几何光学教案.doc

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1、几何光学·全反射·教案一、教学目标1．知识与技能：（1）理解光的全反射现象；（2）掌握临界角的概念和发生全反射的条件；（3）了解全反射现象的应用．2．过程与方法：通过观察演示实验，理解光的全反射现象，概括出发生全反射的条件，培养学生的观察、概括能力；通过观察演示实验引起学生思维海洋中的波澜，培养学生透过现象分析本质的方法、能力．3．情感态度与价值观（1）渗透学生爱科学的教育，培养学生学科学、爱科学、用科学的习惯。（2）生活中的物理现象很多，能否用科学的理论来解释它。（3）更科学的应用生活中常见的仪器、物品．二、重点、难点分析1

2、．重点是掌握临界角的概念和发生全反射的条件，折射角等于90°时的入射角叫做临界角，当光线从光密介质射到它与光疏介质的界面上时，如果入射角等于或大于临界角就发生全反射现象．2．全反射的应用，对全反射现象的解释．光导纤维、海市蜃楼、沙漠里的蜃景也是由于全反射的原因而呈现的自然现象． 三、教具全反射演示仪、多媒体课件教学过程：一．新课导入：复习提问：当一束平行光斜射入两种介质的分界面，能够发生反射和折射，反射光线、折射光线和入射光线各满足什么关系？（反射定律、折射定律）二．新课讲授：设问：若一束光线从玻璃中射入水中，折射光线、反射光

3、线分别该如何画出？如果入射光线与法线的夹角逐渐增大，那么折射角也将逐渐增大，因为折射角总是要大于入射角；所以入射角增大到一定程度，折射角一定会先达到90度。此时若再增大入射角，折射光线将怎么变化？（让学生猜测，推敲）1．通过全反射演示仪演示入射角逐渐增大时，反射光线和折射光线的变化关系。2．通过多媒体课件更清晰的演示各光线的强弱变化关系。提问:观察到了什么?导入定义：全反射：当入射角增大到某一角度，折射角正好90度即刚刚消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。临界角：刚刚能够发生全反射时的入射角。补充现象：入射角越大，则反射

4、光线越强，折射光线越弱，直到没有。思考：一束光线射到两种介质界面时，是否一定会发生全反射现象？（学生回答）总结全反射条件；1.光从光密介质传播到光疏介质2.入射角大于临界角3.临界角的计算：sinC=1/n说明：介质的折射率越大，那发生全反射的临界角越小4．对全反射现象的解释．(1)用弯曲的细玻璃棒进行演示光纤传光，配合作图来解释现象：从细玻璃棒一端射进棒内的光线，在棒的内壁多次发生全反射，沿着锯齿形路线由棒的另一端传了出来，玻璃棒就像一个能传光的管子一样．实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几μm到100μm左右，

5、而且是由内心和外套两层组成的，光线在内心外套的界面上发生全反射，如果把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，这样的纤维就可以传递图像．(2)向学生出示有关材料，让学生阅读大气中的光现象——蒙气差，海市蜃楼，沙漠里的蜃景．例2．已知如图1所示，介质Ⅱ为空气，介质Ⅰ的折射率为，下列说法中正确的是                                                                                  [   ]．A．光线a、b都不能发生全反射B．光线a、b都能发生

6、全反射C．光线a发生全反射，光线b不发生全反射D．光线a不发生全反射，光线b发生全反射解析：根据发生全反射的条件，光从光密介质射到光疏介质中时，介质Ⅰ对空气Ⅱ来说是光密介质，所以光线a可能发生全反射，介质Ⅰ的临界角为：注意图中光线a给的是与界面的夹角30°，而此时的入射角为60°＞45°，故光线a能发生全反射，故正确选择答案为(C)．课堂练习1.光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是（）．A．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小B．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大C．光从空气射到分界面上，入射角足够小D．光从空气射到分界

7、面上，入射角足够大２.某介质的折射率为，一束光从介质射向空气，入射角为60°，图中哪个光路图是正确的？(三)课堂小结1．全反射现象是非常重要的光学现象之一，产生全反射现象的条件是：①光从光密介质射到它与光疏介质的界面上，②入射角等于或大于临界角．这两个条件都是必要条件，两个条件都满足就组成了发生全反射的充要条件．2．全反射的应用在实际生活中是非常多的．在用全反射的知识解释时，特别要注意是否满足两个条件．回答这类问题要注意逻辑推理，一般是依据条件要叙述清楚，根据要给充分，结论要简明．3．理解临界角概念并会运用sinC=1/n进行

8、计算