光的全反射教案

全反射

一、教学目标

1．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.

2．能力目标：

通过观察演示实验，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．

3．德育目标：

渗透学生爱科学的教育，培养学生学科学、爱科学、用科学的习惯，生活中的物理现象很多，能否用科学的理论来解释它，更科学的应用生活中常见的仪器、物品．

二、教学重点

全反射条件，临界角概念及应用.

三、教学难点

临界角概念、临界条件时的光路图及解题.

四、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.

五、教学用具

玩具光纤 玻璃瓶 激光枪

六、课时安排:1 课时

七、教学过程

（一）设疑引入新课

让学生观察市面上卖的玩具光纤---满天星，提出问题，引入新课。

（二）进行新课

让学生到黑板前完成以下四幅光路图（完整光路图）

1．光密介质和光疏介质

1.1 给出光密介质和光疏介质概念.

1.2 让学生指出以上两个图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.

1.3 （投影片出示填空题）

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）

2．全反射

（设置悬念，诱发疑问）

［教师］当光从水中射入空气中时，折射角应该大于入射角。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）然后做实验

2.1 出示实验器材，介绍实验.

玻璃瓶内注入一部分浓茶水，液面上方充满烟雾。让激光枪从玻璃瓶的一侧射入，入射光斜射到茶水的内表面上。在烟雾中就能清晰地看到折射光线，同时在茶水中还可以看到一条微弱的反射光束。

［问］增大入射角，你们看到了什么现象？

［学生甲］入射角增大，反射角和折射角都增大.

［学生乙］反射光越来越亮，折射光越来越暗.

当入射角增大到一定程度时，折射光线刚刚冒出水面，沿着水面掠过，这说明折射角已经接近90°。再增大入射角，折射光线完全消失，只剩下反射光线，且反射光线变得更亮.。

（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.

3．发生全反射的条件

3.1 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，即折射角等于90°时的入射角。用字母C表示. ［教师启发］若已知水的折射率为n,那么光从水中射向空气时发生全反射的临界角多大？ 学生领会，列出算式：sinC

sin90=n

［教师］这样对吗？错在哪儿？

［学生甲］光不是从空气进入水。

［教师］对了.你们自己改正过来. 学生列出正确计算式：sinCsin90=1nsinC=

1

n1n 教师点明临界角的计算公式：sinC=

3.2 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］光从水中进入空气.

［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.

3.3 巩固练习

［投影幻灯片］如图E为两面平行的玻璃砖，一束光从AA′面入射.当逐渐增大其入射角θ时，有没有可能在BB′面上发生全反射？（部分学生马上说，可能）

［教师］根据？

［学生］是从光密介质到光疏介质.

［教师］仅此就够了吗？

［学生］入射角大于临界角.

［教师］本题中入射角一定能大于临界角吗？

［学生］可能吧.

［教师］再想想，入射到BB′处的光线是第一个界面处折射过来的光，不是光源直接发出的.

（学生思考，议论）

［学生甲］不可能发生全反射.因为AA′∥BB′，所以图中i=r,由n

90°,所以sinr＜1

nsinsinrsinn 得sinr=,θ＜ 即sini＜1

n，即i＜C，所以不能发生全反射.

［教师］好极了，注意要同时满足两个条件.

4．全反射现象及其应用

4.1水中的气泡看起来特别的明亮,图解如图

4.2荷叶上的露珠在阳光下闪闪发光

.

4.3光导纤维

播放录像，然后教师补充介绍有关光纤通信的现状和前景。

（四）同步练习

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

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

2.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，在阳光的照耀下格外耀眼

B、玻璃中的气泡

C、用光导纤维传输图像信号

D、插在水中的筷子看起来向上折了

3.某介质的折射率为 ，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？

（三）课堂小结

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F）. sinC=1

n

3．自然界中的全反射现象

4．光导纤维的原理及它广阔的应用前景.

（五）布置作业

1.课本P15练习四（3）（4）（5）

2.阅读课后材料并自制实验模拟海市蜃楼：

实验器材：玻璃缸，水，白色蔗糖，玩具激光枪。

实验过程：先在玻璃缸中加入少量水，再向水中不断加入蔗糖，并让蔗糖析出为止，这样就配置成了浓度很高的蔗糖溶液。再在蔗糖溶液上面缓慢加入清水。加水时注意不能让溶液与清水混合。1-2天后，由于蔗糖分子的扩散，在玻璃缸里就形成了密度分布不均匀的蔗糖溶液。用激光枪发出的光从玻璃缸外侧射入溶液，可清晰的看到溶液中弯曲的光路。

（六）板书设计

全反射

一、教学目标

1．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.

2．能力目标：

通过观察演示实验，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．

3．德育目标：

渗透学生爱科学的教育，培养学生学科学、爱科学、用科学的习惯，生活中的物理现象很多，能否用科学的理论来解释它，更科学的应用生活中常见的仪器、物品．

二、教学重点

全反射条件，临界角概念及应用.

三、教学难点

临界角概念、临界条件时的光路图及解题.

四、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.

五、教学用具

玩具光纤 玻璃瓶 激光枪

六、课时安排:1 课时

七、教学过程

（一）设疑引入新课

让学生观察市面上卖的玩具光纤---满天星，提出问题，引入新课。

（二）进行新课

让学生到黑板前完成以下四幅光路图（完整光路图）

1．光密介质和光疏介质

1.1 给出光密介质和光疏介质概念.

1.2 让学生指出以上两个图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.

1.3 （投影片出示填空题）

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）

2．全反射

（设置悬念，诱发疑问）

［教师］当光从水中射入空气中时，折射角应该大于入射角。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）然后做实验

2.1 出示实验器材，介绍实验.

玻璃瓶内注入一部分浓茶水，液面上方充满烟雾。让激光枪从玻璃瓶的一侧射入，入射光斜射到茶水的内表面上。在烟雾中就能清晰地看到折射光线，同时在茶水中还可以看到一条微弱的反射光束。

［问］增大入射角，你们看到了什么现象？

［学生甲］入射角增大，反射角和折射角都增大.

［学生乙］反射光越来越亮，折射光越来越暗.

当入射角增大到一定程度时，折射光线刚刚冒出水面，沿着水面掠过，这说明折射角已经接近90°。再增大入射角，折射光线完全消失，只剩下反射光线，且反射光线变得更亮.。

（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.

3．发生全反射的条件

3.1 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，即折射角等于90°时的入射角。用字母C表示. ［教师启发］若已知水的折射率为n,那么光从水中射向空气时发生全反射的临界角多大？ 学生领会，列出算式：sinC

sin90=n

［教师］这样对吗？错在哪儿？

［学生甲］光不是从空气进入水。

［教师］对了.你们自己改正过来. 学生列出正确计算式：sinCsin90=1nsinC=

1

n1n 教师点明临界角的计算公式：sinC=

3.2 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］光从水中进入空气.

［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.

3.3 巩固练习

［投影幻灯片］如图E为两面平行的玻璃砖，一束光从AA′面入射.当逐渐增大其入射角θ时，有没有可能在BB′面上发生全反射？（部分学生马上说，可能）

［教师］根据？

［学生］是从光密介质到光疏介质.

［教师］仅此就够了吗？

［学生］入射角大于临界角.

［教师］本题中入射角一定能大于临界角吗？

［学生］可能吧.

［教师］再想想，入射到BB′处的光线是第一个界面处折射过来的光，不是光源直接发出的.

（学生思考，议论）

［学生甲］不可能发生全反射.因为AA′∥BB′，所以图中i=r,由n

90°,所以sinr＜1

nsinsinrsinn 得sinr=,θ＜ 即sini＜1

n，即i＜C，所以不能发生全反射.

［教师］好极了，注意要同时满足两个条件.

4．全反射现象及其应用

4.1水中的气泡看起来特别的明亮,图解如图

4.2荷叶上的露珠在阳光下闪闪发光

.

4.3光导纤维

播放录像，然后教师补充介绍有关光纤通信的现状和前景。

（四）同步练习

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

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

2.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，在阳光的照耀下格外耀眼

B、玻璃中的气泡

C、用光导纤维传输图像信号

D、插在水中的筷子看起来向上折了

3.某介质的折射率为 ，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？

（三）课堂小结

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F）. sinC=1

n

3．自然界中的全反射现象

4．光导纤维的原理及它广阔的应用前景.

（五）布置作业

1.课本P15练习四（3）（4）（5）

2.阅读课后材料并自制实验模拟海市蜃楼：

实验器材：玻璃缸，水，白色蔗糖，玩具激光枪。

实验过程：先在玻璃缸中加入少量水，再向水中不断加入蔗糖，并让蔗糖析出为止，这样就配置成了浓度很高的蔗糖溶液。再在蔗糖溶液上面缓慢加入清水。加水时注意不能让溶液与清水混合。1-2天后，由于蔗糖分子的扩散，在玻璃缸里就形成了密度分布不均匀的蔗糖溶液。用激光枪发出的光从玻璃缸外侧射入溶液，可清晰的看到溶液中弯曲的光路。

（六）板书设计