數學教案：全反射

數學教案：全反射

教學目標

1、知識與技能目標

（1）理解光密介質、光疏介質的概念及全反射現象；掌握臨界角的概念和全反射條件；瞭解全反射的應用。

（2）培養學生觀察、分析、解決問題的能力。

2、過程與方法目標

（1）用實驗的方法，透過討論、分析過程，用準確的語言歸納全反射現象；培養學生創新精神和實踐能力。

（2）啓發學生積極思維，鍛鍊學生的語言表達能力。

3、情感態度與價值觀目標

（1）培養學生學習物理的興趣，進行科學態度、科學方法教育。

（2）感悟物理學研究中理論與實踐的辨證關係。

教學重點和難點

1、教學重點：臨界角的概念及全反射條件

2、教學難點：全反射現象的應用

教學方法

實驗、多媒體，討論

教學過程

1、創設實驗情景，匯入課題

演示：光線沿彎折的玻璃棒射出，這又是爲什麼？引入全反射。

2、新課教學

（1）全反射現象

演示實驗：激光束射向半玻璃轉，觀察反射、折射現象。

設 疑：如果入射角變大，反射光線和折射光線可能怎麼變化呢？

學生猜想：

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：第一種假設是不合理的，因爲光傳播的是能量，若反射光線折射光線全部消失違反能量守恆觀點。

第二種假設也不能成立，在學習反射定律時，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。

第三種假設有可能存在。

（可以給出數據計算推斷）

實驗驗證：轉動光具盤，增大入射角，觀察反射光線和折射光線。

分析總結：隨着入射角逐漸增大，折射角也逐漸增大，但折射角總是大於入射角。同時還觀察到，折射光線越來越暗，越來越接近90o，當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。繼續增大入射角時，仍然觀察不到折射光線。

師生互動：透過實驗我們觀察到第三種假設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象是全反射現象。

（2）光密介質、光疏介質

任意兩種介質相比較，我們把折射率小的介質叫光疏介質，折射率大的介質叫光密介質。

舉例說明光密介質和光疏介質是相對的。

（3）臨界角

實驗分析：要發生全反射現象對入射角大小有一定的要求，我們把折射角爲90°時的入射角叫做臨界角。

學生推導：設光從某種折射率爲n的介質設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，因爲sin90°=1，則sinC=1/n。

（4）全反射條件

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生全反射，發生全反射的條件。

分析歸納：光從光疏介質射向光密介質不會發生全反射，光從光密介質射向光疏介質時，當入射角大於或等於臨界角，會發生全反射。

得出結論：全反射的條件：光從光密介質射向光疏介質，入射角大於或等於臨界角。

師生互動：全反射現象是在特定條件下光的傳播在兩種介質介面上發生的特殊現象，在自然界中卻是常見的光學現象。

多媒體：玻璃中的氣泡看起來特別明亮，神祕的海市蜃樓都是由光的全反射現象產生的。物理學的研究給予我們解釋自然現象方法，同時也啓迪人們應用物理規律來改造自然，造福人類。醫學上被廣泛應用的光導纖維窺鏡就是用全反射原理製成的。

（5）光導纖維

演示實驗：觀察光導纖維對光的作用，照應課前實驗。

學生介紹：學生透過課前查閱有關資料，介紹光導纖維。

多媒體：介紹光纖通訊。

（6）課堂反饋練習

1、一個盛滿清水的燒杯，內放二根小試管。甲管內裝滿清水，乙管內是空氣，請同學們觀察，哪一根試管特別明亮？爲什麼？

2、練習題。

（7）小結；

（8）作業：課後練習題1、4