高教版中職物理（類）電子教案602第二節(jié) 光的全反射現(xiàn)象的應(yīng)用

主題六光現(xiàn)象及其應(yīng)用

第二節(jié)光的全反射現(xiàn)象的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)案例

課程內(nèi)容第二節(jié)光的全反射現(xiàn)象的應(yīng)用

課程類型啟發(fā)講授課課時(shí)1學(xué)時(shí)

教材內(nèi)容本節(jié)主要讓學(xué)生學(xué)習(xí)光線在全反射棱鏡、光纖中的傳播原

分析理，知道全反射棱鏡和光纖在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

由于學(xué)生以前沒有接觸過有關(guān)全反射棱鏡和光纖的內(nèi)容，

因此會(huì)有一定的理解難度。老師教學(xué)時(shí)，要通過圖示、動(dòng)畫，或

學(xué)情分析

實(shí)物展示等方式，讓學(xué)生增加相關(guān)感性認(rèn)識(shí)，理解其工作原理，

克服這一難點(diǎn)。

1.建構(gòu)全反射棱鏡、光纖等概念，形成全反射棱鏡可讓光

通過全反射改變方向后射出、光纖可讓光通過全反射在內(nèi)部傳

播等物理觀念，并能應(yīng)用其解釋潛望鏡、望遠(yuǎn)鏡、光纖等光學(xué)

儀器的成像原理等。

2.了解建構(gòu)全反射棱鏡、光纖物理模型的方法。練習(xí)在生

產(chǎn)生活中運(yùn)用全反射規(guī)律解決實(shí)際問題，發(fā)展質(zhì)疑創(chuàng)新等核心

素養(yǎng)。

教學(xué)目標(biāo)

3.通過觀察光在玻璃棒中的傳播實(shí)驗(yàn)，增加對光纖工作原

理的感性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)觀察等核心素養(yǎng)。通過對全反射實(shí)驗(yàn)

的觀察與討論，提高技術(shù)運(yùn)用、探究設(shè)計(jì)等能力。

4.通過對全反射現(xiàn)象應(yīng)用實(shí)例的討論，增強(qiáng)合作交流的核

心素養(yǎng)。了解我國“鵲橋號”中繼通信衛(wèi)星、光纖通信網(wǎng)絡(luò)、海

底光纜建設(shè)等方面取得的偉大成就，增強(qiáng)民族自豪感和科技傳

承的責(zé)任感。

教學(xué)重點(diǎn)讓學(xué)生建構(gòu)全反射棱鏡模型，了解光纖的工作原理。

了解全反射棱鏡在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，了解光纖的工作原

教學(xué)難點(diǎn)

理。

讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)了解新知識(shí)，形成新觀念，

教學(xué)策略

提高實(shí)驗(yàn)觀察能力，受到科學(xué)方法熏陶和愛國主義教育。

主要教法啟發(fā)式講授、演示實(shí)驗(yàn)、組織合作學(xué)習(xí)

主要學(xué)法自主學(xué)習(xí)、觀察實(shí)驗(yàn)、思考討論、合作學(xué)習(xí)

多媒體課件展示系統(tǒng)、直徑6mm被彎折的玻璃棒（可由

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的攪拌棒制成，通過酒精噴燈加熱，彎曲成曲

教學(xué)資源

率不同的各種形狀）若干根、小激光燈1個(gè)、白紙1張、小刀

1把等等。

課堂實(shí)施

教學(xué)設(shè)計(jì)意

教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

環(huán)節(jié)圖

1.什么是全反射棱鏡？1.安排學(xué)對教材和讓學(xué)生

2.全反射棱鏡的主要優(yōu)點(diǎn)是什生進(jìn)行預(yù)教學(xué)視頻通過課

么？習(xí)（閱讀教進(jìn)行學(xué)習(xí)前自主

3.什么是角反射器？其主要特材、觀看老和思考,學(xué)習(xí)，發(fā)

點(diǎn)是什么？師提供的并與同學(xué)現(xiàn)自己

4.生活中哪些地方利用了角反微課視討論其中不理解

課前

射器？頻）。發(fā)現(xiàn)的問的問題，

準(zhǔn)備

5.什么是光纖？其主要工作原2.就學(xué)生題，將疑準(zhǔn)備到

理是什么？提出的問問反饋給課堂上

6.光纖有哪些優(yōu)點(diǎn)？題進(jìn)行有老師。與同學(xué)

7.光纖主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？針對性地討論，與

備課，準(zhǔn)備老師交

在課堂上

學(xué)生討論流，解決

時(shí)給予指疑問。

導(dǎo)。

新創(chuàng)設(shè)情境：展不圖片、觀看、思激發(fā)學(xué)

在夜間公園、廣場、夜提問：考生學(xué)習(xí)

課

市等場所經(jīng)?？梢钥吹揭贿@種玩具動(dòng)力，明

引種兒童玩具稱為“滿天是如何傳確學(xué)習(xí)

入星”，如圖所示，它由一個(gè)導(dǎo)光的？目標(biāo)

發(fā)光系統(tǒng)和幾百根塑料絲

組成。啟動(dòng)開關(guān)后，它一面

發(fā)出不同色彩的光，一面

不停地旋轉(zhuǎn)，就像滿天星

斗一樣，令人浮想聯(lián)翩。

新能夠發(fā)生全反射的棱展示圖片、觀看、傾讓學(xué)生

鏡叫全反射棱鏡。最常見講解聽、理解建構(gòu)全

課

課堂的全反射棱鏡是橫截面為反射棱

教

實(shí)施等腰直角三角形的三棱鏡模型，

學(xué)鏡。了解其

等腰直角三角形ABC工作原

表示一個(gè)棱鏡的橫截面，理。

它的兩個(gè)直角邊和BC

分別表示棱鏡上兩個(gè)互相

垂直的側(cè)面。如果光線垂

直地射到AB面上，就會(huì)沿

原方向射入棱鏡，射到AC

面上。由于入射角(45°)

大于光從玻璃射入空氣的

臨界角(32°-42°),因

此光會(huì)在AC面上發(fā)生全

反射，沿著垂直于BC的方

向從棱鏡射出，如圖所示。

如果光垂直地射到AC面

上，射入棱鏡后，會(huì)先后在

BC面和AB面上發(fā)生兩次

全反射，最后沿著與入射

時(shí)相反的方向從AC面上

射出。

由于經(jīng)過全反射棱鏡展示圖片、觀看、傾讓學(xué)生

反射的光幾乎沒有能量損講述聽了解全

失，因此，在光學(xué)儀器（如反射棱

潛望鏡、照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡鏡的實(shí)

等）中，常用全反射棱鏡來際應(yīng)用。

代替平面鏡，改變光的傳

播方向。如圖所示是全反

射棱鏡應(yīng)用在潛望鏡里的

光路圖。

望遠(yuǎn)鏡為了獲得較大

的放大倍數(shù)，鏡筒要很長，

但使用全反射棱鏡，就能

夠縮短鏡筒的長度，如圖

所示。

【應(yīng)用與拓展】角反射展示圖片、傾聽讓學(xué)生

器講述了解角

角反射器是一種由三反射器

個(gè)相互垂直的平面組成的及其實(shí)

能反射光等電磁波的裝際應(yīng)用。

置。其中一種反射光的角

反射器由石英直角錐棱鏡

組成，結(jié)構(gòu)如圖所示，其特

點(diǎn)是：無論光從哪一個(gè)方

向射入正面圓形通光孔，

都能經(jīng)兩次或三次反射，

逆著原方向反射回去。

我國“鵲橋號”中繼通

信衛(wèi)星、自行車的尾部、輪

條上、道路安全道釘、路障

警示牌、車輛輪廓標(biāo)志等。

1966年7月，華裔科講述傾聽幫學(xué)生

學(xué)家高餛首先提出光纖可了解光

以用于通信傳輸?shù)脑O(shè)想，纖的發(fā)

后來因此獲得2009年諾貝明和工

爾物理學(xué)獎(jiǎng)，被譽(yù)為“光纖作原理。

之父”。光纖是光導(dǎo)纖維的

簡稱，其傳遞信息利用的

就是光的全反射原理。

演示實(shí)驗(yàn)：觀察光在玻璃進(jìn)行演示觀看實(shí)通過模

棒中的傳播實(shí)驗(yàn)，組織驗(yàn)、記錄擬實(shí)驗(yàn)，

用激光燈照射彎折成學(xué)生合作數(shù)據(jù)、合讓學(xué)生

各種形狀的玻璃棒（圖）的學(xué)習(xí)。提作學(xué)習(xí)、增加有

一端，在一張白色紙片上問：回答：關(guān)光纖

挖一個(gè)圓孔，使其恰好能激光最容從曲率大傳光特

套在玻璃棒上。將紙片沿易從玻璃的位置。點(diǎn)的感

著玻璃棒移動(dòng)，觀察激光棒的哪個(gè)玻璃棒不性認(rèn)識(shí)。

在玻璃棒的不同位置的泄位置泄漏能有曲率

漏情況。出來？如較大的彎

何防止？折或減小

其直徑。

應(yīng)用最廣的光纖是用展不圖片、傾聽、理讓學(xué)生

純度極高的石英拉制成直講解解了解光

徑約10um的纖芯，纖芯纖的結(jié)

的外側(cè)包裹著折射率更小構(gòu)和傳

的包層。在纖芯中傳播的光原理。

光會(huì)在纖芯和包層的界面

上發(fā)生全反射，使得光在

光纖中沿纖芯傳播，如圖

所示。

兒童玩具“滿天星”的回應(yīng)“情境傾聽、理讓學(xué)生

傳光原理就跟光纖一樣，與問題”中解了解用

不同色彩的光從數(shù)百根塑的問題。光纖傳

料絲的一端射入，在塑料光原理

絲的內(nèi)壁發(fā)生多次全反解釋生

射，沿著鋸齒形路線穿過活中的

塑料絲，從另一端射出，形現(xiàn)象。

成數(shù)百個(gè)明亮的發(fā)光點(diǎn)。

載有聲音、圖像以及展示圖片、傾聽了解光

各種數(shù)字信號的激光從光講述纖的主

纖的一端輸入，就可以沿要優(yōu)點(diǎn)。

著光纖傳輸?shù)角Ю镏獾?/p>

另一端，實(shí)現(xiàn)光纖通信。光

纖通信具有容量大、損耗

低、抗電磁干擾性能強(qiáng)、保

密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。一根光纖

的傳輸能力理論值為1000

億路電話，而一根光纜中

可以包括幾十根甚至上千

根光纖，如圖所示，其通信

容量之大就更加驚人了。

【行為與責(zé)任】講述傾聽、記讓學(xué)生

通信光纜是國家通信憶增強(qiáng)保

網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，擔(dān)衛(wèi)國防

負(fù)著國內(nèi)、國際通信任務(wù)。的責(zé)任

光纜主要由玻璃纖維組感。

成，對于個(gè)人無任何經(jīng)濟(jì)

價(jià)值，但通信光纜一旦受

損，修復(fù)的成本是很大的，

會(huì)給國家?guī)砭薮蟮纳鐣?huì)

影響和經(jīng)濟(jì)損失。故意損

害和盜竊通信光纜都是違

法犯罪行為，將會(huì)被追究

刑事責(zé)任。每位公民都有

責(zé)任和義務(wù)注意保護(hù)通信

光纜。

醫(yī)學(xué)上用光纖制成內(nèi)講述傾聽讓學(xué)生

窺鏡，如圖所示，用來檢查了解光

人體胃、腸、氣管、肺等器纖在醫(yī)

官的內(nèi)部。實(shí)際的內(nèi)窺鏡學(xué)領(lǐng)域

裝有兩組光纖：一組用來的應(yīng)用。

把光傳送到人體內(nèi)，用于

照亮人體組織器官；另一

組用來把光傳送出來，可

供醫(yī)生用眼直接觀察，或

把光信號通過攝像機(jī)轉(zhuǎn)變

為圖像信號，放大呈現(xiàn)到

顯示器上，便于醫(yī)生觀察、

抓拍圖像和錄像等。

進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著講述傾聽讓學(xué)生

人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)了解光

等新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，纖與社

全球進(jìn)入萬物互聯(lián)的5G會(huì)發(fā)展

時(shí)代，我國對大容量、超高的關(guān)系。

速和超長距的通信網(wǎng)絡(luò)有

了更為迫切的需求，光纖

寬帶互聯(lián)網(wǎng)也已經(jīng)連接入

我國的大多數(shù)家庭。截至

2020年9月末，我國光纜

線路總長度已達(dá)5000萬

千米，每天9億多網(wǎng)民產(chǎn)

生的海量數(shù)據(jù)流動(dòng)在光纖

寬帶網(wǎng)絡(luò)上。

【技術(shù)?中國】我國的海組織學(xué)生自主學(xué)讓學(xué)生

底光纜自主學(xué)習(xí)、習(xí)、質(zhì)疑了解我

目前我國在光纜斷點(diǎn)巡視、答疑國近年

查找和機(jī)器人海底作業(yè)等來在海

方面的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界底光纜

領(lǐng)先水平，為建設(shè)21世紀(jì)方面的

的數(shù)字絲綢之路奠定了堅(jiān)建設(shè)成

實(shí)的基礎(chǔ)。就，增強(qiáng)

家國情

懷。

本節(jié)的主要內(nèi)容講完組織學(xué)生向老師提通過思

自了，同學(xué)還有哪些疑問，自自由提問、出自己的想的碰

由由提問，小組討論，自由搶討論，或回疑問、回撞，發(fā)展

答。答問題。學(xué)生質(zhì)