物理八年级上册4.1光的反射-导学案-沪科版

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级
八年级
学
科
物理
版
本
上海科技版
课程标题
第四章
第一节
光的反射
一、学习目标
知识点
要求
学习目标
光的传播
知道
1.
能区别光源、非光源；2.
知道光在同种均匀介质中沿直线传播；3.
能用光的直线传播以及光线研究影子、小孔成像等的形成；4.
知道光在真空中传播的速度最大。记住真空中的光速，并能根据光速进行计算。
光的反射
理解
1.
知道什么是光的反射现象；2.
理解光的反射定律，能应用反射定律解决一些简单的问题；3.
知道镜面反射和漫反射，并能用来解释一些简单现象。
二、重难点提示
重点：
1.
光的直线传播的应用；
2.
光的反射定律。
难点：能应用光的反射定律解决一些简单的问题。
知识梳理：
一、知识脉络图
二、知识点拨
（一）光的神奇
光
能使我们看见物体
我们的生活离不开光，光每天都为我们服务
能使动、植物生长
能使环境变得温暖
遥控电视机
使太阳能汽车奔跑
是大部分能量的来源
能够用来杀菌
……
（二）光的传播
1.
光源——能够发光的物体
【自然光源】
太阳
萤火虫
灯笼鱼
水母
【人造光源】
火把
蜡烛
霓虹灯
白炽灯
无影灯
【说明】（1）光源是指自身能发光的物体，太阳、发光的电灯、点燃的蜡烛都是光源。
（2）有些物体本身并不发光，但由于它们能反射太阳光或其他光源射出的光，它们好像也在发光，但不是光源，如月亮和所有的行星，它们并不是物理学上所指的光源。
2.
光的传播路径
（1）现象探究：光的传播
透过树丛的光束
广场上观赏灯的光束
舞台上的投影灯
探究归纳：光是沿直线传播的。
（2）实验探究：光沿直线传播的条件
提出问题：光一定沿直线传播吗？光沿直线传播的条件是什么？
进行实验：实验室里，在长方形玻璃缸内配制了一些淀粉溶液，放置两天后，用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入淀粉溶液中，发现了一个奇特的现象：淀粉溶液中光的传播路径不是直线，而是一条向下弯曲的曲线，如图甲所示。换用一杯清水，发现光在清水中的传播路径是直线，如图乙所示。
探究分析：放置两天后的淀粉溶液会沉淀，使溶液不再均匀，光在不均匀的淀粉溶液中不沿直线传播；光在均匀的清水中沿直线传播，所以光沿直线传播的条件是在同种均匀介质中。
探究归纳：
①
像水、玻璃、空气等能让光通过的透明物质叫光的介质；
②
光在同种均匀介质中沿直线传播；
③
光线：如下图所示，用一条带箭头的直线，形象地描述光的传播路径和方向，这样的直线叫光线。当许多平行光线在一起时称为光束。
（3）光沿直线传播的现象
现象
成因
图示
原理
影子
光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面光不能到达的区域便形成影子
光在同种均匀介质中沿直线传播
日食
当月球转到地球和太阳之间，并且在同一直线上是地，由于光沿直线传播，月球就挡住了射向地球的太阳光，处在月球的阴影区中的地面上就形成了日食
月食
当地球转到月球和太阳之间，并且在同一直线上时，由于光沿直线传播，地球就挡住了射向月球的太阳光，在阴影部分的月球则不能反射太阳光，这就形成了月食
小孔成像
烛焰上部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了下部；烛焰下部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了上部，就形成了倒立的像
【说明】（1）光的传播不需要介质，光在真空中沿直线传播；
（2）小孔成像成的是实像，其大小看物距和像距。
3.
应用：激光准直、射击瞄准、排队看齐等
激光引导掘进方向
向右看齐
千手观音
4.
光的传播速度：光在不同介质中的传播速度不同。
介质
光速
真空
c=
3×108m/s
空气
稍小于真空中的速度
水
约为真空中的
玻璃
约为真空中的
（三）光的反射定律
（1）光的反射现象
①光的反射的定义：当光射到物体表面时，被物体表面反射回去，这种现象叫做光的反射。
②基本概念
一点
光的入射点，用字母“O”表示
三线
入射光线
射到反射面的光线，如图中的AO
法线
经过入射点O垂直于反射面的直线，它是一条辅助线，通常用虚线表示，如图中的ON
反射光线
被反射面反射后的光线，如图中的OB
两角
入射角
入射光线与法线之间的夹角，如图中的
反射角
反射光线与法线之间的夹角，如图中的
说明：入射光线与反射光线都有方向，用字母表示时，应沿光线方向叙述字母，如入射光线AO、反射光线OB等。
（2）探究光的反射定律
①实验探究：光在发生反射时遵循什么规律？
实现准备
把一个平面镜放在桌面上，再把一张纸板竖直地立在平面镜上，纸板的左右半面此前多次对折，NF面可以绕线段ON自由转动
实验过程与现象
一束光AO贴着纸板EN面沿某一角度射到O点（称为入射点），ON垂直于镜面，称为法线。光线经平面镜的反射，沿OB方向射出，旋转NF面，使它与EN面不在同一平面内，反射光线“消失”
重新将NF面调整到与EN面在同一平面上得到反射光线，在纸板上用笔描出入射光线和反射光线的径迹。改变光线的入射方向，重做一次，换另一种颜色的笔记录光的径迹。取下纸板，用量角器测量入射光线与法线的夹角i，记为入射角，再用量角器测量反射光线与法线的夹角r，比较两角大小
图例
甲乙
现象分析
反射光线、法线和入射光线在同一平面内，且反射光线和入射光线分别位于法线的两侧
反射角r和入射角i相等
实验过程中应注意的问题
①让光束斜射在平面镜上，适当调节光束照射的角度和位置，使纸板上出现入射光线和反射光线，最好能调节为一个较容易读数的入射角，这样反射角也易测量了；②要求室内光线稍暗，便于观察
②
内容：
光反射时，反射光线、入射光线与法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。
③
说明：
a.
光的反射定律由两部分构成：
一是定律中有三条线——反射光线、法线、入射光线，关系是“三线共面，法线居中”；
二是定律中有两个角——反射角、入射角，量值关系是“两角相等”。
b.
定律的叙述有一定的逻辑性，不要说成“入射角等于反射角”，因为先有入射角后有反射角，反射角由入射角决定。
c.
两角发生的量的变化是相对应的，当入射角变化时，反射角也随之变化，始终保持相等关系。
d.
光路具有可逆性。
e.
若光线垂直入射到镜面，反射光线将按原路反射回来，反射角等于入射角，且等于0°。
（3）镜面反射和漫反射
①概念
一束平行光投射到光滑的物体表面，如镜面或平静的水面，其反射光束仍然是平行的，这种反射叫做镜面反射。
一般物体表面往往都比较粗糙，平行光经反射后，反射光不再平行，而是射向各个方向，这种反射就叫漫反射。
②镜面反射和漫反射辨析
分类
不同点
相同点
反射面
平行光入射
现象举例
镜面反射
平滑
反射光仍平行，只能在某一个方向上看到反射光
水面倒影镜中的人
每一条反射光线都遵循光的反射定律
漫反射
凹凸不平
反射光向各个方向，能在各个方向上看到反射光
在黑板前面不同位置都能看到粉笔字；在电视机前面不同位置都能看到画面
③
解释日常生活中的现象
a.
我们为什么能从不同方向看到这些本身不发光的物体？
答：一般物体的表面都是粗糙的，由于太阳光平行射到物体表面发生漫反射，故各个方向均有反射光射到眼帘。
b.
黑板“反光”
答：黑板用久了，黑板面越来越光滑，就会出现“反光”现象，这是因为发生了镜面反射，使某些方向的反射光线较强，从而看不清其上的字。
典例精析：
知识点1：光的传播
例题1
下列看起来有光射出来的物体中，全部是光源的是（
）
A.
耀眼的玻璃墙、正在燃烧的火柴、萤火虫
B.
篝火、正在发光的灯泡、夜空中点点繁星
C.
萤火虫、煤油灯的火焰、光彩夺目的钻石
D.
发光的灯泡、燃烧的篝火、太阳
思路导航：光源是指本身能够发光的物体，按形成可分为自然光源和人造光源，按发光原理可分为热光源和冷光源。耀眼的玻璃墙、夜空中点点繁星、光彩夺目的钻石自身都不能发光。
答案：D
点评：本题“分析”中所采用的方法叫做排除法，解选择题多用排除法。
例题2
关于光速，下列说法不正确的是（
）
A.
光的传播速度总是3.0×m/s
B.
光的传播速度最大值为3.0×m/s
C.
光年是长度单位
D.
光年是天文学上表示距离的单位
思路导航：光在不同介质中的传播速度不同，在真空中最快，约为3.0×m/s，其次是水中和玻璃中。光年则表示光在一年中走过的路程，是一个很大的长度单位，天文学中星体间的距离很大，故常用光年作为长度单位。
答案：A
点评：本题主要考查两点知识：1.
光在不同介质中的传播速度不同；2.
光年是长度的单位而不是速度的单位。
例题3
晚上，某人在马路上从远处走近一盏路灯，经过之后再走远的过程中，其影子的长度变化的情况是（
）
A.
先变长后变短
B.
先变短后变长
C.
逐渐变短
D.
逐渐变长
思路导航：解题时可根据题意先画一草图，如图所示，然后根据光的直线传播和几何知识分析影长的变化。由图可知，人离路灯越远影子越长，故人经过路灯时，影子是先变短后变长。
答案：B
点评：根据题意画出草图是解决此题关键，物理中很多题都需要先画出图再分析。
随堂练习：有一名学生举了四个例子，说明光是沿直线传播的，其中一个是不能说明光是沿直线传播的，这个例子是（
）
A.
影子的形成
B.
太阳落到地平线下还能看见
C.
小孔成像
D.
看不见不透明物体后面的东西
思路导航：用光在均匀介质中沿直线传播的知识可以解释很多现象，如：影的形成、小孔成像、看不见不透明物体后面的东西，这些都是光沿直线传播的结果。但光沿直线传播是有条件的，必须在“均匀”介质中或真空中，因为大气各层面疏密不均匀，光在其中传播时会发生弯曲，所以D项符合题意。
答案：B
点评：明确光沿直线传播的条件是解决本题的关键。
知识点2：
光的反射定律
例题1
一条光线垂直入射到平面镜上时，作图说明：
（1）入射角为多大？反射角又是多大？
（2）若保持光的传播方向不变，而将平面镜沿逆时针方向转动20°角，则反射光线与水平面的夹角为多大？
思路导航：光线垂直入射到平面镜上时，入射光线、法线、反射光线将在一条直线上，当入射光线不变，转动平面镜，则入射角发生变化，反射角也随之变化，反射光线的位置也将发生变化。
（1）光路图如图甲所示。
（2）光路图如图乙所示。
作法：①作水平线
MM’和镜面
PQ，使∠POM=20°；
②作法线ONPQ，法线转过20°，则入射角∠AON=20°，反射角∠BON=20o，反射光线转过40o，所以反射光线与水平面的夹角∠BOM'=50o。
答案：（1）如图甲所示，入射角为0°，反射角为0°。
（2）如图乙所示，反射光线与水平面的夹角是50°。
点评：发生光的反射时，保持入射光线不变，当反射面绕入射点转过θ角时，法线也转过θ角，反射光线和入射光线的夹角改变2θ角。
例题2
雨过天晴的夜晚，月亮高高地挂在天际，为了不踩到地上的积水，下面判断中正确的是（
）
A.
迎着月光走，地上发暗处是水；背着月光走，地上发亮处是水
B.
迎着月光走，地上发亮处是水；背着月光走，地上发暗处是水
C.
迎着月光或背着月光走，地上发亮处都是水
D.
迎着月光或背着月光走，地上发暗处都是水
思路导航：我们看到物体时的明暗程度由物体上发出的光线或反射的光线进入人眼中的多少决定。进入人眼中的光线越多，则物体越亮，反之则越暗。月光照射到水面上时，因水面很光滑，所以会发生镜面反射，光束较集中，光线比较强。（1）迎着月光走，水面发生镜面反射，镜面反射的较强的光线射入人眼，会使人们觉得水面比较光亮，地面发生漫反
射，漫反射的光线较弱，人们觉得地面较暗；（2）背着月光走，水面发生镜面反射的光不会
射入人眼，因此有积水处发暗，地面发生漫反射的光线射入人眼，因此人们觉得地面比水
面亮。
答案：B
高频疑点：
1.
对光沿直线传播的条件理解不透。
光沿直线传播的条件是：同种均匀介质或真空。这里包含两层意思：一是同种介质，二是这种介质是均匀的或无介质。
例题
小明在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下：
①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图所示）；
②在A点用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲；
③经搅拌后，观察到光线又变直。
小明根据上述现象得出如下结论，其中正确的是（
）
A.
光的传播需要介质
B.
光只有在水中才沿直线传播
C.
光在海波溶液里不能沿直线传播
D.
光在同种均匀介质中才沿直线传播
思路导航：当注入海波溶液时，光的传播方向发生了改变，说明此时溶液不均匀，光只有在同种均匀介质中才沿直线传播。
答案：D
2.
作光的反射光路图时易出错。
画光的反射光路图有两种情况：
一是知道入射角（或反射角），这时根据光的反射定律作图；
二是不知道入射角（或反射角），这时要根据平面镜成像特点作图。（在下一讲中学习）
例题
在图中，画出入射光线AO的反射光线，并标出反射角。
思路导航：此题考查了光的反射光线的画法，首先要掌握光的反射定律的内容，特别是反射角等于入射角。同时考查了入射角与反射角的概念，知道入射角与反射角都是光线与法线的夹角。根据光的反射定律，首先通过入射点O作垂直于镜面的法线，然后根据反射角等于入射角，画出反射光线，注意反射角是反射光线与法线的夹角。
答案：如图所示：
提分技巧：
1.
理想模型法及作图法：
为了更形象、简单地描述和探究光现象及其物理规律，物理学采用理想化模型的方法，如光线、法线等都不是客观存在的，只是为了研究问题方便而抽象出来的。
作图法就是根据题目所给的条件，灵活运用有关规律，通过作图求解未知量的方法。因此必须注意作图的规范性，掌握光线、光线的反向延长线、光的反射定律等作图的规律，逐步学会这种探究问题的方法。
2.
声光速度记忆口诀：声、光传播不一般，真空传光声音断。声音每秒三百四（34
0m／s），光速每秒三十万（千米）。
3.
光的反射定律记忆口诀：三线共面，法线居中，两角相等，“反”字在前。