全反射

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
一、教材分析
《全反射》是高中物理選修3-4的必修內(nèi)容,這一節(jié)是在學(xué)生學(xué)習(xí)了光的反射、光的折射之后編寫的,是反射和折射的交匯點(diǎn)。本節(jié)就從光的折射入手,探討了光發(fā)生全反射的條件,以及相關(guān)應(yīng)用。全反射現(xiàn)象與人們的日常生活以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān),所以,學(xué)習(xí)這部分知識(shí)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
二、目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo):
(1)理解光密介質(zhì)、光疏介質(zhì)的概念及全反射現(xiàn)象;掌握臨界角的概念和全反射條件;了解全反射的應(yīng)用。
(2)培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、解決問題的能力。
2.能力目標(biāo):
(1)用實(shí)驗(yàn)的方法,通過討論、分析過程,用準(zhǔn)確的語言歸納全反射現(xiàn)象;培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
(2)啟發(fā)學(xué)生積極思維,鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力。
3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo):
(1)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,進(jìn)行科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法教育。
(2)感悟物理學(xué)研究中理論與實(shí)踐的辨證關(guān)系。
三、重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):臨界角的概念及全反射條件
難點(diǎn):全反射現(xiàn)象的應(yīng)用
四、學(xué)情分析
學(xué)生是教學(xué)過程中的主體,這個(gè)時(shí)期的學(xué)生學(xué)習(xí)了物理一、二冊(cè)的教材,已經(jīng)逐步體會(huì)出教材的思想,但是大多數(shù)學(xué)生的抽象思維和空間想象能力還比較低,對(duì)物理現(xiàn)象和知識(shí)的理解、判斷、分析、和推理常常表現(xiàn)出一定的主觀性、片面性、和表面性,這就要求在教學(xué)過程中合理安排、指導(dǎo)和引導(dǎo)學(xué)生突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn),提高學(xué)生分析、歸納、及抽象思維能力。
五、教學(xué)方法
1、教學(xué)方法采用直觀、感性的實(shí)驗(yàn)和視頻,將演示實(shí)驗(yàn)與多媒體的模擬分析有機(jī)的結(jié)合起來。課堂上,盡可能多的留給學(xué)生參與教學(xué)的思維空間。恰當(dāng)?shù)脑O(shè)疑,引導(dǎo)學(xué)生猜想,再通過演示和多媒體分析,最后得出結(jié)論。學(xué)生既實(shí)現(xiàn)了從感性知識(shí)到理性知識(shí)的飛躍,又體會(huì)到了“設(shè)疑----猜想----實(shí)驗(yàn)----分析----結(jié)論”的研究方法
2、學(xué)案導(dǎo)學(xué):見后面的學(xué)案
3、新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
六、課前準(zhǔn)備
1.學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備:結(jié)合學(xué)案預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。了解基本概念,初步認(rèn)識(shí)全反射的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
2.教師的教學(xué)準(zhǔn)備:教具的準(zhǔn)備,學(xué)案的準(zhǔn)備
七、課時(shí)安排:1課時(shí)
八、教學(xué)過程
1、預(yù)習(xí)檢查
檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對(duì)性。
2、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情景,導(dǎo)入課題
演示: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(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(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)疑問開始學(xué)習(xí)新的知識(shí)??全反射現(xiàn)象
3、合作探究,精講點(diǎn)撥
(1)光密介質(zhì)、光疏介質(zhì)
任意兩種介質(zhì)相比較,我們把折射率小的介質(zhì)叫光疏介質(zhì),折射率大的介質(zhì)叫光密介質(zhì)。
舉例說明光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)的。
(2)全反射現(xiàn)象
演示實(shí)驗(yàn):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?yàn)楣鈧鞑サ氖悄芰浚舴瓷涔饩折射光線全部消失顯然違反能量守恒觀點(diǎn)。
第二種假設(shè)也不能成立,在學(xué)習(xí)反射定律時(shí),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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)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(shí)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(shí),仍然觀察不到折射光線。
師生互動(dòng):通過實(shí)驗(yàn)我們觀察到第三種假設(shè)在一個(gè)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。
(3)臨界角
實(shí)驗(yàn)分析:要發(fā)生全反射現(xiàn)象對(duì)入射角大小有一定的要求,我們把折射角為90°時(shí)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(shí)的入射角恰好是臨界角C,此時(shí)的折射角r=90°。由折射定律sinC/sinr=1/n,因?yàn)閟in90°=1,則sinC=1/n。
(4)全反射條件
演示實(shí)驗(yàn):觀察光從空氣射向玻璃和光從玻璃射向空氣時(shí)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(huì)發(fā)生全反射,光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí),當(dāng)入射角大于或等于臨界角,會(huì)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。
師生互動(dòng):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,神秘的海市蜃樓都是由光的全反射現(xiàn)象產(chǎn)生的。物理學(xué)的研究給予我們解釋自然現(xiàn)象方法,同時(shí)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。
(5)光導(dǎo)纖維
播放醫(yī)生利用光導(dǎo)纖維檢測(cè)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(shí)驗(yàn):觀察光導(dǎo)纖維對(duì)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。
4、反思總結(jié),當(dāng)堂檢測(cè)
教師組織學(xué)生反思本節(jié)課的內(nèi)容,并總結(jié)學(xué)到的知識(shí)。利用學(xué)案進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè),引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)框架并反饋學(xué)習(xí)情況。
5、發(fā)導(dǎo)學(xué)案,布置預(yù)習(xí)
九、板書設(shè)計(jì)
全反射
一、光密介質(zhì):
光疏介質(zhì):
二、全反射
1、現(xiàn)象
2、臨界角
3、發(fā)生條件
三、光導(dǎo)纖維
十、教學(xué)反思

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