn)4） 
10分鐘 
 
                    
             
                    
                            【應(yīng)用提升】 
解答寫著數(shù)字卡片變成字母和硬幣隱形得魔術(shù)得秘密；    
學(xué)生實(shí)驗(yàn)：全反射棱鏡；    
教師實(shí)驗(yàn)：介紹全反射的主要應(yīng)用──光纖；    
學(xué)生總結(jié)全反射在生活中還有哪些應(yīng)用？ 海市蜃樓； 光纖裝飾； 自行車尾燈等。 
 
解釋課前的兩個(gè)小魔術(shù)原理。    
指導(dǎo)學(xué)生完成全反射棱鏡的實(shí)驗(yàn)。   
教師引導(dǎo)，通過實(shí)驗(yàn)向同學(xué)們講解光纖，了解我國(guó)的光纖發(fā)展情況，進(jìn)行愛國(guó)教育。  
展示海市蜃樓視頻，解釋原理；現(xiàn)場(chǎng)展示光纖裝飾。      
 
通過聆聽教師講解，對(duì)全反射知識(shí)有更深刻的理解；   
用投影儀展示成果， 通過完成全反射棱鏡的實(shí)驗(yàn)，了解它的應(yīng)用； 
通過觀察教師的實(shí)驗(yàn)和課件演示，了解光纖的相關(guān)知識(shí)；  
通過觀察教師課件視頻，了解海市蜃樓 有關(guān)知識(shí)；了解光纖裝飾的原理。        
 
用全反射現(xiàn)象解答一些生活或生產(chǎn)上的問題，并了解全反射的主要應(yīng)用，如光纖等。了解我國(guó)的光纖發(fā)展，進(jìn)行愛國(guó)教育，是對(duì)本節(jié)知識(shí)的升華；用投影儀展示成果，讓學(xué)生感到自己的勞動(dòng)是有意義的。 
10分鐘 
【自由探究】 水流導(dǎo)光； 
煙熏小球水中變身“水晶球”。    
 
巡回指導(dǎo)。 
在學(xué)生匯報(bào)后給予講評(píng)，解釋實(shí)驗(yàn)原理。 
 
動(dòng)手實(shí)驗(yàn)； 思考； 
解釋實(shí)驗(yàn)原理。 
 
給學(xué)生自由開放的時(shí)間，讓每位同學(xué)都能感受到探究的樂趣，激發(fā)
他們的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步激發(fā)他們熱愛科學(xué)，崇尚科學(xué)的美好情操。（亮點(diǎn)5） 
5分鐘 
【課堂小結(jié)】 布置拓展訓(xùn)練。 
 
布置拓展訓(xùn)練；  
引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)“我收獲了什么？”  
布置作業(yè)。 
 
總結(jié)，歸納。 
 
培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)會(huì)總結(jié) 
2分鐘 
    
 
                    
             
                    
                            n
C1sin
 
【板書設(shè)計(jì)】 
光的全反射 
一、光密介質(zhì)與光疏介質(zhì) 1．相對(duì)性 
2．光在光密介質(zhì)中傳播速度較小；光在光疏介質(zhì)中傳播速度較大。 3．光密非“密度” 二、全反射 
1．定義 2．臨界角 3．條件 三、全反射的應(yīng)用 
 
【教學(xué)反思】 
1．本節(jié)課先用帶有魔術(shù)色彩的實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)，引起同學(xué)們的興趣，并利用這個(gè)時(shí)機(jī)進(jìn)行感恩教育；然后讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全反射自主的探究活動(dòng)，通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、交流成果等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、交流協(xié)作的能力；之后同學(xué)們了解了全反射在我們生活中的應(yīng)用，如光纖等，并進(jìn)行愛國(guó)教育；課后的水流導(dǎo)光，煙熏小球等自由探究使學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的樂趣，成果展示讓學(xué)生有成就感。注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化；突出從生活走向物理，從物理走向社會(huì)。眾多生活事例，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 
2．做分組實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意儀器的正確使用。教師事先要強(qiáng)調(diào)使用激光筆的安全問題，以免照射傷害到學(xué)生的眼睛。因?yàn)橛冒雸A形的水槽代替玻璃磚，所以要注意操作中加水的位置。另一方面要讓學(xué)生設(shè)法在實(shí)驗(yàn)中得到清晰的光路，例如調(diào)整入射光線的角度等。煙熏小球?qū)嶒?yàn)要強(qiáng)調(diào)把小球全部熏黑,注意打火機(jī)的安全使用等。
光的全反射  導(dǎo)學(xué)案                           
一 、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)、全反射、臨界角的概念。
     2.能判定是否發(fā)生全反射，并能分析解決有關(guān)問題。
     3.了解全反射棱鏡及其應(yīng)用，認(rèn)識(shí)光導(dǎo)纖維知道其工作原理。
二 、學(xué)習(xí)重點(diǎn)
臨界角的概念和全反射的發(fā)生條件。
三、 學(xué)習(xí)難點(diǎn)
用全反射知識(shí)解釋生活中的一些現(xiàn)象。
四 、知識(shí)鏈接
反射定律，折射定律，折射率
五 、學(xué)習(xí)內(nèi)容                                                                              
（一）光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)  （閱讀教材P₄₉，回答下列問題）
1.光疏介質(zhì)：_________________________________________________________
  光密介質(zhì)：_________________________________________________________
光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是______的．
例如：水、空氣和玻璃三種物質(zhì)相比較，水對(duì)空氣來說是光密介質(zhì)，而水對(duì)玻璃來說是光疏介質(zhì)。
2. 光在光密介質(zhì)中傳播速度______，在光疏介質(zhì)中傳播速度______。
3.光疏與光密就是密度嗎？
（二）全反射
實(shí)驗(yàn)探究：分別畫出光從空氣射入水和光從水射入空氣中的光路圖，試比較圖中折射角和入射角的大小關(guān)系，并思考若光從水射入空氣，繼續(xù)增大入射角，反射光線和入射光線如何變化？ （結(jié)合教材P₄₉思考與討論）
 
 
 
 
 
 

1. 全反射的定義

光由__________射入__________時(shí)，隨著入射角的增大，當(dāng)入射角增大到__________時(shí)，折射角增大到90°，折射光線完全消失，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象叫做全反射．

2. 臨界角

試由折射定律推導(dǎo)光有某種介質(zhì)射入真空（或空氣）時(shí)，臨界角與折射率的關(guān)系。（結(jié)合教材P50思考與討論）
 
 

3. 發(fā)生全反射的條件：①_________________； ②_____________．

（三）生活中的全反射現(xiàn)象
1.全反射棱鏡 （閱讀教材P₅₀，思考下列問題）
實(shí)驗(yàn)演示全發(fā)射棱鏡
           A、原理：利用全反射原理
B、作用：改變光路
C、優(yōu)越性：反光率高,接近100%，成像失真小
D、應(yīng)用：精密昂貴的光學(xué)儀器中，如顯微鏡、單反相機(jī)、潛望鏡、望遠(yuǎn)鏡……
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2.光導(dǎo)纖維（閱讀教材P₅₁，思考下列問題）
A、原理：利用全反射原理（思考光纖內(nèi)外層折射率的差別）
B、作用：傳輸光、圖像或者其他信息
C、優(yōu)越性：光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)
D、應(yīng)用：光纖通信，醫(yī)學(xué)及工業(yè)內(nèi)窺鏡，飾品等……
3． 解釋生活中幾種常見的全反射現(xiàn)象
（1）海市蜃樓
（2）煙熏小球
（3）水流導(dǎo)光
（4）你還知道哪些全反射現(xiàn)象呢？
 
 
六、展示提升
在水中的魚看來，水面上和岸上所有的景物都出現(xiàn)在頂角為97.6⁰的倒立圓錐里，為什么？

 
 
 
 
 
 
 
 
七、歸納總結(jié)
八、課后反思
九、課后檢測(cè)
1.光從介質(zhì)a射入介質(zhì)b，如果要在ab介質(zhì)的界面上發(fā)生全反射，那么必須滿足的條件是（    ）
  A.a是光疏介質(zhì)，b是光密介質(zhì)      
B 光在介質(zhì)中a的速度必須大于光在介質(zhì)中b的速度
  C光的入射角必須大于或等入臨界角 
 D必須是單射光
2.光線從某介質(zhì)射入空氣中,當(dāng)入射角為30⁰時(shí),其折射角為45⁰,則這種介空氣的臨界角是 (     )
  A.60⁰             B.45⁰                    C.90⁰                    D.30⁰
3.某介質(zhì)的折射率為，一束光從介質(zhì)射向空氣，入射角為60°，如圖所示的哪個(gè)光路圖是正確的（      ）

 
 
 
 
 
 
 

4. 2009年10月6日，瑞典皇家科學(xué)院在斯德哥爾摩宣布，將2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授英國(guó)華裔科學(xué)家（高錕以及美國(guó)科學(xué)家威拉德·博伊爾和喬治·史密斯．高錕在"有關(guān)光在纖維中的傳輸以用于光學(xué)通信方面"取得了突破性的成就．若光導(dǎo)纖維是由內(nèi)芯和包層組成下列說法正確的是 ( 　　)
A．內(nèi)芯和包層折射率相同，折射率都大          
B．內(nèi)芯和包層折射率相同，折射率都小
C．內(nèi)芯和包層折射率不同，包層折射率較大  
D．內(nèi)芯和包層折射率不同，包層折射率較小
5.如圖所示，一束光從空氣垂直射到直角棱鏡的AB面上，已知棱鏡材料的折射率為1.4，則這束光進(jìn)入棱鏡后的光路圖應(yīng)為下圖中的(　　)


 
6．在陽(yáng)光照射下，充滿霧氣的瀑布上方常常會(huì)出現(xiàn)美麗的彩虹．彩虹是太陽(yáng)光射入球形水珠經(jīng)折射、內(nèi)反射、再折射后形成的．光的折射發(fā)生在兩種不同介質(zhì)的________上，不同的單色光在同種均勻介質(zhì)中________不同．
7. 一束光波以45°的入射角，從AB面射入如圖所示的透明三棱鏡中，棱鏡折射率n＝.試求光進(jìn)入AB面的折射角，并在圖上畫出該光束在棱鏡中的光路．
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

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