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視頻標(biāo)簽：光的全反射
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視頻課題：高中物理選修3-4第十三章第二節(jié)《光的全反射》江西省 - 鷹潭
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高中物理選修3-4第十三章第二節(jié)《光的全反射》江西省 - 鷹潭
全反射教學(xué)設(shè)計
教學(xué)設(shè)計 【課堂引入】
問題：將光亮鐵球出示給學(xué)生看，在陽光下很刺眼，將光亮鐵球夾在試管夾上，放在點燃蠟燭上熏黑，將試管夾和鐵球置于燭焰的內(nèi)焰進(jìn)行熏制，一定要全部熏黑，再讓學(xué)生觀察．然后將熏黑的鐵球浸沒在盛有清水的燒杯中，現(xiàn)象發(fā)生了，放在水中的鐵球變得比在陽光下更亮．好奇的學(xué)生誤認(rèn)為是水泡掉了鐵球上黑色物，當(dāng)老師把試管夾從水中取出時，發(fā)現(xiàn)熏黑的鐵球依然如故，再將其再放入水中時，出現(xiàn)的現(xiàn)象和前述一樣，學(xué)生大惑不解，讓學(xué)生帶著這個疑問開始學(xué)習(xí)新的知識——全反射現(xiàn)象。 【課堂學(xué)習(xí)】
學(xué)習(xí)活動一：全反射現(xiàn)象
問題1：什么是光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)？
不同折射率的介質(zhì)相比較，折射率較大的叫光密介質(zhì)，折射率較小的叫光疏介質(zhì)。舉例說明光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對的。 問題2：什么是全反射現(xiàn)象？
演示實驗：激光束射向半玻璃磚，觀察反射、折射現(xiàn)象。 設(shè)疑：如果入射角變大，反射光線和折射光線可能怎么變化呢？ 學(xué)生猜想：
①反射光，折射光全部消失。 ②反射光消失，只有折射光線。 ③折射光線消失，只有反射光線。
討論推理：第一種假設(shè)是不合理的，因為光傳播的是能量，若反射光線折射光線全部消失顯然違反能量守恒觀點。
第二種假設(shè)也不能成立，在學(xué)習(xí)反射定律時，知道，不論透明還是不透明物體都要反射一部分射到它表面的光，所以必定有反射光線存在。 第三種假設(shè)有可能存在。
實驗驗證：轉(zhuǎn)動光具盤，增大入射角，觀察反射光線和折射光線。
分析總結(jié)：隨著入射角逐漸增大，折射角也逐漸增大，但折射角總是大于入射角。同時還觀察到，折射光線越來越暗，越來越接近90o，當(dāng)入射角增大到一定值時折射光線消失，只剩下入射光線、反射光線。繼續(xù)增大入射角時，仍然觀察不到折射光線。
師生互動：通過實驗我們觀察到第三種假設(shè)在一個特定的條件下是可能成立的，象這種只有反射光線而折射光線消失的現(xiàn)象是全反射現(xiàn)象。 學(xué)習(xí)活動二：全反射條件 問題1：什么是臨界角？
實驗分析：要發(fā)生全反射現(xiàn)象對入射角大小有一定的要求，我們把折射角為90°時的入射角
叫做臨界角。
學(xué)生推導(dǎo)：設(shè)光從某種折射率為n的介質(zhì)設(shè)向空氣或真空時的入射角恰好是臨界角C，此時的折射角r=90°。由折射定律sinC/sinr=1/n，因為sin90°=1，則sinC=1/n。 問題2：全反射條件是什么？
演示實驗：觀察光從空氣射向玻璃和光從玻璃射向空氣時能否發(fā)生全反射，發(fā)生全反射的條件。
分析歸納：光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)不會發(fā)生全反射，光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，當(dāng)入射角大于或等于臨界角，會發(fā)生全反射。
得出結(jié)論：全反射的條件：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，入射角大于或等于臨界角。 問題3：某人在水面上游泳，看見水底發(fā)光體在正下方，當(dāng)他向前游了2 m時恰好看不見發(fā)光體。求發(fā)光體距水面的深度。（n水=4/3）
解析：如圖所示，由于全反射，發(fā)光體發(fā)出的光僅能照亮以2 m為半徑的圓形水面。
由幾何關(guān)系得：sinC=
2
222h 又有sinC=
n1，故2222h=4
3
h≈1.76 m.
問題4：自然界中存在哪些全反射現(xiàn)象？
全反射現(xiàn)象是在特定條件下光的傳播在兩種介質(zhì)界面上發(fā)生的特殊現(xiàn)象，在自然界中卻是常見的光學(xué)現(xiàn)象。例如玻璃中的氣泡看起來特別明亮，神秘的海市蜃樓和沙漠蜃景都是由光的全反射現(xiàn)象
產(chǎn)生的。
學(xué)習(xí)活動三：全反射的應(yīng)用
問題1：全反射現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中有哪些應(yīng)用？
物理學(xué)的研究給予我們解釋自然現(xiàn)象方法，同時也啟迪人們應(yīng)用物理規(guī)律來改造自然，造福人類。醫(yī)學(xué)上被廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維窺鏡就是用全反射原理制成的。 光導(dǎo)纖維
播放醫(yī)生利用光導(dǎo)纖維檢測病人身體的視頻。（讓學(xué)生知道物理與生活聯(lián)系很緊密，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣）光導(dǎo)纖維是利用什么原理？
演示實驗：觀察光導(dǎo)纖維對光的作用，結(jié)合所觀看視頻。 學(xué)生介紹：學(xué)生通過課前查閱有關(guān)資料，介紹光導(dǎo)纖維。 多媒體：介紹光纖通訊，進(jìn)行愛國主義教育。 海市蜃樓 全反射棱鏡
視頻來源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jixiangsibao.com
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