2019-2020年新課標(biāo)粵教版3-4選修三4.3《認(rèn)識(shí)光的全反射現(xiàn)象》WORD教案1.doc
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認(rèn)識(shí)光的全反射現(xiàn)象 教案 一、教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)與技能: (1)理解光的全反射現(xiàn)象; (2)掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件; (3)了解全反射現(xiàn)象的應(yīng)用. 2.過(guò)程與方法: 通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn),理解光的全反射現(xiàn)象,概括出發(fā)生全反射的條件,培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力;通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)引起學(xué)生思維海洋中的波瀾,培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象分析本質(zhì)的方法、能力. 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀 (1)滲透學(xué)生愛(ài)科學(xué)的教育,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科學(xué)、愛(ài)科學(xué)、用科學(xué)的習(xí)慣。 (2)生活中的物理現(xiàn)象很多,能否用科學(xué)的理論來(lái)解釋它。 (3)更科學(xué)的應(yīng)用生活中常見(jiàn)的儀器、物品. 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1.重點(diǎn)是掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件,折射角等于90時(shí)的入射角叫做臨界角,當(dāng)光線從光密介質(zhì)射到它與光疏介質(zhì)的界面上時(shí),如果入射角等于或大于臨界角就發(fā)生全反射現(xiàn)象. 2.全反射的應(yīng)用,對(duì)全反射現(xiàn)象的解釋.光導(dǎo)纖維、自行車的尾燈是利用了全反射現(xiàn)象制成的;海市蜃樓、沙漠里的蜃景也是由于全反射的原因而呈現(xiàn)的自然現(xiàn)象. 三、教具 1.全反射現(xiàn)象演示儀,接線板,煙霧發(fā)生器,火柴,產(chǎn)生煙霧的煙霧源,半圓柱透明玻璃磚(半圓柱透鏡),彎曲的細(xì)玻璃棒(或光導(dǎo)纖維). 2.燒杯,水,蠟燭,火柴,試管夾、鍍鉻的光亮鐵球(可夾在試管夾上). 3.自行車尾燈(破碎且內(nèi)部較完整). 4.直尺 四、主要教學(xué)過(guò)程 (一)引入新課 演示Ⅰ將光亮鐵球出示給學(xué)生看,在陽(yáng)光下很刺眼,將光亮鐵球夾在試管夾上,放在點(diǎn)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(méi)在盛有清水的燒杯中,放在水中的鐵球變得比在陽(yáng)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質(zhì),當(dāng)老師把試管夾從水中取出時(shí),發(fā)現(xiàn)熏黑的鐵球依然如故,再將其再放入水中時(shí),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(gè)疑問(wèn)開(kāi)始學(xué)習(xí)新的知識(shí)——全反射現(xiàn)象. (二)新課教學(xué) 1. 全反射現(xiàn)象. (1)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì). 光密介質(zhì):對(duì)于兩種介質(zhì)來(lái)說(shuō),光在其中傳播速度較小的介質(zhì),即絕對(duì)折射率較大的介質(zhì); 光疏介質(zhì):對(duì)于兩種介質(zhì)來(lái)說(shuō),光在其中傳播速度較大的介質(zhì),即絕對(duì)折射率較小的介質(zhì)。 光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對(duì)的.例如:水、空氣和玻璃三種物質(zhì)相比較,水對(duì)空氣來(lái)說(shuō)是光密介質(zhì),而水對(duì)玻璃來(lái)說(shuō)是光疏介質(zhì)。 思考:光線由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)(例如由空氣射入水),折射角-----于入射角; 光線由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)(例如由水射入空氣),折射角-----于入射角。 (2)全反射現(xiàn)象 既然光線由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí),折射角大于入射角,由此可以預(yù)料,當(dāng)入射角增大到一定程度時(shí),折射角就會(huì)增大到90,如果入射角再增大,會(huì)出現(xiàn)什么情況呢? 觀察實(shí)驗(yàn): 演示Ⅱ:將半圓柱透明玻璃磚的半圓一側(cè)靠近激光光源一側(cè),使直平面垂直光源與半圓柱透明玻璃磚中心的連線,點(diǎn)燃煙霧發(fā)生器中的煙霧源置于激光演示儀中,將接線板接通電源,打開(kāi)激光器的開(kāi)關(guān).一束激光垂直于半圓柱透明玻璃磚的直平面入射,讓學(xué)生觀察.我們研究光從半圓柱透鏡射出的光線的偏折情況。此時(shí)入射角0,折射角亦為零度,即沿直線透出;當(dāng)入射角增大一些時(shí),此時(shí),會(huì)有微弱的反射光線和較強(qiáng)的折射光線,同時(shí)可觀察出反射角等于入射角,折射角大于入射角,隨著入射角的逐漸增大,反射光線就越來(lái)越強(qiáng),而折射光線越來(lái)越弱,當(dāng)入射角增大到某一角度,使折射角達(dá)到90時(shí),折射光線完全消失,只剩下反射光線. 光傳播到兩種介質(zhì)的界面上時(shí),通常要同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象,若滿足了某種條件,光線不再發(fā)生折射現(xiàn)象,而全部返回到原介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象叫全反射現(xiàn)象. 那么滿足什么條件就可以產(chǎn)生全反射現(xiàn)象呢? 2.發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件. (1) 臨界角C.折射角等于90時(shí)的入射角叫做臨界角,用符號(hào)C表示. 光從折射率為n的某種介質(zhì)射到空氣(或真空)時(shí)的臨界角C就是折射角等于90時(shí)的入射角,根據(jù)折射定律可得: (2)發(fā)生全反射的條件. ①光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì); ②入射角等于或大于臨界角. 思考:一束光線射到兩種介質(zhì)界面時(shí),是否一定會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象?(學(xué)生回答) 3.對(duì)全反射現(xiàn)象的解釋. (1)引入新課的演示實(shí)驗(yàn)Ⅰ.被蠟燭熏黑的光亮鐵球外表面附著一層未燃燒完全的碳蠟混和物,對(duì)水來(lái)說(shuō)是不浸潤(rùn)的,當(dāng)該球從空氣進(jìn)入水中時(shí),在其外表面上會(huì)形成一層很薄的空氣膜,當(dāng)有光線透過(guò)水照射到水和空氣界面上時(shí),會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象,而正對(duì)小球看過(guò)去會(huì)出現(xiàn)一些較暗的區(qū)域,這是入射角小于臨界角的區(qū)域,明白了這個(gè)道理再來(lái)看這個(gè)實(shí)驗(yàn),學(xué)生會(huì)有另一番感受. (2)讓學(xué)生觀察自行車尾燈.用燈光來(lái)照射尾燈時(shí),尾燈很亮,也是利用全反射現(xiàn)象制成的儀器.在講完全反射棱鏡再來(lái)體會(huì)它的原理就更清楚了.可先讓學(xué)生觀察自行車尾燈內(nèi)部的結(jié)構(gòu),回想在夜間看到的現(xiàn)象.引導(dǎo)學(xué)生注意生活中的物理現(xiàn)象,用科學(xué)知識(shí)來(lái)解釋它,從而更好的利用它們?yōu)槿祟惙?wù). (3)用激光演示儀的激光光源演示光導(dǎo)纖維傳播光的現(xiàn)象,或用彎曲的細(xì)玻璃棒進(jìn)行演示,配合作圖來(lái)解釋現(xiàn)象: 從細(xì)玻璃棒一端射進(jìn)棒內(nèi)的光線,在棒的內(nèi)壁多次發(fā)生全反射,沿著鋸齒形路線由棒的另一端傳了出來(lái),玻璃棒就像一個(gè)能傳光的管子一樣. 實(shí)際用的光導(dǎo)纖維是非常細(xì)的特制玻璃絲,直徑只有幾μm到100μm左右,而且是由內(nèi)心和外套兩層組成的,光線在內(nèi)心外套的界面上發(fā)生全反射,如果把光導(dǎo)纖維聚集成束,使其兩端纖維排列的相對(duì)位置相同,這樣的纖維就可以傳遞圖像. (4)向?qū)W生出示有關(guān)材料,讓學(xué)生閱讀大氣中的光現(xiàn)象——蒙氣差,海市蜃樓,沙漠里的蜃景. 例一.已知如圖1所示,介質(zhì)Ⅱ?yàn)榭諝猓橘|(zhì)Ⅰ的折射率為,下列說(shuō)法中正確的是[ ]. A.光線a、b都不能發(fā)生全反射 B.光線a、b都能發(fā)生全反射 C.光線a發(fā)生全反射,光線b不發(fā)生全反射 D.光線a不發(fā)生全反射,光線b發(fā)生全反射 解析:根據(jù)發(fā)生全反射的條件,光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)中時(shí),介質(zhì)Ⅰ對(duì)空氣Ⅱ來(lái)說(shuō)是光密介質(zhì),所以光線a可能發(fā)生全反射,介質(zhì)Ⅰ的臨界角為: 注意圖中光線a給的是與界面的夾角30,而此時(shí)的入射角為60>45,故光線a能發(fā)生全反射,故正確選擇答案為(C). 例2 如圖2所示,一束光線從空氣射入某介質(zhì),入射光線與反射光線夾角為90,折射光線與入射光線延長(zhǎng)線間夾角為15,求:(1)該介質(zhì)的折射率;(2)光在該介質(zhì)中傳播的速度;(3)當(dāng)光從介質(zhì)射入空氣時(shí)的臨界角. 解:根據(jù)題意入射光線與反射光線的夾角為90,又根據(jù)光的反射定律,反射角等于入射角,即α=β=45. 2019-2020年新課標(biāo)粵教版3-4選修三4.3《認(rèn)識(shí)光的全反射現(xiàn)象》WORD教案1 所以(1) (2) (3) C=45 (三)課堂小結(jié) 1.全反射現(xiàn)象是非常重要的光學(xué)現(xiàn)象之一,產(chǎn)生全反射現(xiàn)象的條件是:①光從光密介質(zhì)射到它與光疏介質(zhì)的界面上,②入射角等于或大于臨界角.這兩個(gè)條件都是必要條件,兩個(gè)條件都滿足就組成了發(fā)生全反射的充要條件. 2.全反射的應(yīng)用在實(shí)際生活中是非常多的.在用全反射的知識(shí)解釋時(shí),特別要注意是否滿足兩個(gè)條件.回答這類問(wèn)題要注意邏輯推理,一般是依據(jù)條件要敘述清楚,根據(jù)要給充分,結(jié)論要簡(jiǎn)明. 3.臨界角是幾何光學(xué)中一個(gè)非常重要的概念,但在高中階段不宜深入討論臨界角的情況. 五、教學(xué)說(shuō)明 1.注意講清垂直入射到半圓柱透鏡的圓弧面上的光線不研究,只研究光線從半圓柱透鏡直平面上發(fā)生的反射、折射現(xiàn)象,這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象應(yīng)讓學(xué)生做記錄,從而驗(yàn)證在折射定律一節(jié)中提到的反射光線、折射光線隨入射角變化而變化的結(jié)論. 2.本節(jié)習(xí)題與問(wèn)題解釋不要涉及具體的技術(shù)問(wèn)題,也不要討論偏題、難題,只要達(dá)到讓學(xué)生理解臨界角和全反射現(xiàn)象就夠了. 小制作:能夠?qū)Ч獾乃鳎ㄈ瓷湓恚?讓學(xué)生課后討論并制作) 把小燈泡裝在試管里密封起來(lái),下面系個(gè)鐵塊,然后放進(jìn)大塑料瓶中。塑料瓶的瓶壁開(kāi)一個(gè)直徑約2mm的小孔,用紙把塑料瓶包好,除了開(kāi)孔處外,不使里面的光透出來(lái)。瓶中灌水,水從孔中流出,同時(shí)點(diǎn)亮燈泡,可以看到水流落地點(diǎn)比別處亮得多,如何解釋這個(gè)現(xiàn)象? 解答:光線從水中進(jìn)入水流,可以將水流看成是一條水光纜,而外面的空氣相對(duì)于水流就成了光疏介質(zhì),光線在里面發(fā)生全反射,出不來(lái),因此光線就沿著水流傳播,所以水流落地點(diǎn)比別處亮得多。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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