高中物理 132 光的全反射教案 新人教版选修34Word格式文档下载.docx
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课堂上，尽可能多的留给学生参与教学的思维空间。
恰当的设疑，引导学生猜想，再通过演示和多媒体分析，最后得出结论。
学生既实现了从感性知识到理性知识的飞跃，又体会到了“设疑----猜想----实验----分析----结论”的研究方法
2、学案导学：
见后面的学案
3、新授课教学基本环节：
预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1．学生的学习准备：
结合学案预习本节内容。
了解基本概念，初步认识全反射的实验现象。
2．教师的教学准备：
教具的准备，学案的准备
七、课时安排：
1课时
八、教学过程
1、预习检查
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
2、创设实验情景，导入课题
演示：
将光亮铁球出示给学生看，在阳光下很刺眼，将光亮铁球夹在试管夹上，放在点燃蜡烛上熏黑，将试管夹和铁球置于烛焰的内焰进行熏制，一定要全部熏黑，再让学生观察．然后将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中，现象发生了，放在水中的铁球变得比在阳光下更亮．好奇的学生误认为是水泡掉了铁球上黑色物，当老师把试管夹从水中取出时，发现熏黑的铁球依然如故，再将其再放入水中时，出现的现象和前述一样，学生大惑不解，让学生带着这个疑问开始学习新的知识——全反射现象
3、合作探究，精讲点拨
（1）光密介质、光疏介质
任意两种介质相比较，我们把折射率小的介质叫光疏介质，折射率大的介质叫光密介质。
举例说明光密介质和光疏介质是相对的。
（2）全反射现象
演示实验：
激光束射向半玻璃砖，观察反射、折射现象。
设疑：
如果入射角变大，反射光线和折射光线可能怎么变化呢？
学生猜想：
①反射光，折射光全部消失。
②反射光消失，只有折射光线。
③折射光线消失，只有反射光线。
讨论推理：
第一种假设是不合理的，因为光传播的是能量，若反射光线折射光线全部消失显然违反能量守恒观点。
第二种假设也不能成立，在学习反射定律时，知道，不论透明还是不透明物体都要反射一部分射到它表面的光，所以必定有反射光线存在。
第三种假设有可能存在。
实验验证：
转动光具盘，增大入射角，观察反射光线和折射光线。
分析总结：
随着入射角逐渐增大，折射角也逐渐增大，但折射角总是大于入射角。
同时还观察到，折射光线越来越暗，越来越接近90o，当入射角增大到一定值时折射光线消失，只剩下入射光线、反射光线。
继续增大入射角时，仍然观察不到折射光线。
师生互动：
通过实验我们观察到第三种假设在一个特定的条件下是可能成立的，象这种只有反射光线而折射光线消失的现象是全反射现象。
（3）临界角
实验分析：
要发生全反射现象对入射角大小有一定的要求，我们把折射角为90°
时的入射角叫做临界角。
学生推导：
设光从某种折射率为n的介质设向空气或真空时的入射角恰好是临界角C，此时的折射角r=90°
。
由折射定律sinC/sinr=1/n，因为sin90°
=1，则sinC=1/n。
（4）全反射条件
观察光从空气射向玻璃和光从玻璃射向空气时能否发生全反射，发生全反射的条件。
分析归纳：
光从光疏介质射向光密介质不会发生全反射，光从光密介质射向光疏介质时，当入射角大于或等于临界角，会发生全反射。
得出结论：
全反射的条件：
光从光密介质射向光疏介质，入射角大于或等于临界角。
全反射现象是在特定条件下光的传播在两种介质界面上发生的特殊现象，在自然界中却是常见的光学现象。
例如玻璃中的气泡看起来特别明亮，神秘的海市蜃楼都是由光的全反射现象产生的。
物理学的研究给予我们解释自然现象方法，同时也启迪人们应用物理规律来改造自然，造福人类。
医学上被广泛应用的光导纤维窥镜就是用全反射原理制成的。
（5）光导纤维
播放医生利用光导纤维检测病人身体的视频。
（让学生知道物理与生活联系很紧密，提高学生学习的兴趣）光导纤维是利用什么原理？
观察光导纤维对光的作用，结合所观看视频。
学生介绍：
学生通过课前查阅有关资料，介绍光导纤维。
多媒体：
介绍光纤通讯，进行爱国主义教育。
4、反思总结，当堂检测
教师组织学生反思本节课的内容，并总结学到的知识。
利用学案进行当堂检测，引导学生构建知识框架并反馈学习情况。
5、发导学案，布置预习
九、板书设计
全反射
一、光密介质：
光疏介质：
二、全反射
1、现象
2、临界角
3、发生条件
三、光导纤维
十、教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。
课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
本节课的教学设计体现了新课程理念，以培养和发展能力为着眼点，以掌握物理研究方法和物理思维方法为依据。
本节主要知识内容是全反射现象和全反射条件。
灵活运用推理假设，实验验证，分析归纳，比较等方法教学，使学生在获得知识的同时，也获得了掌握这些知识的方法，可以说这是一节内容丰富的方法教育课。
通过师生的双边活动，充分调动学生的积极性，使学生主动地和教师、教材、同学进行信息交流，形成了一种和谐、积极参与的教学气氛。
2019-2020年高中物理13.2光的干涉教案新人教版3-4
【教学目标】
（一）知识与技能
1．通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波。
2．掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。
（二）过程与方法
1．通过杨氏双缝干涉实验，体会把一个点光源发出的一束光分成两束，得到相干光源的设计思想。
2．通过根据波动理论分析单色光双缝干涉，培养学生比较推理，探究知识的能力。
（三）情感、态度与价值观
通过对光的本性的初步认识，建立辩证唯物主义的世界观。
【教学重点】双缝干涉图象的形成实验及分析。
【教学难点】亮纹（或暗纹）位置的确定。
【教学方法】复习提问，实验探究，计算机辅助教学
【教学用具】JGQ型氦氖激光器一台，双缝干涉仪，多媒体电脑及投影装置，多媒体课件（相关静态图片及Flash动画）
【教学过程】
（一）引入新课
复习机械波的干涉
［复习提问，诱导猜想］
［多媒体投影静态图片］
师：
大家对这幅图还有印象吗？
生：
有，波的干涉示意图。
［投影问题］请大家回忆思考下面的问题：
图中，S1、S2是两个振动情况总是相同的波源，实线表示波峰，虚线表示波谷，a、b、c、d、e中哪些点振动加强？
哪些点振动减弱？
学生回答结果不出所料，大部分同学能答出a、c两点振动加强，d、e两点振动减弱，而对于b点则出现了争议。
一种认为b点是振动加强点，另一种则认为b点是由加强到减弱的过渡状态。
b点振动加强和减弱由什么来决定呢？
只有弄清这一点才能解决两派同学的争端。
（有学生低语，“路程差”）
好！
刚才这位同学说到了关键，那么就请你来分析一下b点与S1、S2两点的路程差。
由图可以看出OO′是S1、S2连线的中垂线，所以b到S1、S2的路程差为零。
那么b点应为振动——（学生一起回答）：
加强点。
（教师总结机械波干涉的规律，突出强调两列波的振动情况总是完全相同。
）
光的波动理论认为，光具有波动性。
那么如果两列振动情况总是相同的光叠加，也应该出现振动加强和振动减弱的区域，并且出现振动加强和振动减弱的区域互相间隔的现象。
那么这种干涉是一个什么图样呢？
大家猜猜。
应是明暗相间的图样。
猜想合理。
那么有同学看到过这一现象吗？
（学生一片沉默，表示没有人看到过）
看来大家没有见过。
是什么原因呢？
［生1］可能是日常生活中找不到两个振动情况总相同的光源。
［生2］可能是我们看见了但不知道是光的干涉现象。
两位同学分析得非常好，也许是没有干涉的条件，也许是相逢未必曾相识。
大家看他们俩谁分析得对呢？
我觉得生1说的不成立，这样的光源很多，像我们教室里的日光灯，我觉得它们完全相同。
好。
我们可以现场来试试。
（先打开一盏日光灯，再打开另一盏对称位置的日光灯）
请大家认真找一找，墙上、地上、天花板上，有没有出现明暗相间的干涉现象？
（大家积极寻找，没有发现，思维活跃，议论纷纷）
看来两个看似相同的日光灯或白炽灯光源并不是“振动情况总相同的光源”。
［投影图］
1801年，英国物理学家托马斯·
杨想出了一个巧妙的办法，把一个点光源分成两束，从而找到了“两个振动情况总是相同的光源”，成功地观察到了干涉条纹，为光的波动说提供了有力的证据，推动了人们对光的本性的认识。
下面我们就来重做这一著名的双缝干涉实验。
（二）进行新课
1．杨氏干涉实验
［动手实验，观察描述］
介绍杨氏实验装置（如图）
用氦氖激光器演示双缝干涉实验。
用激光器发出的红色光（平行光）垂直照射双缝，将干涉图样投影到教室的墙上，引导学生注意观察现象。
现象：
可以看到，墙壁上出现明暗相间的干涉条纹。
（介绍）狭缝S1和S2相距很近，双缝的作用是将同一束光波分成两束“振动情况总是相同的光束”。
这样就得到了频率相同的两列光波，它们在屏上叠加，就会出现明暗相间的条纹”。
结论：
杨氏实验证明，光的确是一种波。
2．亮（暗）条纹的位置
［比较推理，探究分析］
通过实验，我们现在知道，光具有波动性。
现在我们是不是可以根据机械波的干涉理论来认真探究一下实验中的明暗条纹是如何形成的呢？
图中，P0点距S1、S2距离相等，路程差Δ=S1P0-S2P0=0应出现亮纹，（中央明纹）
［演示动画］图20—3中S1、S2发出的正弦波形在P点相遇叠加，P点振动加强（如图）
鉴于上述动画的表述角度和效果，教师在此基础上再播放动画，如下图所示振动情况示意图，使学生进一步明确.不管波处于哪种初态，P0点的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A总为A1、A2之和，即P点总是振动加强点，应出现亮纹。
那么其他点情况如何呢？
P1点应出现什么样的条纹？
亮纹。
为什么？
因为路程差为λ，是半波长的2倍。
我们可以从图上动画看一下，［演示下图］
在这里大家看到，屏上P1点的上方还可以找到Δ2=|S1P2-S2P2|=2λ的P2点，Δ3=|S1P3-S2P3|=3λ的P3点，Δn=|S1Pn-S2Pn|=nλ的Pn点，它们对应产生第2、3、4…条明条纹，还有明条纹的地方吗？
在P点下方，与P1、P2等关于P0对称的点也应是明条纹。
我们可以总结为：
Δ=2n·
，n=0、1、2…时，出现明纹。
［投影下图］那么S1、S2发出的光在Q1点叠加又该如何呢？
［演示动画］我们先来看一下，动画显示，在Q1点振动减弱。
在Q1点是波峰与波峰相遇还是波峰与波谷相遇？
两振动步调如何？
是波峰与波谷相遇，振动步调刚好相反。
（教师启发学生进一步分析这点合振幅情况，以及Q1点与P0、P1的相对位置。
哪位同学能总结一下Q1点的特征？
Q1点位置在P0、P1间，它与两波源路程差|S1Q1-S2Q1|=。
该点出现暗纹。
非常好！
大家看像Q1这样的点还有吗？
有。
（全体学生此时已能一起总结出Q2、Q3…等的位置）
［教师总结］Δ=|S1Q2-S2Q2|=λ，λ…处，在P1P2、P2P3、…等明纹之间有第2条暗纹Q2、第3条暗纹Q3…
哪位同学能用上面的方法写个通式，归纳一下？
当Δ=（2n+1），n=0、1、2…时，出现暗纹。
［投影下图］
综合前面分析，我们可以画出上面图示的双缝干涉结果。
同时介绍一下相干光源，强调干涉条件。
引导学生阅读教材57页上方的内容，进一步体会，杨氏实验中的双缝的作用就是得到一对相干光源。
（三）课堂总结、点评
今天我们学习了光的干涉，知道光的确是一种波。
我们还确定了双缝干涉实验中，明暗条纹出现的位置：
当屏上某点到两个狭缝的路程差Δ=2n·
，n=0、1、2…时，出现明纹；
两列波要产生干涉，它们的频率必须相同，且相位差恒定。
能够产生干涉的光源叫做相干光源。
杨氏实验中，双缝的作用就是得到一对相干光源。
（四）课余作业
完成P57“问题与练习”的题目。
附：
课后训练
1．用波长为0.4μm的光做双缝干涉实验，A点到狭缝S1、S2的路程差为1.8×
10-6m，则A点是出现明条纹还是暗条纹？
答案：
暗条纹
2．关于杨氏实验，下列论述中正确的是（）
A．实验证明，光的确是一种波。
B．双缝的作用是获得两个振动情况总是相同的相干光源
C．在光屏上距离两个小孔的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹
D．在光屏上距离两个小孔的路程差等于波长的整数倍处出现亮条纹
AB
3．对于光波和声波，正确的说法是
A．它们都能在真空中传播B．它们都能产生反射和折射
C．它们都能产生干涉D．声波能产生干涉而光波不能
BC
4．两个独立的点光源S1和S2都发出同频率的红色光，照亮一个原是白色的光屏，则光屏上呈现的情况是（）
A．明暗相间的干涉条纹B．一片红光
C．仍是呈白色的D．黑色
解析：
两个点光源发出的光虽然同频率，但“振动情况”并不总是完全相同，故不能产生干涉，屏上没有干涉条纹，只有红光。
B
5．在真空中，黄光波长为6×
10-7m，紫光波长为4×
10-7m。
现有一束频率为5×
1014Hz的单色光，它在n=1.5的玻璃中的波长是多少？
它在玻璃中是什么颜色？
先根据0=c/f0计算出单色光在真空中的波长0，再根据光进入另一介质时频率不变，由n==，求出光在玻璃中的波长.
0=c/f0=m=6×
10-7m，可见该单色光是黄光。
又由n=0/得=0/n=m=4×
107m。
由于光的颜色是由光的频率决定的，而在玻璃中光的频率未变化，故光的颜色依然是黄光。
4×
10－7m黄色
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