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[教案] 普通高中课程标准实验教科书（选修3-4） 第十三章 光 第七节 全反射 区县：宝坻区 单位：宝坻区第四中学 姓名：张新江 学科：物理 教学目标 1．知识与技能： （1）理解光的全反射现象 （2）掌握临界角的概念和发生全反射的条件 （3）了解光导纤维的工作原理和光导纤维在生产生活中的应用 2．过程与方法： （1）通过水槽中小球的全反射实验引课，激发学生的探究欲望。 （2）通过观察玻璃砖的演示实验，理解光的全反射现象及临界角的概念，概括出发生全反射的条件，培养学生的观察、概括能力。 （3）通过观察玩具“满天星”的演示实验，进一步探索光导纤维的工作原理，培养学生透过现象分析本质的方法、能力。 （4）通过对光纤通信及医学内窥镜等问题的讲解，引导学生学以致用，解决实际的问题。 3．情感、态度与价值观： （1）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。 （2）使学生认识到物理学对科技进步和社会发展的巨大推动作用，树立将知识应用于实践、促进科技进步、服务社会的责任感。 重点、难点分析： （1）重点：临界角的概念、发生全反射的条件 （2）难点：全反射知识的应用 教具： 镀铬铁球、蜡烛、水槽、激光器、玻璃砖、玩具“满天星”等 教学手段： 多媒体课件、演示实验 主要教学过程： （一）引入新课 [演示实验]将光亮铁球出示给学生看，将光亮铁球放在点燃蜡烛上熏黑，（一定要全部熏黑，再让学生观察．）然后将熏黑的铁球浸没在盛有清水的水槽中，放在水中的铁球重又变得光亮．好奇的学生误认为是水泡掉了铁球上黑色物质，当老师把铁球从水中取出时，发现熏黑的铁球依然如故，再将其再放入水中时，出现的现象和前述一样，学生大惑不解，让学生带着这个疑问开始学习新的知识——全反射现象． （二）新课教学 1．全反射现象． 定性的给出光从玻璃斜射入空气的光路图。 既然光线从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角，由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到90°。 [教师提问]：如果入射角再增大，会出现什么情况呢？ [学生猜想]： [观察实验]： [演示实验]：将半圆形透明玻璃砖的半圆一侧靠近激光光源一侧，使直平面垂直光源与半圆柱透明玻璃砖中心的连线，一束激光垂直于半圆形透明玻璃砖的直平面入射。逐渐增大入射角，我们研究光从半圆柱透镜射出的光线的偏折情况。 [教师提问，学生总结实验现象]： 最初入射角0°，折射角亦为零度，即沿直线透出；当入射角增大一些时，此时，会有反射光线和折射光线，同时可观察出反射角等于入射角，折射角大于入射角，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线． 同时，我们还应注意到，随着入射角的不断增大，反射光线增强，而折射光线减弱。当发生全反射时，发射光与入射光强度相同。即从能量的角度来讲，全反射也是能量的全反射。 引出全反射现象 全反射现象：光传播到两种介质的界面上时，通常要同时发生反射和折射现象，若满足了某种条件，光线不再发生折射，而全部返回到原介质中传播的现象叫全反射现象． [教师提问]：那么满足什么条件就可以产生全反射现象呢？ [学生思考]： [教师引导]：（1）对两种介质的要求 （2）对入射光线的要求 2．发生全反射现象的条件． （1）光密介质与光疏介质： [教师提示]：相对性 （2）临界角C．折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用符号C表示． [学生推导]： 光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临界角C就是折射角等于90°时的入射角，根据折射定律可得： （3）发生全反射的条件．[学生归纳] ①光从光密介质进入光疏介质； ②入射角等于或大于临界角． [教师解释]：引课实验的实验现象产生的原因：光线的全反射。 另：钻石的璀璨、神秘的光芒正是由于光线在其中发生多次全反射的结果。此外，玻璃中的气泡显得特别明亮、露珠显得幽暗，这些都是全反射造成的。 [加强教育]可见，我们生活在一个五彩缤纷的世界中，我们身边的许多现象都是十分的神奇的，但我们必须用科学的眼光看问题，揭开事物的表象，探究其深刻的物理本质，用科学知识来解释它，从而更好的利用它们为人类服务！ 过渡：人们研究全反射，除了解释一些物理现象外，还有什么别的价值吗？ 3．全反射的应用---光导纤维 [演示实验]：玩具“满天星” 教师引导学生将其转化成物理模型：传导光的玻璃棒 [教师提问]：根据所学，试解释现象产生的原因 [学生讨论回答] 解释： 从细玻璃棒一端射进棒内的光线，在棒的内壁多次发生全反射，沿着锯齿形路线由棒的另一端传了出来，玻璃棒就像一个能传光的管子一样．即：光的全反射原理 [引出对光导纤维的介绍]