四川省宜宾市一中2017_2018学年高中物理下学期第九周光的全反射教学设计.doc

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1、1光的全反射课题 第三节 光的全反射 课时 考点、知识点 1. 光疏、光密介质 2.全反射 3.临界角学习目标1.全反射现象及其发生条件;2.临界角的计算；3.全反射的应用。重、难点重点 全反射现象及其发生条件; 难点 全反射的应用。 学习环节和内容 学生活动建议 教师活动建议 调整记录环节一概念介绍 光疏媒质与光密媒质1、定义:1)、光疏媒质:两种媒质中折射率较小的媒质叫做光疏媒质.2)、光密媒质:两种媒质中折射率较大的媒质叫做光密媒质.因 VCn,对光疏媒质 ,n 较小 ,V 较大. 对光密媒质,n 较大,V 较小.故也可以说,对于两种媒质,光在其中传播速度较大的是光疏媒质,光在其中传播速

2、度较小的是光密媒质.反过来说,同一种光在光疏媒质中传播速度较大,在光密媒质中传播速度较小. 即：VC 对光疏介质 n 较小 同一频率的光在其中传播的 V 较大；对光密介质 n 较大 同一频率的光在其中传播的 V 较小。2、理解:1)、光疏媒质光密媒质是相对而言的.只有对给定的两种媒质才能谈光疏媒质与光密媒质.没有绝对的光密媒质.如：水、玻璃和金刚石三种介质比较，n 水 1.33 n 玻璃 1.51.9 n金刚石 2.42。对水而言，玻璃是光密介质；但对金刚石而言，玻璃则是光疏介质。2)、光疏媒质与光密媒质的界定是以折射率为依据的,与媒质的其它属性(如密度等)无关.例如：水和酒精，n 水 1.3

3、3n 酒精 1.36，酒精相对于水而言是光密介质，但 水 酒 。环节二 重点突破 全反射:1、全反射：当光从光密媒质进入光疏媒质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时,折射角等于 900,此时,折射光完全消失入射光全部反回原来的媒质中,这种现象叫做全反射.2、临界角:1)、定义:光从光密媒质射向光疏媒质时,折射角等于 900时的入射角,叫做临界角.用字母 C 表示.临界角是指光由光密媒质射向光疏媒质时,发生全反射形象时的最小入射角,是发生全反射的临界状态.当光由光密媒质射入光疏媒质时:若入射角 iC,则不发生全反射,既有反射又有折射形象.若入射角 iC,则发生全反射形象.2)、临界角的

4、计算:A、任意两种媒质:n 密 、n 疏 : :n 密对疏 = 疏密nCosi90,故临界角C= )(sin1密疏=arcsin( 密疏 ).其中, :n 密 、n 疏 分别为光密媒质和光疏媒质的绝对折射率.B、当光由某种媒质射入真空或空气时: nCn1si90arcsi .3、发生全反射的条件:1)、光从光密媒质射向光疏媒质;2)、入射角大于或等于临界角,即 iC.以上两个条件必须同时满足,缺一不可.环节三 知识应用 全反射的应用:1.光导纤维光纤通讯：一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝,由内芯和外套组成,直径只有几微米到 100 微米左右,内芯的折射 图 1率大于外套的折射率.当

5、光线射到光导纤维的端面上时,光线就折射进入光导纤维内,经内芯与外套的界面发生多次全反射后从光导纤维的另一端面射出,而不从外套散逸,故光能损耗极小. 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,这样的纤维束就可以传送图像,如图 1 所示. 利用光导纤维可以弯曲传光,传像,可制作各种潜望镜,医用内窥镜等.如图 2 所示， 一 透明塑料棒的折射率为 n,光线由棒的 一端面射入，当入射角 i 在一定范围内变化时，光将全部从另一端面射出。当入射角为 i 时，光在棒的内侧面恰好发生全反射。由图可知，光在左端面折射时的折射角 r=C2.由折射定律得： Cirincosns。故有：i21cosn，

6、图 22n。所以只要 1arcsin2，光将全部从右端面射出。再如图 3 所示，一个横截面为矩形、折射率为n=1.5 的玻璃条被弯成 900，一束平行光由 A 端面射入。若矩形边长为 d，则只要曲率半径 R2d，光均能从 B 端射出。由图可知，只要 a 光线能发生全反射，则所有从 A 端入射的光均能发生全反射：sini= dRsinc= n1= 5 图 3解得：R 2d.可见，光纤通迅中，只要光导纤维弯曲满足 R1nd，则光导纤学生理解、记忆观察、思考理解、记忆学生阅读、了解分析、思考2维可以足够细，楞弯成半圆及圆。2.蜃景的成因和规律：夏天，在气压恒定的海面上，空气密度随高度增加而减小，对光

7、的折射率也随之减小从而形成一具有折射率梯度的空气层。当光线通过此空气层时，将发生偏转。如图 4 所示，设一束从远处景物 A 发出的光线 a 以入射角 I 由折射率为 n 处射入空气层。由折射定律有：nsini=n 1sinr1(1) n1sinr1=n2sinr2.(2)联立（1） 、 （2）式可得： nsini=n2sinr2 依此类推：nsini=n csinc, sinc=cnsini.可见，当 n i 一定时，从下层空气进入上层空气的入射角不断增大，当增大到由某两层空气的折射率决定的临界角时，就会全反射。人在 C 处逆着 C 光线看，可看到经全反射形成的倒立虚像；在 B 处逆着 b 光线看，也可看到经折射形成的正立虚像。总之。若人在较高处，看到的蜃景是由折射形成的正立虚像；若人在较低处，看到的蜃景是由折射和全反射形成的倒立虚像。小结：板书设计：作业：点睛配套练习学生讨论、交流教师组织学生，完成练习，并展示练习结果，总结评价