作业内容:
请描述自己在日常教学中为某节课某一环节所设计的案例,并对其案例产生的教育价值进行分析说明。
作业要求:
1.要求原创,拒绝雷同。
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3.请在截止日之前提交。
全反射
南昌十中 董婷
教学要求: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。
重点和难点:全反射现象及其发生条件。
教学用具:水槽、光源等。
教学过程:
一:教学引入:
复习:折射率,折射定律,请同学上来做光路图。。
二:新课教学
对照各种光介质表格,引入概念
一、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,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:
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=1.5~1.9 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=1.33<n酒精=1.36,酒精相对于水而言是光密介质,但ρ水>ρ酒。
实验:
实验一:探究光从空气射入水中
观察:1.注意观察随着入射角的增大,反射光和折射光的能量如何变化.
2.当入射角增大到某一值时,会出现什么现象.
结论:当满足下列条件时,光线全部反射
1 光从 水射入空气
2 入射角要增大到某一角度
实验三:观察红色激光从玻璃射到空气
讨论:能否观察上述实验现象,要满足什么条件?
二、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i<C,则不发生全反射,既有反射又有折射形象.
若入射角i≥C,则发生全反射形象.
2)、临界角的计算:
A、任意两种媒质:n密、n疏: :n密对疏=,故临界角C==arcsin().
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: .
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i≥C.以上两个条件必须同时满足,缺一不可.
三、全反射的应用:
1,全反射棱镜
材质:横截面是等腰直角三角形的玻璃棱镜(临界角C< 45 °)
A、原理:利用全反射原理
B、作用:改变光路
C、优越性:反光率高,接近达到100%,成像失真小
D、应用:精密昂贵的光学仪器中,比方说显微镜,单反相机,潜望镜,望远镜……
2、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
率大于外套的折射率.
A、原理:利用全反射原理(思考光纤内外层折射率的差别)
B、作用:传输光、图象或者其他信息
C、优越性:光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强
D、应用:光纤通信,医学及工业内窥镜,饰品等……
3.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=n1sinr1……(1) n1sinr1=n2sinr2…….(2)
联立(1)、(2)式可得: nsini=n2sinr2 依此类推:nsini=ncsinc, sinc=sini.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。
课堂小结:
1、光疏介质、光密介质
2、全反射⑴定义
⑵产生条件
⑶临界角C
3、全反射原理的应用实例
⑴全反射棱镜 ⑵光导纤维
2015年