數(shù)學(xué)教案：全反射

2024-08-28

數(shù)學(xué)教案：全反射

　　教學(xué)目標(biāo)

　　1、知識(shí)與技能目標(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、過(guò)程與方法目標(biāo)

　　（1）用實(shí)驗(yàn)的方法，通過(guò)討論、分析過(guò)程，用準(zhǔn)確的語(yǔ)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(yǔ)言表達(dá)能力。

　　3、情感態(tài)度與價(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。

　　教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

　　1、教學(xué)重點(diǎn)：臨界角的概念及全反射條件

　　2、教學(xué)難點(diǎn)：全反射現(xiàn)象的應(yīng)用

　　教學(xué)方法

　　實(shí)驗(yàn)、多媒體，討論

　　教學(xué)過(guò)程

　　1、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情景，導(dǎo)入課題

　　演示：光線沿彎折的玻璃棒射出，這又是為什么？引入全反射。

　　2、新課教學(xué)

　�。�1）全反射現(xiàn)象

　　演示實(shí)驗(yàn)：激光束射向半玻璃轉(zhuǎn)，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。

　�、诜瓷涔庀�，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。

　�。ǹ梢越o出數(shù)據(jù)計(jì)算推斷）

　　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(lái)越暗，越來(lái)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(guò)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。

　　（2）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(shuō)明光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)的。

　�。�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。

　　多媒體：玻璃中的氣泡看起來(lái)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(lái)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

　　演示實(shí)驗(yàn)：觀察光導(dǎo)纖維對(duì)光的作用，照應(yīng)課前實(shí)驗(yàn)。

　　學(xué)生介紹：學(xué)生通過(guò)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。

　�。�6）課堂反饋練習(xí)

　　1、一個(gè)盛滿清水的燒杯，內(nèi)放二根小試管。甲管內(nèi)裝滿清水，乙管內(nèi)是空氣，請(qǐng)同學(xué)們觀察，哪一根試管特別明亮？為什么？

　　2、練習(xí)題。

　�。�7）小結(jié)；

　�。�8）作業(yè)：課后練習(xí)題1、4