4.2 全反射 学历案
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文档简介
2 全反射
【课时学习目标与评价任务】：
学习目标 评价任务
1.通过问题情境分析，会判断光疏介质和光密介质。 评价任务1
2.通过实验探究和小组讨论，能说出全反射的概念和发生全反射的条件，会利用全反射解释有关现象。 评价任务2
3.通过观看视频和小组讨论，知道全反射棱镜和光导纤维的原理并能画出相应的光路图。 评价任务3 评价任务4
【学习过程】
【课前预习】
1．光疏介质和光密介质
(1)光疏介质：折射率较________(填“大”或“小”)的介质。
(2)光密介质：折射率较________(填“大”或“小”)的介质。
(3)光疏介质与光密介质是________(填“相对”或“绝对”)的。
2．全反射现象
(1)全反射：光从______介质射入________介质时，同时发生折射和反射。当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，______光完全消失，只剩下________光的现象。
(2)临界角：刚好发生全反射，即折射角等于________时的入射角．光从________射入________时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是sin C＝________。
(3)全反射发生的条件
①光从________介质射入________介质。
②入射角________________临界角。
3. 全反射棱镜
(1)全反射棱镜的形状：截面为______________三角形的棱镜。
(2)全反射棱镜的特点：当光垂直于它的一个界面射入后，都会在其内部发生__________，与平面镜相比，它的反射率________，几乎可达100%，常用来代替平面镜来__________。
(3)全反射棱镜的应用：________________、自行车尾灯、潜望镜等。
4. 光导纤维
(1)原理：利用了光的____________。
(2)构造：由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的________，光传播时在______的界面上发生全反射。
(3)光导纤维的应用
①光纤通信
光导纤维的传播原理：光由一端进入，在内芯和外套的界面上经过多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光信号，光信号又可以转换成电信号，进而转变为声音、图像。
光纤通信的优点：传输容量________、衰减________、抗干扰性及保密性强等。
②医学上的内窥镜：内窥镜有两组光纤，一组把光传送到人体内部进行________，另一组把________________________传出供医生观察。
【课中学习】
学习任务一：认识光疏介质和光密介质
问题1：如图所示，光从介质1入射到介质2中，请你判断哪个介质是光密介质？哪个介质是光疏介质？
问题2：酒精是光疏介质还是光密介质？是否可以通过比较介质密度来判断光密介质和光疏介质？
评价任务1：“因为玻璃密度较大，所以一定是光密介质”这种说法对吗？
学习任务二：探究全反射
问题2：请画出相应的光路图，并思考：
（1）逐渐增大入射角，折射角如何变化？
（2）哪个角先增大到90°？左图中的折射角可以增大到90°吗？
（3）当折射角增大到90°时，会出现什么现象？
【实验探究】观察光从玻璃进入空气时的现象并记录
入射角变化 折射角变化 反射光强度变化 折射光强度变化
0°
增大
增大到某一角度
【实验结论】
问题3：在刚才的实验中，已知玻璃的折射率为n，你能否根据已有知识求出发生全反射时的临界角C呢？【提示：折射定律】
问题4：判断下列哪种情况会发生全反射，并尝试总结发生全反射的条件：
评价任务2：在“消失”的花瓣魔术中，花瓣是画在纸片上的，而花蕊是画在密封袋外面上的。结合前面所学知识，请尝试完成光路图，找出花瓣“消失”的原因。
学习任务三：全反射的应用
问题：已知玻璃的临界角为32-42度，当光垂直棱镜（截面为等腰直角三角形）直角边和斜边入射时，会发生什么现象呢？请画出对应完整的光路图。
评价任务3：自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯的原理如图所示，你知道汽车灯光是从尾灯的哪面射过来的，又是在哪面发生的全反射吗？请画出相应的光路图。
【作图】已知玻璃的临界角为32-42度， =45°，请尝试画出光在玻璃棒中的传播路径。
评价任务4．星空小夜灯十分漂亮，打开时，我们发现塑料条的末端非常亮，就像夜空中的繁星那样，十分美丽，请你用所学知识尝试解释该现象。
【课后总结及反思】
你了解光疏介质、光密介质、全反射、临界角这几个概念，能判断是否发生全反射并能画出相应的光路图么？
【课时学习目标与评价任务】：
学习目标 评价任务
1.通过问题情境分析，会判断光疏介质和光密介质。 评价任务1
2.通过实验探究和小组讨论，能说出全反射的概念和发生全反射的条件，会利用全反射解释有关现象。 评价任务2
3.通过观看视频和小组讨论，知道全反射棱镜和光导纤维的原理并能画出相应的光路图。 评价任务3 评价任务4
【学习过程】
【课前预习】
1．光疏介质和光密介质
(1)光疏介质：折射率较________(填“大”或“小”)的介质。
(2)光密介质：折射率较________(填“大”或“小”)的介质。
(3)光疏介质与光密介质是________(填“相对”或“绝对”)的。
2．全反射现象
(1)全反射：光从______介质射入________介质时，同时发生折射和反射。当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，______光完全消失，只剩下________光的现象。
(2)临界角：刚好发生全反射，即折射角等于________时的入射角．光从________射入________时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是sin C＝________。
(3)全反射发生的条件
①光从________介质射入________介质。
②入射角________________临界角。
3. 全反射棱镜
(1)全反射棱镜的形状：截面为______________三角形的棱镜。
(2)全反射棱镜的特点：当光垂直于它的一个界面射入后，都会在其内部发生__________，与平面镜相比，它的反射率________，几乎可达100%，常用来代替平面镜来__________。
(3)全反射棱镜的应用：________________、自行车尾灯、潜望镜等。
4. 光导纤维
(1)原理：利用了光的____________。
(2)构造：由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的________，光传播时在______的界面上发生全反射。
(3)光导纤维的应用
①光纤通信
光导纤维的传播原理：光由一端进入，在内芯和外套的界面上经过多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光信号，光信号又可以转换成电信号，进而转变为声音、图像。
光纤通信的优点：传输容量________、衰减________、抗干扰性及保密性强等。
②医学上的内窥镜：内窥镜有两组光纤，一组把光传送到人体内部进行________，另一组把________________________传出供医生观察。
【课中学习】
学习任务一：认识光疏介质和光密介质
问题1：如图所示，光从介质1入射到介质2中，请你判断哪个介质是光密介质？哪个介质是光疏介质？
问题2：酒精是光疏介质还是光密介质？是否可以通过比较介质密度来判断光密介质和光疏介质？
评价任务1：“因为玻璃密度较大，所以一定是光密介质”这种说法对吗？
学习任务二：探究全反射
问题2：请画出相应的光路图，并思考：
（1）逐渐增大入射角，折射角如何变化？
（2）哪个角先增大到90°？左图中的折射角可以增大到90°吗？
（3）当折射角增大到90°时，会出现什么现象？
【实验探究】观察光从玻璃进入空气时的现象并记录
入射角变化 折射角变化 反射光强度变化 折射光强度变化
0°
增大
增大到某一角度
【实验结论】
问题3：在刚才的实验中，已知玻璃的折射率为n，你能否根据已有知识求出发生全反射时的临界角C呢？【提示：折射定律】
问题4：判断下列哪种情况会发生全反射，并尝试总结发生全反射的条件：
评价任务2：在“消失”的花瓣魔术中，花瓣是画在纸片上的，而花蕊是画在密封袋外面上的。结合前面所学知识，请尝试完成光路图，找出花瓣“消失”的原因。
学习任务三：全反射的应用
问题：已知玻璃的临界角为32-42度，当光垂直棱镜（截面为等腰直角三角形）直角边和斜边入射时，会发生什么现象呢？请画出对应完整的光路图。
评价任务3：自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯的原理如图所示，你知道汽车灯光是从尾灯的哪面射过来的，又是在哪面发生的全反射吗？请画出相应的光路图。
【作图】已知玻璃的临界角为32-42度， =45°，请尝试画出光在玻璃棒中的传播路径。
评价任务4．星空小夜灯十分漂亮，打开时，我们发现塑料条的末端非常亮，就像夜空中的繁星那样，十分美丽，请你用所学知识尝试解释该现象。
【课后总结及反思】
你了解光疏介质、光密介质、全反射、临界角这几个概念，能判断是否发生全反射并能画出相应的光路图么？