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第六章光现象及应用*学生实验六︰光的全反射
教学目标
知识目标
1.用半圆柱形玻璃砖分析光的全反射的条件;
2.用全反射棱镜观察光的全反射现象;3.体会光的全反射的应用。
能力目标
1.通过本实验，增强动手操作能力;
2.通过对实验数据的处理，增强科学计算能力;
3.通过对光路的设计，培养创新能力。
情感目标
1.通过实验，体会实事求是的科学态度;
2.通过实验，感受认真严谨的科学精神。
重点
用半圆柱形玻璃砖分析光的全反射的条件
难点
全反射的应用;简单光路的设计
教具
多媒体展示系统
教学过程设计
一、检查预习、引入课题
实验课前，教师应布置学生预习本实验的内容，让学生弄清楚全反射现象产生的条件、临界角的概念，并对利用全反射棱镜进行光路的初步设计。
提问:
1.光发生全反射现象的条件是什么
(当光从光密介质射向光疏介质，并且当入射角大于临界角时，会发生全反射现象)
2.本实验为什么使用半圆柱形玻璃砖
(因为它可以使光从任意圆面射向圆心处时，保证入射角为零，便于光的入射)
3.全反射棱镜为什么能发生全反射现象
(当进入棱镜的光以45°角射到界面上时，由于光是从棱镜射向空气，且入射角大于临界角)
本实验分为两部分，第一部分是临界角的测量，第二部分是简单光路的设计。
二、实验原理
前面教师提问的内容，即包括实验原理。
三、实验步骤一:临界角的测量
(1)将一张白纸平辅在桌面上，在上面画一条横线，表示两种介质的分界面。再垂直于横线画一条虚线，表示法线;
用多媒体展示系统展示教材图6-11。
(2)把半圆柱形玻璃砖放在白纸上，使其平面与纸上的横线对齐。通过用直尺测量，使其圆心处于法线上，并将该点表示为o，如图所示。
用多媒体展示系统展示教材图6-12。
(3）使激光灯发出一束光，穿过玻璃砖射到圆心上。改变入射角的大小，找到发生全反射现象的临界角的位置，用笔在纸上作一标记点P。
用多媒体展示系统展示教材图6-13。
(4)将半圆柱形玻璃砖取下，在白纸上将P点与О点连接，该直线与法线的夹角即临界角C，如图所示。用量角器测量临界角C的大小，将数据填到记录表中。
(5）换上新的白纸，重复前面的步骤，再做两次，将数据填到记录表中，计算误差。
实验数据记录与分析:
利用填入教材的实验表6-1中的数据，依次计算临界角的平均值、绝对误差、绝对误差的平均值、相对误差，并填到表格中。
如果相对误差大于5%，则需要重做实验;如果相对误差小于5%，则继续完成实验。
四、实验步骤二:设计光路
用多媒体展示系统展示教材图6-14。
(1)将全反射棱镜摆成如图所示的光路，用激光灯将光从左下端射入，观察、验证光是否能从右上端射出。
(2)将光从右上端射入,验证光是否可以从左下端射出。(3）再设计几个类似的光路，验证能否实现光的传递。
随堂练习
思考题
1.通过实验步骤二的操作，可以发现光路具有_可逆_性。
2．答:参考设计方案如下图所示:
课后作业
学生实验后，将课本上交，教师检查，评分，总结。

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