全反射教學(xué)設(shè)計(jì)附學(xué)案

1、全反射教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)分析1、“全反射”一節(jié)在教材中的地位和作用“全反射”是人教版高中物理新課標(biāo)教材·選修3-4第十三章“光”第七節(jié)的內(nèi)容。“全反射”現(xiàn)象在生活中常會(huì)遇到，本節(jié)從光的折射入手，在直線傳播、反射、折射知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步理解和應(yīng)用折射定律和折射率，探討了光發(fā)生全反射的條件以及相應(yīng)的應(yīng)用。全反射及發(fā)生全反射的條件是本章的重點(diǎn)。本節(jié)內(nèi)容與生產(chǎn)和科技應(yīng)用聯(lián)系緊密，體現(xiàn)了課堂知識(shí)與生產(chǎn)、科技的緊密聯(lián)系。所以，學(xué)習(xí)這部分知識(shí)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。2、教學(xué)對(duì)象分析我班是學(xué)校的重點(diǎn)班級(jí)，大部分學(xué)生基礎(chǔ)相對(duì)較好，素質(zhì)相對(duì)其他班級(jí)較高、理解能力較強(qiáng)，在教師的引導(dǎo)下敢于探索。但部分學(xué)生的抽象思維

2、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、片面性，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。教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能目標(biāo) 1)、知道光疏介質(zhì)和光密介質(zhì) 2)、理解光的全反射現(xiàn)象，掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件，并能用來解釋生活中的全反射現(xiàn)象 3)、知道全反射棱鏡及應(yīng)用，初步了解光導(dǎo)纖維的工作原理，認(rèn)識(shí)光纖技術(shù)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的重大影響。2、過程與方法1）通過實(shí)驗(yàn)演示、討論、分析過程，使學(xué)生能用準(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，培養(yǎng)學(xué)生的歸納和語言表達(dá)

3、能力。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀1）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度。2）讓學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中感悟理論與實(shí)踐聯(lián)系的辨證關(guān)系。3）培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、解決問題的能力三、教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：全反射條件、臨界角的概念及其應(yīng)用四、教學(xué)難點(diǎn)1、臨界角概念2、臨界條件時(shí)的光路圖及應(yīng)用五、教學(xué)媒體，方法教學(xué)方法采用直觀、感性的演示實(shí)驗(yàn)和多媒體視頻輔助教學(xué)，將演示實(shí)驗(yàn)與多媒體的模擬分析有機(jī)結(jié)合起來。課堂上，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-應(yīng)用”的研究方法教學(xué)儀器 激光發(fā)生器、半圓玻璃磚、光纖通信演

4、示儀、多媒體教學(xué)教程設(shè)計(jì)一、教學(xué)流程圖二、教學(xué)過程一）、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情景，導(dǎo)入新課用多媒體播放醫(yī)生利用光導(dǎo)纖維制成的內(nèi)窺鏡檢測(cè)病人身體的視頻（如圖）。（讓學(xué)生知道物理與生活聯(lián)系很緊密，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣）光導(dǎo)纖維是利用什么原理工作的？（停頓）想知道嗎，同學(xué)們？要想知道答案咱們得先學(xué)習(xí)第七節(jié)“全反射”二）、新課學(xué)習(xí)（釋疑）（一）、檢查學(xué)生預(yù)習(xí)完成學(xué)案情況，給以肯定（二）、收集學(xué)生在學(xué)案“我要提問”欄記錄的問題，板書在黑板上（教師在備課時(shí)要充分準(zhǔn)備，以防學(xué)生提不出有價(jià)值的問題）譬如：1、光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的相對(duì)性2、如何計(jì)算臨界角3、如何理解發(fā)生全反射的條件4、全反射棱鏡光路圖5、光纖通信的原理（三）

5、、互動(dòng)討論答疑（對(duì)應(yīng)二的相應(yīng)題） 1、學(xué)生回答（折射率大的介質(zhì)叫光密介質(zhì)，折射率小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì)，光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)的，如水對(duì)空氣是光密介質(zhì)，但對(duì)玻璃是光疏介質(zhì)）教師：對(duì)學(xué)生的回答給予明確肯定。 2、演示（如圖）介紹器材：出示光的全反射演示儀學(xué)生操作：（按右圖演示觀察）同學(xué)們，有什么發(fā)現(xiàn)？ 思考6：恰好發(fā)生全反射時(shí)，折射角多少度？滿足什么規(guī)律？ 教師點(diǎn)撥并板書：光路可疑， 3、入射角大于或等于C 4、（對(duì)應(yīng)預(yù)習(xí)二）全反射棱鏡對(duì)光的作用：（作圖并總結(jié)）將光路改變90度或180度（如圖所示）同學(xué)們，全反射棱鏡有哪些應(yīng)用？4）光導(dǎo)纖維出示光導(dǎo)纖維，觀察光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)學(xué)生敘述、光纖是光導(dǎo)

6、纖維的簡(jiǎn)稱，它是一種非常細(xì)的玻璃絲，直徑只有_到_，而且分為_和薄薄的_兩部分，內(nèi)芯的折射率比外套_。演示實(shí)驗(yàn)：觀察光導(dǎo)纖維對(duì)光的作用，回顧課前視頻。、原理：光的全反射 、演示光纖的應(yīng)用思考6、同學(xué)們，從上面的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)阌泻伟l(fā)現(xiàn)？（總結(jié)：光纖象無線電波那樣也能用來傳遞信息。載有話音、圖像及各種數(shù)字信號(hào)的激光從光纖的一端輸入，就可以沿光纖傳到千里以外的另一端，實(shí)現(xiàn)光纖通信。）光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是_、_、_。多媒體課件：介紹光纖通訊，進(jìn)行愛國主義教育。5）全反射的應(yīng)用思考7、關(guān)于全反射，你還知道哪些？請(qǐng)同學(xué)舉例：（除光導(dǎo)纖維外，還有海市蜃樓、沙漠中的蜃景、自行車尾燈、水中和玻璃中的氣泡看起來比較明

7、亮等）投影模擬動(dòng)畫“海市蜃樓”，請(qǐng)同學(xué)們討論、解釋（四）、課堂小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們有哪些收獲？1、光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)，知道二者具有相對(duì)性2、學(xué)習(xí)了全反射現(xiàn)象及產(chǎn)生全反射的條件，知道臨界角的計(jì)算及其應(yīng)用 3、了解光導(dǎo)纖維，掌握了它的原理、應(yīng)用及其廣闊的前景，4、全反射棱鏡5、光導(dǎo)纖維除光導(dǎo)纖維外，還有海市蜃樓、沙漠中的蜃景、自行車尾燈、水中和玻璃中的氣泡看起來比較明亮等（五）、練習(xí)鞏固1、光從介質(zhì)a射向介質(zhì)b如果要在a、b介質(zhì)的分界面上發(fā)生全反射，那么必須滿足的條件是（ ） A、a 是光密介質(zhì)，b是光疏介質(zhì) B、光在介質(zhì)a中的速度必須大于在介質(zhì)b中的速度 C、光的入射角必須大于或等于臨界角

8、 D、必須是單色光 2、光從折射率為的介質(zhì)中以400的入射角射到介質(zhì)與空氣的界面上時(shí)，能發(fā)生全反射嗎？ 3、圖中的S是一個(gè)水下的點(diǎn)光源，借助量角器和三角函數(shù)表，畫出圖中各條光線的折射光線和反射光線。 4、圖是一個(gè)用折射率n =2.4的透明介質(zhì)做成的四棱柱的橫截面圖，其中AC900，B600，現(xiàn)有一條光線從圖示的位置垂直入射到棱鏡的AB面上，畫出光路圖，確定射出光線。注意：每個(gè)面的反射光線和折射光線都不能忽略。（六）、課外作業(yè)（打*的為選作題） 1、光由折射率為1.5的玻璃和2.42的金鋼石進(jìn)入空氣時(shí)的臨界角各是多大？2、為了從坦克內(nèi)部觀察外部的目標(biāo)，在坦克壁上開了一個(gè)長(zhǎng)方形孔。假定坦克壁厚20

9、cm，孔的左右兩邊距離12cm，孔內(nèi)安裝一塊折射率為1.52的玻璃，厚度與坦克的壁厚相同（圖，俯視圖）。坦克內(nèi)的人通過這塊玻璃能看到的外界角度范圍為多大？3、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*4、半徑為R的半圓形玻璃磚橫截面如圖3所示，O為圓心，光線a沿半徑方向射入玻璃磚后，恰在O點(diǎn)發(fā)生全反射，已知aOM=45°，求：abOdMN圖3計(jì)算玻璃磚的折射率n；另一條與a平行的光線b。從最高點(diǎn)入射玻璃磚后，折

10、射到MN上的d點(diǎn)，則這根光線能否從MN射出?Od為多少?（七）、板書設(shè)計(jì) 全反射1、光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)：2、全反射現(xiàn)象1）臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角叫做臨界角。臨界角C（對(duì)真空）的計(jì)算：當(dāng)光線由某種折射率為n的介質(zhì)射入真空(或空氣)時(shí) 。2）產(chǎn)生條件：光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；入射角i大于或等于臨界角C3、光導(dǎo)纖維結(jié)構(gòu) 內(nèi)芯和外套，內(nèi)芯的折射率比外套折射率大原理 全反射優(yōu)點(diǎn) 容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)4、全反射的應(yīng)用除光導(dǎo)纖維外，還有海市蜃樓、沙漠中的蜃景、自行車尾燈、水中和玻璃中的氣泡看起來比較明亮等（八）、課后反思本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了“以生為本”的新課程理念，

11、著重培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的能力，教學(xué)中以讓學(xué)生能夠掌握物理研究方法和物理思維方法為依據(jù)，在完成知識(shí)目標(biāo)的同時(shí)，注重了過程與方法的情感、態(tài)度與價(jià)值觀的養(yǎng)成。本節(jié)主要重點(diǎn)內(nèi)容是全反射現(xiàn)象概念的形成和全反射條件的探究。我在教學(xué)靈活運(yùn)用推理假設(shè)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析歸納，比較等方法教學(xué)，使學(xué)生在體驗(yàn)知識(shí)構(gòu)建的同時(shí)，也獲得了掌握這些知識(shí)的方法，我認(rèn)為說這是一節(jié)內(nèi)容豐富的方法教育課也不為過。在教學(xué)中，通過師生互動(dòng)、生生互動(dòng)等探究活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,形成了一種和諧、有效的課堂教學(xué)氣氛，真正的讓學(xué)生主體作用。附： 全反射導(dǎo)學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道光疏介質(zhì)和光密介質(zhì) 2、理解光的全反射現(xiàn)象，掌握臨界角的

12、概念和發(fā)生全反射的條件，并能用來解釋生活中的全反射現(xiàn)象 3、知道全反射棱鏡及應(yīng)用，初步了解光導(dǎo)纖維的工作原理，認(rèn)識(shí)光纖技術(shù)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的重大影響。二、知識(shí)準(zhǔn)備 光線 反射定律 折射定律 折射率1、當(dāng)一束平行光射入兩種介質(zhì)的分界面，能夠發(fā)生反射和折射，反射光線、折射光線和入射光線各遵循什么規(guī)律？_和_2、完成甲、乙兩光路圖思考1：在第2題中，增大入射角會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？甲圖的最大入射角及對(duì)應(yīng)的折射角各是多大？乙圖最大折射角是多大？同學(xué)們想知道嗎？請(qǐng)認(rèn)真預(yù)習(xí)全反射一節(jié)三、課前預(yù)習(xí)【自主學(xué)習(xí)】一）、全反射現(xiàn)象1、光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)光密介質(zhì)：_,即對(duì)于兩種介質(zhì)來說，光在其中傳播速度較小的介質(zhì)；光疏介質(zhì)

13、：_,即對(duì)于兩種介質(zhì)來說，光在其中傳播速度較大的介質(zhì)。2、光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是_的例如：水、空氣和玻璃三種物質(zhì)相比較，水對(duì)空氣來說是光密介質(zhì)，而水對(duì)玻璃來說是光疏介質(zhì)。思考2：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。（填“大”或“小”）思考3、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，那么，當(dāng)入射角增大，入射角和折射角哪個(gè)先增大到90°？如果入射角再增大，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？_ 4、全反射的定義：_5、臨界角是如何定義的?符號(hào)是什么？_思考4：一束光線射到兩種介質(zhì)界面時(shí)，是否一定會(huì)

14、發(fā)生全反射現(xiàn)象？_ 發(fā)生全反射的條件：_； _二）、全反射棱鏡1、認(rèn)識(shí)全反射棱鏡（閱讀課本P70）2、畫出全反射棱鏡光路圖3、全反射棱鏡的應(yīng)用： _三）、光導(dǎo)纖維 1、光導(dǎo)纖維可用來進(jìn)行光纖通信，光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱，它是一種非常細(xì)的玻璃絲，直徑只有_到_，而且分為_和薄薄的_兩部分，內(nèi)芯的折射率比外套_。2、光在光纖中傳播時(shí)，在哪個(gè)界面發(fā)生全反射？ _3、光波實(shí)際上也是一種電磁波，它象無線電波那樣也能用來傳遞信息。載有話音、圖像及各種數(shù)字信號(hào)的激光從光纖的一端輸入，就可以沿光纖傳到千里以外的另一端，實(shí)現(xiàn)光纖通信。光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是_、_、_。思考5：全反射在生活中有哪些常見的應(yīng)用呢？ _四

15、、我要提問：（請(qǐng)同學(xué)們記錄學(xué)習(xí)中存在的問題）_五、學(xué)生討論答疑（對(duì)應(yīng)四中的相應(yīng)問題）_ 例題、在潛水員看，岸上的所有景物，都出現(xiàn)在一個(gè)倒立的圓錐里，為什么?這個(gè)圓錐的頂角是多大？四、知識(shí)小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們有哪些收獲？_五、練習(xí)鞏固1、光從介質(zhì)a射向介質(zhì)b如果要在a、b介質(zhì)的分界面上發(fā)生全反射，那么必須滿足的條件是（ ） A、a 是光密介質(zhì)，b是光疏介質(zhì) B、光在介質(zhì)a中的速度必須大于在介質(zhì)b中的速度 C、光的入射角必須大于或等于臨界角 D、必須是單色光 2、光從折射率為的介質(zhì)中以40度的入射角射到介質(zhì)與空氣的界面上時(shí)，能發(fā)生全反射嗎？ 3、圖中的S是一個(gè)水下的點(diǎn)光源，借助量角器和三角函

16、數(shù)表，畫出圖中各條光線的折射光線和反射光線。 4、圖是一個(gè)用折射率n =2.4的透明介質(zhì)做成的四棱柱的橫截面圖，其中AC900B600，現(xiàn)有一條光線從圖示的位置垂直入射到棱鏡的AB面上，畫出光路圖，確定射出光線。注意：每個(gè)面的反射光線和折射光線都不能忽略。六、課外作業(yè)（打*的為選作題）1、光由折射率為1.5的玻璃和2.42的金鋼石進(jìn)入空氣時(shí)的臨界角各是多大？2、為了從坦克內(nèi)部觀察外部的目標(biāo)，在坦克壁上開了一個(gè)長(zhǎng)方形孔。假定坦克壁厚20cm，孔的左右兩邊距離12cm，孔內(nèi)安裝一塊折射率為1.52的玻璃，厚度與坦克的壁厚相同（圖，俯視圖）。坦克內(nèi)的人通過這塊玻璃能看到的外界角度范圍為多大？3、如圖2所示，一束光