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全反射现象教学设计
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何文胜
教学课题:
全反射现象.
教学目标:
1.知识目标
①理解全反射现象.
②掌握临界角的概念和发生全反射的条件.
③知道自然界中的一些全反射现象.
④知道光纤是利用全反射现象传播光信号的.
2.能力目标
①能通过观察和分析,归纳总结出什么叫光的全反射现象.
②能通过对光路图的分析对比,从而得出发生全反射的条件.
③能运用所学知识解释自然界中的一些全反射现象.
3.情感目标
①体验从观察、分析、比较等获取知识的成功喜悦,从而培养学生热爱实验、勤于思考、乐于探究的科学品质.
②通过全反射现象的应用,从而养成运用科学理论观察和分析周围事物的习惯,并知道物理知识与现代科技的密切关系,进一步增强学习物理的兴趣.
教学重点:
理解全反射现象;掌握临界角的概念和发生全反射的条件.
教学难点:
①知道临界角的概念;知道临界角是发生全反射的最小入射角.
②知道发生全反射的条件.
课时:
1课时
教学过程:
一、设置疑问,导入新课
问题1:曾有几个在沙漠中迷路的人,突然发现前方不远处出现了城堡,于是他们就向城堡走去,但越走离城堡却越远……你们知道这是什么现象造成的吗?
问题2:你们见过海市蜃楼吗?在辽阔的海面出现了种种奇观,忽而是多孔桥般的奇景,忽而显现出从未见过的岛屿,其间有清晰的高楼大厦,周围有冒烟的烟囱,在波涛滚滚的海面上展现出一幅多姿多彩的画卷。古人曾把这种现象认为是蜃(蛟龙)吐气而成的,你们认为是吗?那这种蜃景是怎样形成的呢?
今天我们就来学习与这些问题有关的现象——全反射现象。
二、新课教学
(一)全反射
图片1:一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的平侧面并指向圆心O。
图片2:一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的圆侧面并指向圆心O。
两个实验的入射角都从0°增大到90°的过程中,观察两个实验并比较两个实验现象的相同点和不同点。
提示学生思考:①反射角、折射角随入射角的变化情况;②随入射角增大,反射光线、折射光线的强弱变化情况;③圆侧界面和平侧界面的现象等。(教師演示两遍后,让学生分组讨论并回答)
引导学生归纳:①光从玻璃→空气时,当入射角i大于或等于某一个角度时,折射光线消失,只剩下反射光线的现象,称为光的全反射现象。②光从玻璃→空气时,折射角总大于入射角,折射角先达到90°(此时入射角还小于90°),当折射角达到90°时的入射角称为临界角。
引思:两个实验现象不同的原因是什么?(实验1是光从空气→玻璃,实验2是光从玻璃→空气。)
两种介质有什么不同?(空气的折射率小,玻璃的折射率大,二者相对来说,空气是光疏介质,而玻璃是光密介质。)
是不是只有光从玻璃射入空气才会产生这种全反射现象呢?
通过对大量实验研究证明,凡是光从光密介质→光疏介质(如水→空气,酒精→空气等)都有可能发生全反射现象。引导学生总结什么叫全反射现象?
1.全反射现象:光从光密介质→光疏介质时,折射光消失,只有反射光的现象。
引思:在什么情况下能产生全反射?
引导学生根据实验回答:光从玻璃(光密介质)→空气(光疏介质),且入射角大于或等于某个临界角时,能产生全反射。
2.全反射的条件:
①光从光密介质→光疏介质;
②入射角≥临界角(i≥C)。
3.临界角(C):
(1)定义:光从光密介质→光疏介质时,折射角r=90°时的入射角。
强调:临界角是发生全反射的最小入射角(只有i≥C,才能发生全反射)。
随入射角增大引起全反射的过程,是一个由量变到质变的过程,而临界角是发生质变的关节点。
(2)如何确定临界角?
①实验法:让光从光密介质→光疏介质,调节入射角i的大小,使折射角r=90°,此时的入射角即为介质的临界角。
②计算法:据介质的折射率n求临界角C。
4.比较几种介质的临界角的大小(P145表7-6)。
临界角越小,越容易发生全反射现象,如金刚石(钻石)、玻璃等。
自然界中有全反射现象吗?
(二)自然界中的全反射现象
①早晨看到植物叶面上的露珠晶莹明亮。
引导学生分析:露珠成椭球形,周围是空气,射入露珠的阳光有一部分在下表面(水→空气)发生全反射,这部分光很强,从露珠射出进入观察者眼中,因此感觉露珠晶莹明亮。
(以下情况学生自己分析)
②水中升起的空气泡看上去很亮。
③海市和沙漠地区的蜃景。
(三)全反射的应用——光纤
光纤(用导光性能很好的玻璃纤维制成):利用全反射现象传播光信号。
演示:用光纤传送文字、图象或声音信号。
医学用的内窥镜(如胃镜、场镜等),也是利用光纤传送图像信号。
光纤还可用来进行远距离通信——光纤通信。光纤代替电缆:成本低、容量大、抗干扰能力强。
请同学们课后上网查询,全反射还有哪些应用?
三、课堂小结
1.什么叫全反射现象?
2.产生全反射的条件?
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-全文完-
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