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2019-2020年高二物理《光的全反射》教案 一、教材分析 《全反射》是高中物理選修3-4的必修內(nèi)容，這一節(jié)是在學(xué)生學(xué)習(xí)了光的反射、光的折射之后編寫的，是反射和折射的交匯點(diǎn)。本節(jié)就從光的折射入手，探討了光發(fā)生全反射的條件，以及相關(guān)應(yīng)用。全反射現(xiàn)象與人們的日常生活以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)，所以，學(xué)習(xí)這部分知識(shí)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。 二、教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)目標(biāo)： （1）理解光密介質(zhì)、光疏介質(zhì)的概念及全反射現(xiàn)象；掌握臨界角的概念和全反射條件；了解全反射的應(yīng)用。 （2）培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、解決問題的能力。 2．能力目標(biāo)： （1）用實(shí)驗(yàn)的方法，通過討論、分析過程，用準(zhǔn)確的語言歸納全反射現(xiàn)象；培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。 （2）啟發(fā)學(xué)生積極思維，鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力。 3．情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)： （1）培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，進(jìn)行科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法教育。 （2）感悟物理學(xué)研究中理論與實(shí)踐的辨證關(guān)系。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：臨界角的概念及全反射條件 難點(diǎn)：全反射現(xiàn)象的應(yīng)用 四、學(xué)情分析 學(xué)生是教學(xué)過程中的主體，這個(gè)時(shí)期的學(xué)生學(xué)習(xí)了物理一、二冊(cè)的教材，已經(jīng)逐步體會(huì)出教材的思想，但是大多數(shù)學(xué)生的抽象思維和空間想象能力還比較低，對(duì)物理現(xiàn)象和知識(shí)的理解、判斷、分析、和推理常常表現(xiàn)出一定的主觀性、片面性、和表面性，這就要求在教學(xué)過程中合理安排、指導(dǎo)和引導(dǎo)學(xué)生突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，提高學(xué)生分析、歸納、及抽象思維能力。 五、教學(xué)方法 1、教學(xué)方法采用直觀、感性的實(shí)驗(yàn)和視頻，將演示實(shí)驗(yàn)與多媒體的模擬分析有機(jī)的結(jié)合起來。課堂上，盡可能多的留給學(xué)生參與教學(xué)的思維空間。恰當(dāng)?shù)脑O(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生猜想，再通過演示和多媒體分析，最后得出結(jié)論。學(xué)生既實(shí)現(xiàn)了從感性知識(shí)到理性知識(shí)的飛躍，又體會(huì)到了“設(shè)疑----猜想----實(shí)驗(yàn)----分析----結(jié)論”的研究方法 2、學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見后面的學(xué)案 3、新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè) 六、課前準(zhǔn)備 1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：結(jié)合學(xué)案預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。了解基本概念，初步認(rèn)識(shí)全反射的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：教具的準(zhǔn)備，學(xué)案的準(zhǔn)備 七、課時(shí)安排：1課時(shí) 八、教學(xué)過程 1、預(yù)習(xí)檢查 檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。 2、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情景，導(dǎo)入課題 演示：將光亮鐵球出示給學(xué)生看，在陽光下很刺眼，將光亮鐵球夾在試管夾上，放在點(diǎn)燃蠟燭上熏黑，將試管夾和鐵球置于燭焰的內(nèi)焰進(jìn)行熏制，一定要全部熏黑，再讓學(xué)生觀察．然后將熏黑的鐵球浸沒在盛有清水的燒杯中，現(xiàn)象發(fā)生了，放在水中的鐵球變得比在陽光下更亮．好奇的學(xué)生誤認(rèn)為是水泡掉了鐵球上黑色物，當(dāng)老師把試管夾從水中取出時(shí)，發(fā)現(xiàn)熏黑的鐵球依然如故，再將其再放入水中時(shí)，出現(xiàn)的現(xiàn)象和前述一樣，學(xué)生大惑不解，讓學(xué)生帶著這個(gè)疑問開始學(xué)習(xí)新的知識(shí)——全反射現(xiàn)象 3、合作探究，精講點(diǎn)撥 （1）光密介質(zhì)、光疏介質(zhì) 任意兩種介質(zhì)相比較，我們把折射率小的介質(zhì)叫光疏介質(zhì)，折射率大的介質(zhì)叫光密介質(zhì)。 舉例說明光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)的。 （2）全反射現(xiàn)象 演示實(shí)驗(yàn)：激光束射向半玻璃磚，觀察反射、折射現(xiàn)象。 設(shè)疑：如果入射角變大，反射光線和折射光線可能怎么變化呢？ 學(xué)生猜想： ①反射光，折射光全部消失。 ②反射光消失，只有折射光線。 ③折射光線消失，只有反射光線。 討論推理：第一種假設(shè)是不合理的，因?yàn)楣鈧鞑サ氖悄芰?，若反射光線折射光線全部消失顯然違反能量守恒觀點(diǎn)。 第二種假設(shè)也不能成立，在學(xué)習(xí)反射定律時(shí)，知道，不論透明還是不透明物體都要反射一部分射到它表面的光，所以必定有反射光線存在。 第三種假設(shè)有可能存在。 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：轉(zhuǎn)動(dòng)光具盤，增大入射角，觀察反射光線和折射光線。 分析總結(jié)：隨著入射角逐漸增大，折射角也逐漸增大，但折射角總是大于入射角。同時(shí)還觀察到，折射光線越來越暗，越來越接近90o，當(dāng)入射角增大到一定值時(shí)折射光線消失，只剩下入射光線、反射光線。繼續(xù)增大入射角時(shí)，仍然觀察不到折射光線。 師生互動(dòng)：通過實(shí)驗(yàn)我們觀察到第三種假設(shè)在一個(gè)特定的條件下是可能成立的，象這種只有反射光線而折射光線消失的現(xiàn)象是全反射現(xiàn)象。 （3）臨界角 實(shí)驗(yàn)分析：要發(fā)生全反射現(xiàn)象對(duì)入射角大小有一定的要求，我們把折射角為90時(shí)的入射角叫做臨界角。 學(xué)生推導(dǎo)：設(shè)光從某種折射率為n的介質(zhì)設(shè)向空氣或真空時(shí)的入射角恰好是臨界角C，此時(shí)的折射角r=90。由折射定律sinC/sinr=1/n，因?yàn)閟in90=1，則sinC=1/n。 （4）全反射條件 演示實(shí)驗(yàn)：觀察光從空氣射向玻璃和光從玻璃射向空氣時(shí)能否發(fā)生全反射，發(fā)生全反射的條件。 分析歸納：光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)不會(huì)發(fā)生全反射，光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，當(dāng)入射角大于或等于臨界角，會(huì)發(fā)生全反射。 得出結(jié)論：全反射的條件：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，入射角大于或等于臨界角。 師生互動(dòng)：全反射現(xiàn)象是在特定條件下光的傳播在兩種介質(zhì)界面上發(fā)生的特殊現(xiàn)象，在自然界中卻是常見的光學(xué)現(xiàn)象。例如玻璃中的氣泡看起來特別明亮，神秘的海市蜃樓都是由光的全反射現(xiàn)象產(chǎn)生的。物理學(xué)的研究給予我們解釋自然現(xiàn)象方法，同時(shí)也啟迪人們應(yīng)用物理規(guī)律來改造自然，造福人類。醫(yī)學(xué)上被廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維窺鏡就是用全反射原理制成的。 （5）光導(dǎo)纖維 播放醫(yī)生利用光導(dǎo)纖維檢測(cè)病人身體的視頻。（讓學(xué)生知道物理與生活聯(lián)系很緊密，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣）光導(dǎo)纖維是利用什么原理？ 演示實(shí)驗(yàn)：觀察光導(dǎo)纖維對(duì)光的作用，結(jié)合所觀看視頻。 學(xué)生介紹：學(xué)生通過課前查閱有關(guān)資料，介紹光導(dǎo)纖維。 多媒體：介紹光纖通訊，進(jìn)行愛國(guó)主義教育。 4、反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè) 教師組織學(xué)生反思本節(jié)課的內(nèi)容，并總結(jié)學(xué)到的知識(shí)。利用學(xué)案進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)框架并反饋學(xué)習(xí)情況。 5、發(fā)導(dǎo)學(xué)案，布置預(yù)習(xí) 九、板書設(shè)計(jì) 全反射 一、 光密介質(zhì)： 光疏介質(zhì)： 二、全反射 1、現(xiàn)象 2、臨界角 3、發(fā)生條件 三、光導(dǎo)纖維 十、教學(xué)反思 本課的設(shè)計(jì)采用了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案，學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)、探究點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中易忘、易混點(diǎn)等，最后進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)，課后進(jìn)行延伸拓展，以達(dá)到提高課堂效率的目的。 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。靈活運(yùn)用推理假設(shè)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析歸納，比較等方法教學(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，可以說這是一節(jié)內(nèi)容豐富的方法教育課。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、同學(xué)進(jìn)行信息交流，形成了一種和諧、積極參與的教學(xué)氣氛。