
備課人
學(xué)科
物理
課題
4.2全反射
教學(xué)內(nèi)容分析
全反射現(xiàn)象在日常生活中經(jīng)常能遇到,本節(jié)要探討光發(fā)生全反射的條件以及相關(guān)應(yīng)用。全反射及其發(fā)生的條件是本節(jié)的重點(diǎn),也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維,幫助他們形成物理觀念的重要載體。
教材首先通過展示水中氣泡看上去特別明亮的現(xiàn)象引出全反射的話題,意在培養(yǎng)學(xué)生通過觀察生活現(xiàn)象提出物理問題的科學(xué)探究素養(yǎng)。教材介紹光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)的定義及其相對(duì)性,目的是為得出全反射產(chǎn)生的條件作鋪墊。教材通過半圓形玻璃磚的演示實(shí)驗(yàn)引出全反射的定義和臨界角的概念。在演示實(shí)驗(yàn)時(shí),要引導(dǎo)學(xué)生全面、全程觀察。特別要注意觀察:隨著入射角逐漸增大,反射光線和折射光線的角度和亮度發(fā)生變化;當(dāng)入射角達(dá)到某一極限角度時(shí),折射角達(dá)到90°,折射光完全消失,只剩下反射光。全反射棱鏡和光導(dǎo)纖維是對(duì)全反射原理的應(yīng)用,這部分內(nèi)容有利于開闊學(xué)生視野,加深對(duì)全反射的認(rèn)識(shí)。
學(xué)情分析
高二年級(jí)的學(xué)生通過初中的學(xué)習(xí)對(duì)幾何光學(xué)的內(nèi)容已經(jīng)有了初步的了解,而本章教材的第一節(jié)《光的折射》又詳細(xì)介紹了光的折射定律以及折射率的測(cè)定方法,這些內(nèi)容的學(xué)習(xí),為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)全反射現(xiàn)象奠定了知識(shí)和心理基礎(chǔ),同時(shí),高二年級(jí)的學(xué)生縣有一定的概括和分析間題的能力,這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了能力的基礎(chǔ)。
通過折射定律的學(xué)習(xí),學(xué)生可以定量給出折射現(xiàn)象中入射角和折射角的大小關(guān)系,這就為學(xué)生探究發(fā)生全反射的條件提供了切入點(diǎn),同時(shí)為學(xué)生自主推導(dǎo)臨界角和折射率關(guān)系提供了知識(shí)基礎(chǔ)。
而《光的折射》一節(jié)中玻璃磚折射率測(cè)定的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生掌握了確定入射光線和折射光線的基本方法為本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)探究奠定能力基礎(chǔ)、提供操作可能。綜上所述,在前面學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,學(xué)生可以根據(jù)已有的對(duì)光的反射、折射現(xiàn)象的認(rèn)知,進(jìn)一步來探究全反射現(xiàn)象,并運(yùn)用探究所得知識(shí)解釋這一現(xiàn)象。
教學(xué)目標(biāo)
1.知道光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)的概念,認(rèn)識(shí)光的全反射現(xiàn)象。
2.知道全反射棱鏡及其應(yīng)用。
3.初步了解光導(dǎo)纖維的工作原理及光纖技術(shù)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的重大影響。
教學(xué)重難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn):臨界角的概念及表達(dá)式、全反射的條件、全反射的應(yīng)用;
2.教學(xué)難點(diǎn):全反射的條件、全反射的應(yīng)用。
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
新課導(dǎo)入
教師提出問題:水中的氣泡和葉子上的露珠看起來特別明亮;炎熱夏天,柏油路面有時(shí)看起來特別明亮,像水洗過的一樣。這又是為什么呢?
學(xué)生寫下自己的答案并與其他同學(xué)交流
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
新課教學(xué)
一、全反射
光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)
閱讀課本,總結(jié)什么是光密介質(zhì),什么是光疏介質(zhì)?
光疏介質(zhì):兩種介質(zhì)中折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì)。
光密介質(zhì):兩種介質(zhì)中折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì).
在學(xué)生回答后補(bǔ)充:
注意:
任何兩種透明介質(zhì)都可以通過比較光在其中傳播速度的大小或折射率的大小來判斷誰(shuí)是光疏介質(zhì)或光密介質(zhì)。如,水、水晶和金剛石三種物質(zhì)相比較,水晶對(duì)水來說是光密介質(zhì),對(duì)金剛石來說則是光疏介質(zhì)。
(二)入射角與折射角的大小關(guān)系
然后提問:光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)
光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)
(三)全反射
光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì),入射角增大,折射角也增大,誰(shuí)先達(dá)到90°?若繼續(xù)增大入射角?
然后讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)視頻,然后觀察視頻
現(xiàn)象:隨著入射角的逐漸增大的過程中,折射角逐漸增大 ;折射光線亮度逐漸減弱;反射角逐漸增大;反射光線亮度逐漸增強(qiáng);當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí),折射光線消失,所有光線全部反射。
然后讓學(xué)生總結(jié)全反射相關(guān)概念:
1.全反射定義:光由光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)時(shí),光線不發(fā)生折射,而全部返回到原介質(zhì)中繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。
此時(shí)的入射角稱為——臨界角
2.發(fā)生全反射的條件:
(1)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì);
(2)入射角等于或大于臨界角;
3.折射率與臨界角的關(guān)系:(光由介質(zhì)射入真空中)
注意:
(1)只有光從介質(zhì)射入真空(空氣)的交界面時(shí),才能這樣求臨界角。
(2)n越大,臨界角越小,也就越容易發(fā)生全發(fā)射。
然后提問:全反射在生活中有哪些應(yīng)用?
在學(xué)生充分交流后分析應(yīng)用
然后老師介紹:全反射棱鏡、光導(dǎo)纖維
學(xué)生翻閱課本,查閱光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)的定義
學(xué)生回答問題
學(xué)生先回答問題并交流
學(xué)生觀察視頻并總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
學(xué)生根據(jù)提示閱讀課文提煉先關(guān)概念。
為下一個(gè)問題學(xué)習(xí)做足準(zhǔn)備。
鍛煉學(xué)生歸納總結(jié)能力
為后面學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備
鍛煉學(xué)生總結(jié)歸納問題能力
不直接給知識(shí)點(diǎn)而是讓學(xué)生查閱鍛煉學(xué)生總結(jié)歸納能力
鍛煉學(xué)生學(xué)會(huì)利用所學(xué)知識(shí)解決問題
二、全反射棱鏡
(一)全反射棱鏡
閱讀課本,總結(jié)什么是全反射棱鏡,有什么作用?
玻璃棱鏡的截面為等腰直角三角形,當(dāng)光從圖中所示的方向射入玻璃時(shí),由于光的方向與玻璃面垂直,光線不發(fā)生偏折。但在玻璃內(nèi)部,光射向玻璃與空氣的界面時(shí),入射角大于臨界角,發(fā)生全反射。
與平面鏡相比,它的反射率高,幾乎可達(dá) 100%。這種棱鏡在光學(xué)儀器中可用來改變光的方向。
橫截面是等腰直角三角形的棱鏡
(1)截面為等腰直角三角形的玻璃棱鏡
(2)原理:利用全反射原理
(3)特點(diǎn):(玻璃的臨界角為32°—42°)
①當(dāng)光垂直于它的任意一個(gè)界面射入后,都會(huì)在其內(nèi)部發(fā)生全反射,與平面鏡相比,它的反射率很高
②反射面不必涂敷任何反光物質(zhì)
(4)作用:改變光的方向,可使光的傳播方向改變90°或180°
(二)全反射棱鏡的應(yīng)用
全反射棱鏡在生活中有什么應(yīng)用?
對(duì)于精密的光學(xué)儀器,如照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等,就需要用全反射棱鏡代替平面鏡,以消除多余的像.
當(dāng)然,如果在玻璃的前表面鍍銀,就不會(huì)產(chǎn)生多個(gè)像,一般的平面鏡都是在玻璃的后面鍍銀, 但是銀面容易脫落.因此對(duì)于精密的光學(xué)儀器,如照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等,就需要用全反射棱鏡代替平面鏡.與平面鏡相比,它的反射率高,幾乎可達(dá)100%。
學(xué)生閱讀課文并總結(jié)全反射棱鏡的作用
和老師以下做光路圖計(jì)算腰直角三角形的棱鏡
學(xué)生先是根據(jù)自己所了解的進(jìn)行分析理解,然后和教師共同了解科技用
鍛煉學(xué)生總結(jié)歸納問題能力
學(xué)會(huì)分析實(shí)例應(yīng)用
學(xué)以致用,讓學(xué)生感受物理在科技中的應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生思考怎么利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。
三、光導(dǎo)纖維
(一)光導(dǎo)纖維
閱讀課本,總結(jié)光導(dǎo)纖維的工作原理與結(jié)構(gòu)?
(1)原理:利用全反射原理
(2)構(gòu)造:由折射率較高的玻璃內(nèi)芯和折射率較低的外層透明介質(zhì)組成,因?yàn)閮?nèi)芯的折射率比外套的大,所以,光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射
(3)優(yōu)點(diǎn):容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)
觀察光在彎曲的有機(jī)玻璃棒中傳播的路徑
請(qǐng)學(xué)生觀察視頻
光導(dǎo)纖維的應(yīng)用
醫(yī)用內(nèi)窺鏡:醫(yī)學(xué)上將其制成內(nèi)窺鏡,用來檢查人體內(nèi)臟的內(nèi)部。
然后播放視頻,讓學(xué)生觀察
光纖通信:光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)。
一路光纖的傳輸能力理論值為二十億路電話,一千萬路電視。雖然光纖通信的發(fā)展歷史只有20多年的,但是發(fā)展的速度是驚人的。
學(xué)生閱讀課文并總結(jié)原理
學(xué)生觀察視頻
鍛煉學(xué)生總結(jié)歸納問題能力
理解光導(dǎo)纖維的應(yīng)用
課堂總結(jié)
板書設(shè)計(jì)
第1節(jié) 光的折射
作業(yè)設(shè)計(jì)
作業(yè)分為兩塊,一是課堂練習(xí),旨在對(duì)本堂課學(xué)習(xí)中動(dòng)量的概念和實(shí)驗(yàn)思路進(jìn)行檢測(cè),一是分層練習(xí),分層次的訓(xùn)練學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。
教學(xué)反思與評(píng)價(jià)
本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了新課程理念,以培養(yǎng)和發(fā)展能力為著眼點(diǎn),以掌握物理研究方法和物理思維方法為依據(jù)。本節(jié)主要知識(shí)內(nèi)容是全反射現(xiàn)象和全反射條件。運(yùn)用推理假設(shè),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,分析歸納等方法教學(xué),使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí),也獲得了掌握這些知識(shí)的方法。通過師生的雙邊活動(dòng),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,使學(xué)生主動(dòng)地和教師、教材、學(xué)生進(jìn)行信息交流,形成了一種和諧、積極參與的教學(xué)氣氛。
本節(jié)課按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行教學(xué),利用趣味實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)反映出全反射現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件,從實(shí)驗(yàn)中,合作歸納出全反射概念,使學(xué)生體會(huì)到人們探索自然規(guī)律的過程:提出假設(shè)——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——得出結(jié)論。教學(xué)表明,這樣做有利于學(xué)生理解全反射概念,獲得概念形成的方法,整個(gè)教學(xué)過程既符合新課程的三維目標(biāo),也體現(xiàn)了新課程的理念:注重科學(xué)探究,提倡學(xué)習(xí)方式多樣化;突出從生活走向物理,從物理走向社會(huì)。
本節(jié)課也有一些不足之處,因?yàn)樵谑谡n中我充分體會(huì)到學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的參與熱情,所以有些簡(jiǎn)單問題我采用集體回答的方式,可能會(huì)忽略個(gè)別學(xué)生對(duì)內(nèi)容的掌握,但在課后反饋中我感覺效果良好。另外,演示趣味實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意鐵球應(yīng)重復(fù)幾次從水中抽出、進(jìn)入的過程,讓學(xué)生充分相信小球之所以更加“明亮”,不是熏黑的部分被水泡掉而產(chǎn)生的光學(xué)現(xiàn)象。且受課堂教學(xué)時(shí)間限制,留給展示全反射現(xiàn)象的時(shí)間太緊,對(duì)開放教學(xué)有一定的限制。
在今后的教學(xué)過程中我會(huì)從這些不足之處進(jìn)一步去探索、求進(jìn),找到與學(xué)生共創(chuàng)愉快課堂的方法,將物理課堂打造的更加精益求精。
這是一份高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第一冊(cè)2 全反射教學(xué)設(shè)計(jì),共6頁(yè)。教案主要包含了教材分析,學(xué)情分析,核心素養(yǎng),教學(xué)重難點(diǎn),教學(xué)環(huán)節(jié),總結(jié)與反思等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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這是一份物理選擇性必修 第一冊(cè)第四章 光2 全反射優(yōu)秀教案設(shè)計(jì),共2頁(yè)。教案主要包含了合作探究一,合作探究二,合作探究三等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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