全反射的教學(xué)案例

1、全反射”的教學(xué)案例以新程標(biāo)準(zhǔn)和理念作為要求的-浙江省東陽市中學(xué) 徐錫梁【教學(xué)目標(biāo)】1知識與技能 使學(xué)生理解光的全反射現(xiàn)象；掌握臨界角的概念和發(fā)生全反 射的條；了解全反射現(xiàn)象的應(yīng)用；通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的鑒 別能力、觀察能力、分析推理能力及創(chuàng)新思維能力。2過程與方法 通過演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)探究科學(xué)的方法比較法；通過實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷探究科學(xué)的過程，體驗(yàn)成功的喜悅。3態(tài)度與情感 通過互動(dòng)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生探究科學(xué)知識的興趣和實(shí)事求是的 科學(xué)態(tài)度；通過全反射現(xiàn)象的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)理論 觀察分析周圍事物的習(xí)慣，了解物理知識與現(xiàn)代科技的密切 關(guān)系。【設(shè)計(jì)思路】 本節(jié)的重點(diǎn)是形成全反射的概念、掌握全反

2、射現(xiàn)象的產(chǎn)生條， 因此這節(jié)的設(shè)計(jì)思路有兩個(gè)，一是按照物理概念的形成過程 進(jìn)行教學(xué)：直觀實(shí)驗(yàn)T引導(dǎo)學(xué)生探索T經(jīng)過分析、比較、抽 象、形成假說T驗(yàn)證得到證實(shí)T通過概括形成概念T鞏固深 化。二是思路是以實(shí)驗(yàn)為主線。通過兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的觀察、 分析，揭示全反射的現(xiàn)象與產(chǎn)生條，另外增加學(xué)生探究性實(shí) 驗(yàn)，通過學(xué)生間的討論、設(shè)計(jì)、動(dòng)手及合作，使學(xué)生對全反 射概念的理解更加準(zhǔn)確、豐富和全面。最后通過全反射的應(yīng) 用性實(shí)驗(yàn)，開拓學(xué)生的視野?！窘虒W(xué)過程】1引入新 教師：曾有幾個(gè)在沙漠中迷路的人，突然發(fā)現(xiàn)前方不遠(yuǎn)處出 現(xiàn)了城堡，于是他們就往城堡走去，但是越走離城堡越 遠(yuǎn)你們知道這是什么現(xiàn)象嗎？有沒有見過真實(shí)的蜃景？ 海

3、市蜃景到底是一種什么現(xiàn)象呢？這就是我們今天這節(jié)要 學(xué)習(xí)的內(nèi)容，下面我們用兩個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究。2新教學(xué)21 實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn) 1：一束激光從空氣射向半圓形玻璃磚的直角邊A 召的圓心。實(shí)驗(yàn) 2：一束激光從空氣射向半圓形玻璃磚的半圓面。 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的入射角都從 0°增大到 90°的過程中，觀察兩個(gè) 實(shí)驗(yàn)并比較兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。教師演示兩遍 實(shí)驗(yàn)后，讓學(xué)生分組討論后回答，其它同學(xué)作補(bǔ)充。相同點(diǎn)：入射角增大，反射角增大，折射角也增大；入 射角增大，反射光強(qiáng)度增加，折射光強(qiáng)度減弱；在半圓形 界面，光的入射角皆為零度，光不偏離直線傳播；而在直徑AB的分界面，光偏離原直線傳播不同點(diǎn)：光從

4、空氣玻璃，入射角折射角；光從玻璃空氣，入射角v折射角；光從空氣玻璃，同時(shí)存在反射 光和折射光；光從玻璃空氣，當(dāng)入射角達(dá)到某個(gè)角度時(shí) 折射角達(dá)到 90°，折射光線消失。教師引導(dǎo)， 光射到半圓形玻璃磚的分界面， 光仍沿直線傳播， 對我們所研究的問題是次要方面，可以不考慮，而主要考慮 直角邊分界面上光的傳播規(guī)律。從中我們可以得出什么結(jié)論？ 什么是全反射現(xiàn)象？引導(dǎo)學(xué)生回答：光從玻璃射入空氣時(shí)，當(dāng)入射角i大于或等于某一個(gè)角度時(shí)，折射角達(dá)到 90°，折射光消失，只剩下 反射光的現(xiàn)象。臨界角：光從玻璃射向空氣時(shí)，當(dāng)折射角 達(dá)到 90°的入射角。（二）產(chǎn)生全反射現(xiàn)象的條是什么？引

5、導(dǎo)學(xué)生回答：光從玻璃介質(zhì)空氣介質(zhì)；入射角臨 界角。教師強(qiáng)調(diào)：在實(shí)驗(yàn) 1 中，光從空氣射向玻璃，雖然入射角增 大，反射角和折射角都增大，反射光增強(qiáng)，折射光減弱，只 有量變過程并沒有實(shí)現(xiàn)質(zhì)變。而在實(shí)驗(yàn) 2 中，光從玻璃射向 空氣，隨著入射角增大， 反射角和折射角增大， 反射光增強(qiáng)， 折射光減弱，這是一個(gè)量變過程；當(dāng)入射角達(dá)到某一角度， 即臨界角時(shí)，就發(fā)生了質(zhì)變，出現(xiàn)了全反射現(xiàn)象。22 引思： 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同的原因是什么？ 學(xué)生：實(shí)驗(yàn) 1 是光從空氣射入玻璃，實(shí)驗(yàn) 2 是光從玻璃射入 空氣。教師：兩種介質(zhì)有什么不同？ 學(xué)生：空氣的折射率小，玻璃的折射率大。23 推廣： 提問：是不是只有光從玻璃射入

6、空氣才會產(chǎn)生這種全反射現(xiàn) 象？把學(xué)生分成八組，分別采用不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探索。方案 1 實(shí)驗(yàn)器材：裝有水（含稀釋的牛奶）的燒杯（或燒瓶） ，激 光，蚊香，蓋子，打火機(jī)（蚊香作為空氣的散射材料） 。 實(shí)驗(yàn)過程：激光從介質(zhì) 1（空氣）射向介質(zhì) 2（水）中，增 大入射角， 觀察反射光和折射光； 激光從介質(zhì) 2 射向介質(zhì) 1， 增大入射角，觀察反射光和折射光。方案 2與 方案 1）類同，將燒杯中的介質(zhì) 2 分別改為色拉油和硫代 硫酸鈉溶液。方案 3與方案 1 類同，將燒杯中的介質(zhì) 1 改為色拉油，介質(zhì) 2 改為 含稀釋牛奶的水。方案 4 實(shí)驗(yàn)器材：裝有汽油的圓形水槽，圓形的白紙，激光。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：激光

7、從水槽底部以不同的入射角從汽油射向空氣 （在油的上面浮著一張白紙） ，會從白紙上發(fā)現(xiàn)亮斑在一定 的圓形范圍內(nèi)出現(xiàn)。 各組學(xué)生回答并歸納產(chǎn)生全反射現(xiàn)象的條是什么？ 引導(dǎo)學(xué)生回答：光從折射率大的介質(zhì)射入折射率小的介質(zhì)， 且光的入射角大于或等于某個(gè)臨界角時(shí)，能產(chǎn)生全反射。 教師：把折射率大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì)，把折射率小的介質(zhì) 叫做光疏介質(zhì)。 在上面的實(shí)驗(yàn)中， 水相對于空氣是光密介質(zhì)， 相對于色拉油是光疏介質(zhì)，因而光密介質(zhì)光疏介質(zhì)也是相對 的。24 結(jié)論 全反射現(xiàn)象：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射光消失， 只剩下反射光的現(xiàn)象。產(chǎn)生全反射的條： 光從光密介質(zhì)T光疏介質(zhì)； 入射角臨界角。2理論推導(dǎo) 由折

8、射定律得： ，得出。當(dāng)時(shí)， ； 當(dāng)時(shí)，即得到光從介質(zhì)射向空氣時(shí)臨界角的計(jì)算公式為。26 應(yīng)用演示帶有玻璃絲的燈能裝飾我們的房間，五彩繽紛，彎曲的 玻璃管能傳播光，彎曲的玻璃絲能傳送圖象、數(shù)字及聲音信 號，這是全反射在日常生活和高科技中的應(yīng)用之一：光導(dǎo)纖 維。演示水中的試管（燒瓶）看上去特別明亮，在管內(nèi)倒入水后， 則無此現(xiàn)象。原來，光從水進(jìn)入空氣發(fā)生了全反射，而不是 光從水進(jìn)人玻璃發(fā)生了全反射。從而也說明了水中（或者玻 璃中）的氣泡看上去特別明亮的道理?！窘虒W(xué)反思】本節(jié)按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行教學(xué)，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的對比容易反 映出全反射現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條，并從盡可能多的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)中， 合作歸納出全反射概念。使學(xué)生體會到人們探索自然規(guī)律的 過程：提出假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論再提出假設(shè)。教學(xué)表明，這樣做有利于學(xué)生理解全反射概念，獲得概念形 成的方法