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視頻標簽：全反射
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：高中物理選修3-4第十三章第二節《光的全反射》遼寧省 - 沈陽
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高中物理選修3-4第十三章第二節《光的全反射》遼寧省 - 沈陽
《全反射》教學設計
【課程分析】
《全反射》是高中物理選修3-4第十三章《光》中的第二節的內容，本節知識以光的反射和光的折射為基礎，是反射和折射的交匯點。本節從光的反射和折射入手，探討了光發生全反射的條件以及相關應用。全反射現象與人們的日常生活以及現代科學技術的發展緊密相關，所以，學習這部分知識有著重要的現實意義。 【學情分析】
這個時期的學生學習了物理必修1、2和選修3-1、3-2的教材，已經逐步體會出教材的思想，但部分學生的抽象思維和空間想象能力還比較低，對物理現象和知識的理解、判斷、分析、和推理常常表現出一定的主觀、片面性，這就要求在教學過程中合理安排、指導和引導學生突出重點、突破難點，提高學生分析、歸納、及抽象思維能力。 【設計思路】
教學方法采用直觀、感性的演示實驗和多媒體視頻輔助教學，將演示實驗與多媒體的模擬分析有機結合起來。課堂上，恰當的設疑，引導學生猜想，再通過演示和多媒體分析，最后得出結論。學生既實現了從感性知識到理性知識的飛躍，又體會到了“設疑----猜想----實驗----分析----結論----應用”的研究方法。 【教學目標】
1. 知識目標 ①理解全反射現象.
②掌握臨界角的概念和發生全反射的條件.
③知道自然界中的一些全反射現象. ④知道光纖是利用全反射現象傳播光信號的. 2. 能力目標
①能通過演示實驗進行觀察和分析，歸納總結出什么叫光的全反射現象. ②能通過不同演示實驗進行對比，從而得出發生全反射的條件. ③能運用所學知識解釋自然界中的一些全反射現象. 3.情感目標
①體驗從實驗、觀察、分析、比較等獲取知識的成功喜悅，從而培養學生熱愛實驗、勤于思考、樂于探究的科學品質.
②通過全反射現象的應用，從而養成運用科學理論觀察和分析周圍事物的習慣，并知道物理知識與現代科技的密切關系，進一步增強學習物理的興趣. 【教學重點】
理解全反射現象；掌握臨界角的概念和發生全反射的條件.
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【教學難點】
①知道臨界角的概念；知道臨界角是發生全反射的最小入射角. ②知道發生全反射的條件. 【教 具】
激光演示儀(1臺)、半圓形玻璃磚（1塊）、光導纖維 【教學過程】
一、知識回顧，導入新課
回顧反射和折射定律以及幾種介質的折射率。
通過光的折射引導出光疏介質和光密介質的定義，通過例子引導學生會通過折射率判斷，兩種介質之間誰是光疏介質，誰是光密介質？知道光密介質和光疏介質是相對的不是絕對的。
二、新課教學 （一）全反射
動手畫圖：讓光線從折射率為1.7的介質射入到空氣當中，入射角為30°，由學生畫出光路
圖，并投影展示。
猜想：由于光從光密介質射入光輸介質，所以折射角大于入射角。當增大入射角時，折射角也隨之增大，且折射角最先達到90°。
設疑：當光從光密介質射入光輸介質，折射角達到90°時，折射光線如何？ 實驗：1.首先介紹半圓形玻璃磚的特點，
2.讓一束激光從空氣射向半圓形玻璃磚的圓側面并指向圓心O。 入射角都從0°增大到90°的過程中，觀察折射光線，反射光線。 提示學生觀察: ①反射角、折射角隨入射角的變化情況；
②隨入射角增大，反射光線、折射光線的強弱變化情況； ③圓側界面和平側界面的現象等。
觀察到的現象：①光從玻璃→空氣，入射角＜折射角；
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②光從玻璃→空氣，當入射角增大到某一角度時折射角達到90°，折射光線消失，就只有反射光線了，此后入射角繼續增大，也只有反射光線而無折射光線。
引導學生歸納：
①光從玻璃→空氣時，當入射角i大于或等于某一個角度時，折射光線消失，只剩下反射光線的現象，稱為光的全反射現象。
②光從玻璃→空氣時，折射角總大于入射角，折射角先達到90°（此時入射角還小于90°），當折射角達到90°時的入射角稱為臨界角。
是不是只有光從玻璃射入空氣才會產生這種全反射現象呢？
通過大量實驗研究證明，凡是光從光密介質→光疏介質（如水→空氣，酒精→空氣等）都有可能發生全反射現象。引導學生總結什么叫全反射現象？
1.全反射現象:光從光密介質→光疏介質時，折射光消失，只有反射光的現象。 引思：在什么情況下能產生全反射？
引導學生根據實驗回答：光從玻璃（光密介質）→空氣（光疏介質），且入射角大于或等于某個臨界角時，能產生全反射。
2. 全反射的條件：
①光從光密介質→光疏介質； ②入射角≥臨界角（i≥C）。
教師強調：光從玻璃→空氣，隨入射角增大（但小于臨界角），反射角和折射角都增大，反射光增強，折射光減弱，這是一個量變過程；當入射角達到或大于臨界角時，就發生了質變，折射光消失，發生了全反射現象。
3.臨界角（C）：
臨界角是發生全反射的最小入射角（只有i≥C，才能發生全反射）。 據介質的折射率n求臨界角C。
sin C =1/n
由此可見，可據介質的折射率n計算臨界角C；且n越大，sin C越小，則C越小。 臨界角越小，越容易發生全反射現象，如金剛石（鉆石）等。 三、學以致用 1.課堂探究
生活中發現，在浴缸的側面觀看，可以在水面處看到水中的物體的倒影，用我們剛剛學習的知識解釋，
2.實例分析 ①魚眼里的世界
在水中的魚看來，水面上和岸上的所有景物，都出現在頂角約為97.6°的倒立圓錐里，為什么？
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②全反射棱鏡的應用
③ 光導纖維的應用：利用全反射現象傳播光信號
構造特點：雙層，內芯材料的折射率比外套材料的折射率大 ④ 海市和沙漠地區的蜃景區別。 一個是正立的虛像，一個是倒立的虛像。 四、課堂小結 1. 什么叫全反射現象?
2. 產生全反射的條件? 五、課堂練習
1.一束光從某種介質射入空氣中時，入射角 θ1=30°，折射角θ2=60°，折射光路如圖所示，
則下列說法正確的是（ ） A．此介質折射率為 B．此介質折射率為
C．相對于空氣此介質是光密介質 D．光在介質中速度比在空氣中大
2.一束光線從折射率為1.5的玻璃射向空氣，入射角為45°下列四幅光路圖中正確的是（ ）
A． B． C． D．
3.如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧狀，一細束單色光由MN端面的中點垂直射入，恰好能在弧面EF上發生全反射，然后垂直PQ端面射出。 (1)求該玻璃棒的折射率。 (2)若將入射光向N端平移，
當第一次射到弧面EF上時____發生全反射。 (填“能”“不能”或“無法確定能否”)
【教學反思】
本節課的內容不多，重點是光的全反射現象，學生的興趣很濃厚，但由于課堂上實際條件的限制，光學實驗的效果有些打折扣。但幸虧現代的多媒體技術很給力，我們老師可以選擇從互聯網上下載相關視頻彌補現場實驗的不足，點亮一下課堂的物理特色，或找一個合適的光學實驗室進行實驗，借助錄像機將實驗現場錄制下來到課堂上播放。
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
