人教版高中物理選擇性必修1第4章第2節全反射教學設計

課題全反射單元4學科物理年級高二

全反射現象在日常生活中經常能遇到，本節要探討光發生全反射的條件以及相關應用。

全反射及其發生的條件是本節的重點，也是培養學生科學思維，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象引出全反射的話題，意在培養學生通

過觀察生活現象提出物理問題的科學探究素養。教材介紹光密介質和光疏介質的定義及其相

教材

分析對性，目的是為得出全反射產生的條件作鋪墊。教材通過半圓形玻璃磚的演示實驗引出全反

射的定義和臨界角的概念。在演示實驗時，要引導學生全面、全程觀察。特別要注意觀察:

隨著人射角逐漸增大，反射光線和折射光線的角度和亮度發生變化:當人射角達到某一極限

角度時，折射角達到90"，折射光完全消失，只剩下反射光。全反射棱鏡和光導纖維是對

全反射原理的應用，這部分內容有利于開闊學生視野，加深對全反射的認識。

教學1、物理觀念：知道光疏介質、光密介質、全反射、臨界角的概念。

目標2、科學思維：理解全反射的條件，能計算有關問題和解釋相關現象。

與核3、科學探究：通過半圓形玻璃磚實驗總結全反射的定義和臨界角的條件。

心素4、科學態度與責任：了解光導纖維的工作原理和光導纖維在生產、生活中的應用。

養

重點理解全反射的條件，能計算有關問題和解釋相關現象，通過半圓形玻璃磚實驗總結全反

射的定義和臨界角的條件。

難點理解全反射的條件，能計算有關問題和解釋相關現象，通過半圓形玻璃磚實驗總結全反

射的定義和臨界角的條件。

教學過程

教學環節教師活動學生活動設計意圖

導入新課水中的氣泡看上去特別明亮，這是為什么呢?

觀察水中從生活中的

的氣泡，思考實際現象出發，

為什么氣泡看引導學生思考，

著比較明亮。從而引出新課。

講授新課知識回顧：光的折射及光的折射率

回顧上節溫故知新，

課學習的折射便于更好的學習

率的定義。新課內容。

1.光疏介質：折射率較小的介質

2.光密介質：折射率較大的介質學習光疏

（1）光疏介質與光密介質是相對的。介質和光密介通過讀折射

（2）光在光密介質中的傳播速度比在光疏介質的概念。率的復習，總結

質中的小。出光疏介質和光

密介質的概念。

讓學生更好的理

解新知識。

一、全反射

實驗探究

思考與討論：既然光由光密介質射入光疏介質

時，折射角大于入射角，可以預料，當入射角增大

到一定程度，但還沒有達到90°時，折射角就會增

對比光疏

大到90°。如果入射角再增大，會出現什么現象？

介質和光密介

質。

通過實驗觀

察現象，先讓學

生咋腦海中建立

全反射的現象的

認知，再用簡潔

的語言總結全反

射的定義。

全反射：觀察實驗

光由光密介質射入光疏介質時，同時發生反射現象，思考所

和折射，折射角大于入射角，隨著入射角的增大，給出的問題。

反射光線越來越強，折射光線越來越弱，當折射角

增大到90°時，折射光線完全消失，只剩下反射光

線，這種現象叫做全反射。

思考討論：全反射產生的條件是什么？

全反射條件：(1)光從光密介質射入光疏介質；

(2)入射角等于或大于臨界角。

結合所學回扣課前思

習的全反射的考題，讓課堂內

概念，解釋課容相呼應，結構

釋疑：課本P85頁，為什么水中的氣泡看起來前提出的問更完整。

特別明亮？題。

光從水射向氣泡時，一部分光在分界面上發生

了全反射

思考討論：由于不同的介質的折射率不同，在

光從介質射入空氣（真空）時，發生全反射的臨界

角是不一樣的。怎樣計算光從折射率為n的某種介

質射入空氣（真空）發生全反射時的臨界角C？

sin901

n

sinCsinC

1

sinC

臨界角的正弦值與介質的折射率成反比，即介n

質的折射率越大，臨界角越小。

總結發生

課堂練習1、如圖所示,某種透明物質制成的直

全反射時入射

角三棱鏡ABC,∠A等于30°,一束光線在紙面內垂

角所滿足的條

直AB邊射入棱鏡。如圖所示,發現光線剛好不能從

件。

BC面射出,而是最后從AC面射出。求:

完成課堂

(1)透明物質的折射率n。

練習。

(2)光線從AC面射出時的折射角α的正弦值。

解析：(1)由題意可知,光線從AB邊垂直射入,

恰好在BC面發生全反射,光線最后從AC面射出,光

路圖如圖。

設該透明物質的臨界角為C,由幾何關系可知

1

C=θ1=θ2=60°,sinC=

n

23

解得n=。

3

(2)由幾何關系知β=30°

sin3

由折射定律n=,解得sinα=。完成課本通過課堂練

sin3

例題。習和課本例題，

例題：水的折射率是1.33，（1）水的臨界角

掌握全發射的條

是多少？

件的應用。

（2）在潛水員看來，岸上的所有景物，都出

現在一個倒立的圓錐里這個圓錐的頂角是多大？

閱讀教材

和相關資料，

了解全反射在

二、全反射棱鏡現代科技生活

全反射棱鏡：（截面為等腰直角三角形的棱鏡）中的應用。

通過介紹全

全反射棱鏡作用：改變光的方向

觀察光在反射在現代生活

三、光導纖維

彎曲的有機?？萍碱I域的應

觀察：光在彎曲的有機玻璃棒中傳播的路徑。璃棒中的路用，培養學生的

徑。社會責任感。

如圖，激光筆發出的光射入一根彎曲的有機玻

璃棒的一端，觀察光傳播的路徑有什么特點。

完成課堂

練習。

課堂練習2、如圖所示,AB為一直光導纖維,AB

之間距離為s,使一光脈沖信號從光導纖維中間入

射,射入后在光導纖維內芯與外套的界面上恰好發

生全反射,由A點傳輸到B點所用時間為t,求光導

纖維所用材料的折射率n。

解析:光信號由A點進入光導纖維后,沿AO方向照

射到O點,此時入射角α恰好等于臨界角。由幾何

s

關系可得光在光導纖維中傳播的距離l=。

sin

設介質的折射率為n,光在此介質中的速度為v,則

1cs

有sinα=sinC=,n=,而vt=,解得

nvsin

ct

n=。

s

拓展提高1、空氣中兩條光線a和b從方框左側入射,分

別從方框下方和上方射出,其框外光線如圖甲所完成拓展通過完成拓

示。方框內有兩個折射率n=1.5的玻璃全反射棱鏡。提高練習題。展提高練習題，

圖乙給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖,其中能鞏固基礎知識。

產生圖甲效果的是()

解析:四個選項產生光路效果如圖所示。

答案：B

2、已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率

分別為1.33、1.55、1.60和1.63,如果光按下面幾

種方式傳播,可能發生全折射的是()

A.從水晶射入玻璃B.從水射入二硫化碳

C.從玻璃射入水中D.從水射入水晶

解析：折射率相對較小的介質是光疏介質,折

射率相對較大的介質是光密介質,發生全反射的條

件之一是光由光密介質射向光疏介質,由此可知選

項C正確。

答案：C

3、某種介質相對空氣的折射率是2,一束光

從該介質射向