第27课时光的全反射与光纤.PDFVIP

第 27 课时 光的全反射与光纤 教学目标 了解光的全发射现象；能够运用全反射的原理解释光纤技术。 实验内容 硬币消失重现、光随水流弯曲、透明塑料管的光纤实验 1.硬币消失实验：透明塑料杯、硬币、水 2.光随水流弯曲：矿泉水瓶一个、激光笔一根 （没有激光笔也可以用 教学准备 手电筒） 3.光纤实验：透明塑料管一根（或者是透明的长的吸管也可以） 教学活动设计： 一、硬币消失后又重现的魔术导入光的全反射（10 分钟） 组织方式：老师先演示，让大家认真观察，然后再分小组做实验。 演示过程如下： 1.将透明玻璃杯 （一次性的塑料纸杯也可以）装水到九分满。 2.剪一张包装纸（或铝箔纸）盖住杯口（必须盖住杯内的水面），再用橡皮筋绑住。 3.将铜板放在桌上，再把玻璃杯放在铜板上，铜板消失了。 当然铜板并没有消失，只是铜板的影像位置改变了。当铜板上面放的是空杯子，可以看 到铜板；如果加上水杯底的铜板消失了，但是水面上可以看到铜板的影像。这也是为什么上 述的魔术，杯子上面要包上纸，防止被观众看到铜板影像的原因。 有趣的是，如果此时将铜板加水润湿，则又可以看到杯底的铜板了！ 交流原理：还没有加水之前，铜板的影像可以经由折射传达到杯子外。加了水之后，由 于水的折射率大于空气，使得铜板的影像光线到达杯壁时，入射角变大，造成全反射，亦即 只有反射，没有折射问题。因而光线只反射到水面上，从杯子外边就看不到杯底的铜板了。 继续将铜板润湿之后，由于水和玻璃的折射率很接近，所以铜板影像的光线几乎没有折 射，因而可以透过杯壁而被看到了。 二、光随水流弯曲 （10 分钟） 1.老师先进行演示，让孩子们认真观察，描述现象，最后再分组进行操作。 2.在离矿泉水瓶底部约 5 厘米的地方开一个小洞，用手指往后装满水，再盖上瓶盖，这 样水就不会流出来了。 3.准备好手电筒，关掉房间里的电灯，用手遮住手电筒的分光线，让光束变得细长。 4.打开瓶盖。水会从小洞里流出来，将手电筒置于矿泉水瓶的后方，使光束与瓶底垂直。 这时，光会随水一起流出，水流也成为光束流，落地也变得十分的明亮。 5.交流原理：光线原本应该是直的，为什么会随着水的流动方向，而变得弯曲呢？这是 由于手电筒的光以垂直于矿泉水瓶的角度通过瓶中的水时，不能发生光的折射，而又全部被 发射回水中，形成了全反射现象，光线在水中不断地进行着全反射，最后就呈水流状了。 三、透明塑料管的光纤实验（10 分钟） 1.取一根透明弯曲的塑料管，用激光笔在一端开口处射入光线， 猜测光会不会从另外一端的开口处出来？思考下为什么？ 2.验证：老师先演示，看大家猜测的对不对。 3.交流：因为光线在透明塑料管中发生了全反射，因此就从另外 一端的开口处出来了，这就是光纤技术的原理。 4.进一步探究：把塑料管可以在进一步的弯折，看光线还能不能 弯弯曲曲的从另外一端的开口处出来呢？ 5.画图：画出光在管中发生全反射的光路图。 教学延伸：（10 分钟） 1.光纤的三个视频（在优酷中搜“全反射自主学习：光纤原理、全反射自主学习光纤通 信 1，全反射自主学习光纤通信2 ”） 2.一份科学说明书，把这堂课做的有关光的全反射的实验和光纤的应用结合起来做成一 张 A4 纸大小科