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视频标签：全反射
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视频课题：高中物理选修3-4第十三章第二节《光的全反射》辽宁省 - 沈阳
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高中物理选修3-4第十三章第二节《光的全反射》辽宁省 - 沈阳
《全反射》教学设计
【课程分析】
《全反射》是高中物理选修3-4第十三章《光》中的第二节的内容，本节知识以光的反射和光的折射为基础，是反射和折射的交汇点。本节从光的反射和折射入手，探讨了光发生全反射的条件以及相关应用。全反射现象与人们的日常生活以及现代科学技术的发展紧密相关，所以，学习这部分知识有着重要的现实意义。 【学情分析】
这个时期的学生学习了物理必修1、2和选修3-1、3-2的教材，已经逐步体会出教材的思想，但部分学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观、片面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。 【设计思路】
教学方法采用直观、感性的演示实验和多媒体视频辅助教学，将演示实验与多媒体的模拟分析有机结合起来。课堂上，恰当的设疑，引导学生猜想，再通过演示和多媒体分析，最后得出结论。学生既实现了从感性知识到理性知识的飞跃，又体会到了“设疑----猜想----实验----分析----结论----应用”的研究方法。 【教学目标】
1. 知识目标 ①理解全反射现象.
②掌握临界角的概念和发生全反射的条件.
③知道自然界中的一些全反射现象. ④知道光纤是利用全反射现象传播光信号的. 2. 能力目标
①能通过演示实验进行观察和分析，归纳总结出什么叫光的全反射现象. ②能通过不同演示实验进行对比，从而得出发生全反射的条件. ③能运用所学知识解释自然界中的一些全反射现象. 3.情感目标
①体验从实验、观察、分析、比较等获取知识的成功喜悦，从而培养学生热爱实验、勤于思考、乐于探究的科学品质.
②通过全反射现象的应用，从而养成运用科学理论观察和分析周围事物的习惯，并知道物理知识与现代科技的密切关系，进一步增强学习物理的兴趣. 【教学重点】
理解全反射现象；掌握临界角的概念和发生全反射的条件.
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【教学难点】
①知道临界角的概念；知道临界角是发生全反射的最小入射角. ②知道发生全反射的条件. 【教 具】
激光演示仪(1台)、半圆形玻璃砖（1块）、光导纤维 【教学过程】
一、知识回顾，导入新课
回顾反射和折射定律以及几种介质的折射率。
通过光的折射引导出光疏介质和光密介质的定义，通过例子引导学生会通过折射率判断，两种介质之间谁是光疏介质，谁是光密介质？知道光密介质和光疏介质是相对的不是绝对的。
二、新课教学 （一）全反射
动手画图：让光线从折射率为1.7的介质射入到空气当中，入射角为30°，由学生画出光路
图，并投影展示。
猜想：由于光从光密介质射入光输介质，所以折射角大于入射角。当增大入射角时，折射角也随之增大，且折射角最先达到90°。
设疑：当光从光密介质射入光输介质，折射角达到90°时，折射光线如何？ 实验：1.首先介绍半圆形玻璃砖的特点，
2.让一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的圆侧面并指向圆心O。 入射角都从0°增大到90°的过程中，观察折射光线，反射光线。 提示学生观察: ①反射角、折射角随入射角的变化情况；
②随入射角增大，反射光线、折射光线的强弱变化情况； ③圆侧界面和平侧界面的现象等。
观察到的现象：①光从玻璃→空气，入射角＜折射角；
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②光从玻璃→空气，当入射角增大到某一角度时折射角达到90°，折射光线消失，就只有反射光线了，此后入射角继续增大，也只有反射光线而无折射光线。
引导学生归纳：
①光从玻璃→空气时，当入射角i大于或等于某一个角度时，折射光线消失，只剩下反射光线的现象，称为光的全反射现象。
②光从玻璃→空气时，折射角总大于入射角，折射角先达到90°（此时入射角还小于90°），当折射角达到90°时的入射角称为临界角。
是不是只有光从玻璃射入空气才会产生这种全反射现象呢？
通过大量实验研究证明，凡是光从光密介质→光疏介质（如水→空气，酒精→空气等）都有可能发生全反射现象。引导学生总结什么叫全反射现象？
1.全反射现象:光从光密介质→光疏介质时，折射光消失，只有反射光的现象。 引思：在什么情况下能产生全反射？
引导学生根据实验回答：光从玻璃（光密介质）→空气（光疏介质），且入射角大于或等于某个临界角时，能产生全反射。
2. 全反射的条件：
①光从光密介质→光疏介质； ②入射角≥临界角（i≥C）。
教师强调：光从玻璃→空气，随入射角增大（但小于临界角），反射角和折射角都增大，反射光增强，折射光减弱，这是一个量变过程；当入射角达到或大于临界角时，就发生了质变，折射光消失，发生了全反射现象。
3.临界角（C）：
临界角是发生全反射的最小入射角（只有i≥C，才能发生全反射）。 据介质的折射率n求临界角C。
sin C =1/n
由此可见，可据介质的折射率n计算临界角C；且n越大，sin C越小，则C越小。 临界角越小，越容易发生全反射现象，如金刚石（钻石）等。 三、学以致用 1.课堂探究
生活中发现，在浴缸的侧面观看，可以在水面处看到水中的物体的倒影，用我们刚刚学习的知识解释，
2.实例分析 ①鱼眼里的世界
在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景物，都出现在顶角约为97.6°的倒立圆锥里，为什么？
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②全反射棱镜的应用
③ 光导纤维的应用：利用全反射现象传播光信号
构造特点：双层，内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 ④ 海市和沙漠地区的蜃景区别。 一个是正立的虚像，一个是倒立的虚像。 四、课堂小结 1. 什么叫全反射现象?
2. 产生全反射的条件? 五、课堂练习
1.一束光从某种介质射入空气中时，入射角 θ1=30°，折射角θ2=60°，折射光路如图所示，
则下列说法正确的是（ ） A．此介质折射率为 B．此介质折射率为
C．相对于空气此介质是光密介质 D．光在介质中速度比在空气中大
2.一束光线从折射率为1.5的玻璃射向空气，入射角为45°下列四幅光路图中正确的是（ ）
A． B． C． D．
3.如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出。 (1)求该玻璃棒的折射率。 (2)若将入射光向N端平移，
当第一次射到弧面EF上时____发生全反射。 (填“能”“不能”或“无法确定能否”)
【教学反思】
本节课的内容不多，重点是光的全反射现象，学生的兴趣很浓厚，但由于课堂上实际条件的限制，光学实验的效果有些打折扣。但幸亏现代的多媒体技术很给力，我们老师可以选择从互联网上下载相关视频弥补现场实验的不足，点亮一下课堂的物理特色，或找一个合适的光学实验室进行实验，借助录像机将实验现场录制下来到课堂上播放。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
