数学教案：全反射
数学教案：全反射
教学目标
1、知识与技能目标
（1）理解光密介质、光疏介质的概念及全反射现象；掌握临界角的概念和全反射条件；了解全反射的应用。
（2）培养学生观察、分析、解决问题的能力。
2、过程与方法目标
（1）用实验的方法，通过讨论、分析过程，用准确的语言归纳全反射现象；培养学生创新精神和实践能力。
（2）启发学生积极思维，锻炼学生的语言表达能力。
3、情感态度与价值观目标
（1）培养学生学习物理的兴趣，进行科学态度、科学方法教育。
（2）感悟物理学研究中理论与实践的辨证关系。
教学重点和难点
1、教学重点：临界角的概念及全反射条件
2、教学难点：全反射现象的应用
教学方法
实验、多媒体，讨论
教学过程
1、创设实验情景，导入课题
演示：光线沿弯折的玻璃棒射出，这又是为什么？引入全反射。
2、新课教学
（1）全反射现象
演示实验：激光束射向半玻璃转，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。
（可以给出数据计算推断）
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。
（2）光密介质、光疏介质
任意两种介质相比较，我们把折射率小的介质叫光疏介质，折射率大的介质叫光密介质。
举例说明光密介质和光疏介质是相对的。
（3）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。
（4）全反射条件
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。
师生互动：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。
多媒体：玻璃中的气泡看起来特别明亮，神秘的海市蜃楼都是由光的全反射现象产生的。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。
（5）光导纤维
演示实验：观察光导纤维对光的作用，照应课前实验。
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。
（6）课堂反馈练习
1、一个盛满清水的烧杯，内放二根小试管。甲管内装满清水，乙管内是空气，请同学们观察，哪一根试管特别明亮？为什么？
2、练习题。
（7）小结；
（8）作业：课后练习题1、4
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