第2节 光的反射
1.了解光的反射现象,明白人能看见不发光的物体的原因。
2.通过实验探究认识光反射的规律,了解法线、入射角和反射角的含义。
3.通过实验了解反射现象中光路的可逆性。
4.通过事例和实验现象,能区分镜面反射和漫反射。
重点:光的反射定律的探究和理解。
难点:用光的反射知识解释一些生活中常见的光现象。
【新课导入】
1.复习导入
上一节课我们学习了自身能够发光的物体叫做光源,光源发出光进入眼睛,我们就看到这个光源了。其他不发光的物体呢,就像我们教室里的桌椅板凳,我们是怎么看到的呢
2.问题导入
下雨天,地面部分地方会有积水,夜晚外出时,总能看到地面一片亮一片暗,走路的时候是应该走在亮的地方,还是应该走在暗的地方呢
3.游戏导入
捉小鱼。每组同学都准备一个小玻璃杯,杯底放一块小平面镜,往玻璃杯中倒一些水,水面上漂着几粒葵花籽,请同学们把激光射向小平面镜,用反射出来的光照到葵花籽就算捉到小鱼,比一比,看看哪个组先捉到这几条小鱼。
【课堂探究】
探究点一 光的反射现象
演示实验:将一个打开的手电筒固定照射在黑板上,手拿一面小化妆镜放在光的传播路径上,调整化妆镜的位置,将光射到几位同学的桌面上。用小喷壶在化妆镜前喷水雾,观察光的传播路径。
现象:我们可以在这几位同学的桌面上看到手电筒的光斑,传播路径如图所示。
原因:手电筒发出的光传播到化妆镜上,经过化妆镜反射,传播到同学的桌面上(如图所示)。
小结:光在传播过程中,从一种介质射向另一种介质的表面时,会有一部分光被介质表面反射回原介质中继续传播,这种现象叫做光的反射。(传播过程只经历了一种介质)
探究点二 光的反射定律
1.根据画出的光路图,向同学们介绍与光的反射有关的几个术语。
(1)入射光线:在光的反射现象中,射到反射面的光线。
(2)入射点:入射光线与反射面的交点。
(3)反射光线:远离反射面的光线。
(4)法线:过入射点并垂直于反射面的直线。
(5)入射角:入射光线与法线的夹角。
(6)反射角:反射光线与法线的夹角。(如图所示)
2.实验探究光的反射规律
(1)提出问题
实验中,光沿什么方向射出
(2)猜想与假设
入射光线与反射光线及其法线有什么样的关系 入射角与反射角有什么样的关系
引导学生大致向以下几个方向猜想:
反射角和入射角的大小关系。
反射光线和入射光线的位置关系。
反射光线和入射光线、法线的位置关系。
(3)设计实验与制订计划(学生分组进行实验)
老师引导学生观察实验中的现象。
实验器材
①三线的位置关系
方案:每次改变入射光线的位置,观察反射光线的位置变化并看反射光线、法线、入射光线的位置关系。
②反射角和入射角的关系
方案:改变入射角的大小,记下对应的反射角的大小,比较每一组入射角和反射角的大小。
③三线是否共面
方案:利用两块纸板连接起来组成一块白纸板,先让纸板在同一个平面内,然后将入射光线射到反射面上,观察纸板上是否有反射光线;然后将有反射光线的纸板向后或者是向前折,观察纸板上是否有反射光线。
(4)进行实验并收集证据
①先将白纸板垂直放于镜面上。
②用激光笔从纸板一侧射入光线到镜面,观察反射光线的走向,记下入射光线与反射光线的位置所在,并让同学们记下此时的入射角与反射角并填入表格。
③改变射入的光线方向,要多做几次实验,分别记录入射角和反射角。
入射角i 反射角r
第一次
第二次
第三次
…
④将有反射光线的纸板向后或者是向前折,观察纸板上是否有反射光线。
现象:若入射光线向法线靠拢,则反射光线也会靠拢法线;纸板折之前,左右两侧纸板都有光线,折之后,纸板上只有入射光线,没有反射光线。
实验结论:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。这就是光的反射定律。
老师引导学生用自己的语言形象地概括为“三线共面、两角相等、法线居中”。
(5)交流与评估:反思实验过程,询问学生们在实验过程中有没有新的发现 (若是学生不能发现光路可逆,则进行下面的实验,将入射光线沿反射光线的反方向射入,观察反射光线的位置。你有什么发现 同桌间通过平面镜看对方的眼睛。)
小结:光路是可逆的。
探究点三 镜面反射和漫反射
演示:用镜子和白纸反射太阳光或灯光,并让学生观察现象。
问题:为什么镜子反射的光很强,白纸反射的光很弱呢
分析归纳
太阳光照射到光滑的平面镜,平行光线会被平行射出,如图所示。
白纸的表面不是光滑平整的反射面,反射光线向四面八方射出,如图所示。
归纳总结:镜面反射:一束平行光射到光滑的反射面上,反射光仍是平行的。
漫反射:一束平行光射到凹凸不平的反射面上,反射光不是平行的。
交流讨论:我们为什么能从不同方向看到物体
光在物体表面发生漫反射,反射光线向四面八方传播,射入我们眼睛,我们才能从不同方向看到它。
【课堂小结】
第2节 光的反射
一、光的反射现象:光射到物体表面上时,有一部分光会被物体表面反射回来。
法线(ON):过入射点并且垂直于反射面的直线。
入射角(i):入射光线与法线的夹角。
反射角(r):反射光线与法线的夹角。
二、光的反射定律:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内(三线共面)。
反射光线、入射光线分别位于法线两侧(法线居中)。
反射角等于入射角(两角相等)。
光反射时光路是可逆的。
三、镜面反射和漫反射
镜面反射:一束平行光射到光滑的反射面上,反射光仍是平行的。
漫反射:一束平行光射到凹凸不平的反射面上,反射光不是平行的。
镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
1.关于光的反射,下列说法中错误的是(C)
A.反射光线位于入射光线和法线所决定的平面内
B.反射光线和入射光线分别位于法线两侧
C.当反射光线靠近法线时,入射光线远离法线
D.光的反射定律适用于所有光的反射现象
2.如图所示,若入射光线与平面镜成20°夹角,则(A)
A.反射角是70°
B.反射光线与镜面的夹角是70°
C.入射角是20°
D.入射角增大5°,反射角增大10°
3.两位同学做捉迷藏游戏,甲同学躲在书橱的背后,通过穿衣镜能看到乙同学的眼睛,则乙同学(C)
A.不能看到甲同学
B.一定能看到甲同学全身
C.至少可以看到甲同学的眼睛
D.以上说法都不对
4.黑板发生“反光”时,上面的粉笔字看不清楚,这是黑板发生 镜面 反射的缘故。我们能从各个不同的方向看清楚物理课本的原因是光在课本上发生了 漫 反射。(均选填“镜面”或“漫”)
5.在图中画出入射光线AO的反射光线OB。
答案:如图所示
6.如图所示,OB为反射光线,ON为法线。请画出入射光线。
答案:如图所示
作为新课标下,“光的反射”一节内容,无论从教材的内容知识点数量和难度要求都大大降低了,而更多地将注意力放在学生的合作探究、讨论、观察和思考能力的培养上。所以在课堂设计上让学生动起来,不仅是手动起来,更重要的是思维动起来,而且是一种主动积极的思考,而不是一种被动的思考。所以在本节课中让学生积极地参与到实验的探究过程中,学生的好奇心和求知欲被激发,但由于本节课设计的实验比较多,所以最后导致没有时间进行最后的归纳总结。下一步需计划好时间,提高学生的实验效率。
1.角反射器
角反射器的原理是光的反射定律,它的特点是能将入射光以严格平行它的来向反射回去。比如自行车尾部的那个红色会反光的塑料灯,本身不能发光,但当晚上有灯照到上面的时候,它就能发出光,原因是那个塑料灯就是角反射器,将光沿原方向反射回去了,从而保证夜晚不会被后面的车因看不到而发生危险。
2.车胤夜读借萤光
在晋朝时候,有个人叫车胤,从小爱读书。可是他家里很穷,买不起灯油。夏天晚上,他看到萤火虫,就捉了许多装在一个袋子里,挂在墙上,成了一盏灯。他借萤火虫的光彻夜苦读。
萤火虫为什么能发光呢 这个谜近年来才被科学家逐渐揭开。萤火虫有一个发光器,在腹部的最后三节。它的构造很精巧,里面有几千个发光细胞。发光细胞中含有两种能发光的特殊元素:荧光素和荧光酶。荧光素只有和含能量的物质相结合,在氧气充足时受荧光酶的作用,才能使化学能转化为光能,然后经反射细胞将光亮反射出来。
萤火虫大约有1 500多种,发光的强度和颜色各不相同。有的发出短暂的浅黄色光,有的每间隔几秒钟发出一次橘红色光,还有的发翠绿色光、浅蓝色光。还有一些萤火虫喜欢合群,一块儿闪亮,一起熄灭,十分壮观。萤火虫发出的光一点儿都不热,所以叫“冷光”。我们一般使用的电灯,只能把电能的6%转化为光,其余的都变成热浪费掉了。萤火虫的发光效率很高,几乎可以把能量100%地转化为光。