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视频标签：光的全反射
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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》江西省 - 鹰潭
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高中物理选修3-4第十三章第二节《光的全反射》江西省 - 鹰潭
全反射教学设计
教学设计 【课堂引入】
问题：将光亮铁球出示给学生看，在阳光下很刺眼，将光亮铁球夹在试管夹上，放在点燃蜡烛上熏黑，将试管夹和铁球置于烛焰的内焰进行熏制，一定要全部熏黑，再让学生观察．然后将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中，现象发生了，放在水中的铁球变得比在阳光下更亮．好奇的学生误认为是水泡掉了铁球上黑色物，当老师把试管夹从水中取出时，发现熏黑的铁球依然如故，再将其再放入水中时，出现的现象和前述一样，学生大惑不解，让学生带着这个疑问开始学习新的知识——全反射现象。 【课堂学习】
学习活动一：全反射现象
问题1：什么是光密介质和光疏介质？
不同折射率的介质相比较，折射率较大的叫光密介质，折射率较小的叫光疏介质。举例说明光密介质和光疏介质是相对的。 问题2：什么是全反射现象？
演示实验：激光束射向半玻璃砖，观察反射、折射现象。 设疑：如果入射角变大，反射光线和折射光线可能怎么变化呢？ 学生猜想：
①反射光，折射光全部消失。 ②反射光消失，只有折射光线。 ③折射光线消失，只有反射光线。
讨论推理：第一种假设是不合理的，因为光传播的是能量，若反射光线折射光线全部消失显然违反能量守恒观点。
第二种假设也不能成立，在学习反射定律时，知道，不论透明还是不透明物体都要反射一部分射到它表面的光，所以必定有反射光线存在。 第三种假设有可能存在。
实验验证：转动光具盘，增大入射角，观察反射光线和折射光线。
分析总结：随着入射角逐渐增大，折射角也逐渐增大，但折射角总是大于入射角。同时还观察到，折射光线越来越暗，越来越接近90o，当入射角增大到一定值时折射光线消失，只剩下入射光线、反射光线。继续增大入射角时，仍然观察不到折射光线。
师生互动：通过实验我们观察到第三种假设在一个特定的条件下是可能成立的，象这种只有反射光线而折射光线消失的现象是全反射现象。 学习活动二：全反射条件 问题1：什么是临界角？
实验分析：要发生全反射现象对入射角大小有一定的要求，我们把折射角为90°时的入射角
叫做临界角。
学生推导：设光从某种折射率为n的介质设向空气或真空时的入射角恰好是临界角C，此时的折射角r=90°。由折射定律sinC/sinr=1/n，因为sin90°=1，则sinC=1/n。 问题2：全反射条件是什么？
演示实验：观察光从空气射向玻璃和光从玻璃射向空气时能否发生全反射，发生全反射的条件。
分析归纳：光从光疏介质射向光密介质不会发生全反射，光从光密介质射向光疏介质时，当入射角大于或等于临界角，会发生全反射。
得出结论：全反射的条件：光从光密介质射向光疏介质，入射角大于或等于临界角。 问题3：某人在水面上游泳，看见水底发光体在正下方，当他向前游了2 m时恰好看不见发光体。求发光体距水面的深度。（n水=4/3）
解析：如图所示，由于全反射，发光体发出的光仅能照亮以2 m为半径的圆形水面。
由几何关系得：sinC=
2
222h 又有sinC=
n1，故2222h=4
3
h≈1.76 m.
问题4：自然界中存在哪些全反射现象？
全反射现象是在特定条件下光的传播在两种介质界面上发生的特殊现象，在自然界中却是常见的光学现象。例如玻璃中的气泡看起来特别明亮，神秘的海市蜃楼和沙漠蜃景都是由光的全反射现象
产生的。
学习活动三：全反射的应用
问题1：全反射现象在生产生活中有哪些应用？
物理学的研究给予我们解释自然现象方法，同时也启迪人们应用物理规律来改造自然，造福人类。医学上被广泛应用的光导纤维窥镜就是用全反射原理制成的。 光导纤维
播放医生利用光导纤维检测病人身体的视频。（让学生知道物理与生活联系很紧密，提高学生学习的兴趣）光导纤维是利用什么原理？
演示实验：观察光导纤维对光的作用，结合所观看视频。 学生介绍：学生通过课前查阅有关资料，介绍光导纤维。 多媒体：介绍光纤通讯，进行爱国主义教育。 海市蜃楼 全反射棱镜
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