江苏省启东中学高二物理校本课程《生活中的物理》教案《浅析黑色花为什么稀少》

教学目标：

1．进一步理解光的全反射现象；把握临界角的概念和发生全反射的条件；了解全反射现象的应用．弄清黑色花为什么稀有。

2．通过动手试验和观看老师的演示试验，理解光的全反射现象，概括动身生全反射的条件，培育同学的观看、概括力量；通过观看演示试验引起同学的古怪 心，培育同学自我设计和改进试验的意识．

3．渗透同学爱科学的训练，培育同学学科学、爱科学、用科学的习惯；生活中的物理现象很多，能否用科学的理论来解释它，达到爱科学，爱生活的目标。 教学过程：

演示试验：光由玻璃砖入射到空气中，发生全反射。 仪器：激光笔、光学演示仪 观看：（1）射到玻璃砖上的光线，它的反射光线、折射光线在什么位置？哪一个是入射角？哪一个是反射角？

（2）当入射角增大时，折射角如何变化？折射光线的强弱如何变化？

现象：光由玻璃砖入射到空气中，入射角小于折射角，入射角渐渐增大，折射角渐渐增大，折射光线渐渐变弱，反射光线渐渐变强，当入射角增大到某一角度时，折射角达到90°，折射光线完全消逝，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。

过渡：如何定义全反射现象呢？直接用这个现象来定义全反射现象，可以吗？不行。这只是光从玻璃砖入射到空气中发生的全反射现象。玻璃砖与空气比较折射率不同，玻璃的折射率大，空气的折射率小，为了建立全反射现象的概念我们需要引入光密介质和光疏介质的概念。玻璃砖和空气比较，玻璃砖就是光密介质，空气就是光疏介质。 一、光密介质和光疏介质

1．概念：两种介质比较，折射率大的介质是光密介质，折射率较小的介质是光疏介质。

观看下表中给出的8中不同的介质，请大家思考，哪一种是光疏介质？哪一种是光密介质？你推断光疏介质与光密介质的依据是什么？ 8中不同介质的折射率 金刚石 2.42 岩盐 1.55 二硫化碳 1.63 酒精 1.36 玻璃 1.5～1.9 水 1.33 水晶 1.55 空气 1.00028 2.理解 （1）光密介质与光疏介质是相对而言的；

（2）推断光密介质与光疏介质的依据是介质的折射率与其他因素无关；

设问：我们知道介质的折射率反映了光在介质中运动速度的快慢，请问大家光在光密介质中运动的快，还是在光疏介质中运动的快？

ncv，n小，v大；n大，v小。

（3）折射率的大小反映了光在介质中传播的速度大小。折射率大的介质就是光在其中传播速度小的介质，折射率小的介质就是光在其中传播速度大的介质。

设问：有了光密介质和光疏介质的概念，我们如何定义全反射呢？ 二、全反射

1.概念：当光从光密介质进入光疏介质时，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90°，此时，折射光完全消逝，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。

设问：光从光密介质中入射到光疏介质中就能发生全反射现象吗？

不能，入射角还必需大于或等于临界角。临界角是什么呢？

2．临界角：光从光密介质中入射到光疏介质中，折射角等于90°时的入射角叫做临界角，常用字母C来表示。 提出问题：已知某种介质的折射率n，求光由这种介质入射到空气或真空中时的临界角是多少？

分析：nsin90sinC，sinC11n，Carcsinn

3． 临界角的计算方法：光从介质中入射到空气或真空中时，临界角Carcsin1n。

设问：发生全反射的条件是什么呢？ 4． 发生全反射的条件：（1）光从光密介质入射到光疏介质；（2）入射角大于等于临界角。 过渡：我们已经把全反射现象争辩清楚了，请问大家：学习物理的目的是什么？追求真理，为人类造福。我们追求到真理了吗？ 三、生活中的物理 1、海市蜃楼

在语文课上同学们学习过《海市蜃楼》这篇文章，“海市蜃楼”是怎样形成的呢？原来，当大气层比较安静时，空气的密度随温度的上升而减小，对光的折射率也随之减小，海面上空气的温度比空中低，空气的折射率下层比上层大。我们可以粗略地把空中的大气分成很多水平的空气层，如图1所示，下层的折射率较大。远处的景物发出的光线射向空中时，不断被折射，射向折射率较低的上一层的入射角越来越大，当光线的入射角大到临界角时，就会发生全反射现象，光线就会从高空的空气图1 层中通过空气的折射渐渐返回折射率较低的下一层。在地面四周图2 的观看者就可以观看到由“空中”射来的光线形成的虚像，这就是海市蜃楼的景象，如图2。同学们可以照此分析一下沙漠上的“海市蜃楼”的形成。 2．湖面上的炫光

在湖面上经常遇到刺眼的炫光，它使人的视觉疲惫。这些大自然的炫光往往是光滑表面反射而来的镜面反射光和从表面反射的漫反射光重叠的结果，漫反射光是非偏振光，而镜面反射光一般是部分偏振光，由于它们是从水平面上反射的，光线的入射面是垂直的，所以反射光含有大量振动在水平方向的直线偏振光。要想消退这种炫光，只要将光线中的水平振动成分减弱些就可以了。 偏振太阳镜就是依据这种要求而设计的，它的外形跟一般眼镜一样，不过镜片是用人造偏振片做的，把偏振轴装在竖直方向，它能将水平方向的振动“吸取”掉，戴上这种眼镜后，就可以免受水平方向振动所引起的炫光的刺激，同时所见景物的颜色也显得严峻浓重。 3．雨后天空中的彩虹

秀丽的彩虹是如何产生的?是由于雨后有大量小水滴悬浮在空中，太阳光投射到小水滴上，产生了色散现象。我们来考察其中一条光线，如图3所示，阳光射入小水滴，即从空气这种媒质进入水这种媒质，发生一次折射，由于构成白光的各种单色光的折射率不同，紫光波长最短，其折射率最大，红光波长较长，其折射率最小，其余各色光则介乎其间。因此，光线在小水滴内产生分光现象，各色光同时在小水滴连续传播，遇到水滴的另一界面时被反射回来，重新经过小水滴内部，出来时再一次发生折射回到空气中。这样，阳光在小水滴中进行了两次折射

和一次全反射就被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫图3 七种单色光。当空

气中的小水滴数量很多时，阳光通过这些小水滴，经过反射和折射作用，射出来的光集中在一起，天空中秀丽的彩虹就形成了，如图4所示。

4．黑色花为什么稀有

图4 在浩大的植物界中，有各种奇花异草．每到春、夏季，各种颜色的花朵盛开，

争芳斗妍。可是，在这些花中很少见到黑花，那么，自然界中黑色花为什么稀有呢?

原来太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光组成的，它们的波长不同，所含的热量也不同。我们知道，花的组织尤其是花瓣，一般都较柔嫩，易受高温损害，自然界中，红、橙、黄色的花较多，这是由于它们能反射阳光中热量较多的红光、橙光、黄色光，不易引起灼伤，是自我爱护的结果，而黑色花则相反，它可以吸取全部的光波，这样，在太阳光下升温快，其花组织简洁受到灼伤，所以，在长期的进化过程中，经过自然选择，黑色花的品种越来越少。 中文学名 黑郁金香 界 植物界 门 被子植物门 纲 单子叶植物纲 以上可以说是黑色花的品种越来越少的缘由之一，但是否还与遗传、授粉等因素有关仍是科学家们正在努力探究的科学之谜。 生疏黑郁金香（花卉植物）

黑郁金香是百合科花卉郁金香的其中一种花色，俗称“夜皇后”，属于稀有郁金香品种之一，该花色在市场上还很少见。

目 百合目 科 百合科 属 郁金香属

【生长习性】

由于地中海的气候，形成郁金香适应冬季湿冷和夏季干热的特点， 其特

性为夏季休眠、秋冬生根并萌发新芽但不出土，需经冬季低温后其次年2月上旬左右(温度在5℃以上)开头伸展生长形成茎叶，3~4月开花。生长开花适温为15～20℃。花芽分化是在茎叶变黄时将鳞茎从盆内掘起放阴冷的室外内度夏的贮藏期间进行的。分化适温为20～25℃，最高不得超过28℃。长日照花卉，性喜向阳、避风，冬季暖和潮湿，夏季凉快干燥的气候。8℃以上可正常生长，一般可耐-14℃低温。耐寒性很强，在寒冷地区如有厚雪掩盖，鳞茎就可在露地越冬，但怕酷暑，假如夏天来的早，盛夏又很酷热，则鳞茎休眠后难于度夏。要求腐殖质丰富、疏松肥沃、排水良好的微酸性沙质壤土。忌碱土和连作。 【培育过程】

利用化学和生物科学等方面的学问作为理论基础，进行了此项试验。同学们为郁金香配制了特地的养分液，经过数月的培育，最终培育出了靛青色的郁金香花朵，这种颜色是自然界中最接近黑色的。试验能够得到这一结果格外难得。

【花语】黑色郁金香代表独特领袖权力.爱的表白、荣誉的皇冠、永恒的祝愿

四、课后作业

1．阅读大仲马的《黑郁金香》 《黑郁金香》情节概括

大仲马所著小说《黑郁金香》以十七世纪荷兰资产阶级革命时期激烈的政治斗争与动荡生活为背景，描写一对青年男女的爱情故事。仆人公拜尔勒是个完全不过问政治的青年医生。他爱好培植郁金香。并在试着培育一种没有一点杂色的大黑郁金香，由于第一个培育出黑郁金香的人能获得一笔可观的奖金。拜尔勒的邻居博克斯戴尔为了得到这笔奖金，也想培育出黑郁金香。他对拜尔勒很嫉妒，生怕拜尔勒捷足先登。他不择手段地监视拜尔勒的行动，暗中破坏他培育的郁金香。尔后他又诬告拜尔勒藏着有损于荷兰总督的信件，致使他无辜锒铛入狱，险些被送上断头台。拜尔勒在狱中与看管的女儿罗莎相识并相爱，最终喜结良缘。他们的爱情是纯洁的、真诚的，它和博克斯戴尔的仇恨和嫉妒以及看管格里弗斯的凶狠残暴形成了猛烈的对比。他们历经艰辛，合作培育出的黑郁金香正是他们爱情的象征 2．观看电影《黑郁金香》

分布区域原产地中海南北沿岸及中亚细亚和伊朗、土耳其、东至中国东北地区