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高中物理选修2-全反射光导纤维教案

来源:学大教育     时间:2016-07-08 16:57:53


物理是高中理科学习的重点,一些高中生对物理学习感到头疼,其实这是因为没有掌握好的学习方法,课前阅读物理教案能够使大家了解要学习的重要知识点,这样听课时就能有的放矢,从而提高学习效率,下面学大教育网为大家带来高中物理选修2-全反射光导纤维教案,希望大家能够利用好这篇教案。

【教学目标】

1.知识与技能:认识光的全反射现象,掌握临界角的计算公式,能够解释由于全反射而产生的一些现象。

2.过程与方法:观察光的全反射现象,分析产生全反射现象的条件,从理论上推导临界角的计算公式,并且能够用它解决一些问题。

3.情感态度与价值观:进一步体会科学理论与社会、生产、生活的联系。

【教学重点】

掌握临界角的概念和发生全反射的条件。

【教学难点】

解释生活中的全反射现象,处理与全反射现象有关的物理问题。

【教学方法】

实验探究法 启发诱导法

【教学过程】

一、引入新课

同学们见过海市蜃楼吗?海市蜃楼是怎样形成的?(播放海市蜃楼的视频)

再请同学们看一个奇怪的现象,实验演示:拿一个底部带有小孔的盛水玻璃杯,让激光笔在底部小孔处发出光,可看见光居然沿着弯曲的水柱传出。

这两种现象都与全反射现象有关。我们今天就来学习第四章第六节全反射与光导纤维。

二、新课教学

(一)研究光的全反射现象

1.实验探究:探究光的全反射现象。

器材:装一半水的圆底玻璃烧瓶,烧瓶内水面上方充满烟雾,用木塞封住烧瓶口,激光笔若干。

进行实验:用激光笔发出的光从烧瓶底部照射进去,让光由水射向空气,注意要让光线沿着圆的半径方向射入。请仔细观察:

(1)当入射角增大时,折射角如何变化?

(2)反射光和折射光的强度如何变化?

(3)有没有看到折射光线紧贴水面(沿玻璃砖直边传播),即折射角等于90°的情况?此时,再增大入射角,你看到什么现象?

2.交流。先让学生交流一下,再以小组为单位汇报观察情况。学生汇报,教师要引导并帮助归纳,达到共识:(1)光在水和空气(玻璃)界面先是既有反射又有折射。(2)入射角增加时折射角随着增加,这个过程中反射光强度增大而折射光变暗。(3)出现折射角为90°的情况但不明显,再增加入射角时,就只有反射光了。

各位同学,你们刚才看到的折射光完全消失,只剩反射光,这叫做全反射。

3.继续探究,了解产生全反射现象的条件。请思考一个问题:根据在刚才的探究过程中观察到的情况,你认为全反射现象的产生有什么条件?假如光从空气射入水,会不会发生全反射现象?用实验来验证你的结论。(给学生5min时间进行讨论和实验探究)

师生一起归纳、小结,达到一下共识:(1)必须是光从光密介质射向光疏介质。(2)入射角要大于某一个数值。

入射角要大于某个值,这是个什么概念呢?原来,从我们做的探究中可以看出,当入射角增大到一定程度时,折射角就会增大到90°,这时的入射角叫做临界角。

现在,我们就将光产生全反射现象的条件完整地叙述为:当光线从光密介质射入光疏介质时,如果入射角大于临界角,就会发生全反射现象。(板书)

4.分析论证:得出临界角的计算公式。要讨论全反射现象,知道临界角的数值显然很重要,怎样确定临界角呢?我们来论证一个简单的情况――光从折射率为n的光密介质进入,折射率为1的空气(或真空),请根据光的折射定律,推导临界角的计算公式。

学生独立推导,教师巡回指导。

通过汇报,得到临界角的计算公式:C=arcsin

(二)全反射现象的应用

1.水或玻璃中的气泡,从侧面看起来为何特别明亮?

(投影题目,让学生讨论,回答结果)

强调要阐述清楚两点:(1)光的全反射发生在什么地方?光线的走向如何?(2)因为是全反射,光的能量几乎没有损失。

2.假如有光线射入石英玻璃做的直角三棱镜(叫做全反射棱镜),光路的进行情况如何?

(投影题目,学生讨论,汇报结果)

每个实验桌上都有直角三棱镜和激光笔,同学们可以通过实验验证一下上述结论是否正确。(学生做实验验证)

全反射现象在实际生活中有不少应用。大家有没有注意到如自行车的尾灯,当晚上有光线照射上去时,它变得十分明亮醒目。它的剖面图如图所示,它其实就是一组角锥棱镜,由于全反射,它能够把入射光线充分反射回来。

3.海市蜃楼的解释。

4.已知石英玻璃的折射率是1.46,光从它射入空气时的临界角是多少?

(投影题目,学生用计算器计算,得出结果是43°)

三、家庭作业与活动

1.完成本节课学案。

2.教材97页“家庭作业与活动”1,2,3题。

3.留心观察周围生活中的情况,收集1-2个应用全反射棱镜和光导纤维的事例,下节课大家来交流。

四、教学反思

新课的关键在于实验探究,教师事先要强调使用小激光灯的安全问题,以免照射伤害到学生的眼睛。通过“全反射的探究实验”,使学生了解:全反射现象,全反射条件。学生的观察、分析、讨论和解决问题能力得到了锻炼和提高。

以上内容就是学大教育网为大家带来的高中物理选修2-全反射光导纤维教案,希望大家能够通过阅读物理教案提高自己的学习效率,更多的物理教案请登录学大教育网获取。

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