第四章 多彩的光
第一节 光的反射
课时1 光的直线传播
一、教学目标
1.知道光在同种均匀介质中沿直线传播,并能解释简单现象。
2.知道光线是表示光的传播方向的直线。
3.知道光在真空中的传播速度。
二、教学重难点
1.重点:光的直线传播现象、光的直线传播条件、光的传播速度。
2.难点:运用光的直线传播的知识解释实际现象。
三、教学过程
(一)导入
同学们打开窗帘,就可以看到明媚的阳光照进了教室,老师看到了大家一张张的笑脸。试想,如果在伸手不见五指的夜晚,我们还能看见东西吗?这是为什么呢?
(二)新课教学
1.光源
教学情境:生产生活中那些物体能发光呢?
举例,如:太阳、萤火虫、通电的电灯,及燃烧的蜡烛等都能发光。
知识归纳:物理中把能够发光的物体叫光源。
说明:月亮本身不能发光,所以它不是光源。
拓展:光源分为自然光源和人造光源。
2.光的直线传播
教学情境:
[演示1]用光具盘让光垂直于玻璃面射入玻璃中(并掠过光具盘),观察光在玻璃中的传播路线。
[演示2]用水槽,让光垂直于水面射入水中(在水中滴入少许牛乳或红墨水),观察光在水中的传播路线。
[演示3]用激光笔照射白墙,看到墙上有一红斑,但光在空气中的路径不可见,用喷雾器在笔和墙之间喷水雾,可观察到激光的传播路径。
[演示4]用水槽,让光斜射入水中,观察光在空气中与水中的传播路线。
知识归纳:光在同种均匀介质中沿直线传播。
说明:光沿直线传播的条件:在同种均匀介质中。
3.光线
教学情境:为了描述光,故引入光线的概念。
知识归纳:在物理学中,用一带箭头的直线表示光的传播路径和方向,这一条带箭头的直线就叫光线。
说明:画光线时必须用箭头表明光的传播方向。光线实际不存在,光线是理想化的物理模型。
4.光的直线传播的现象与应用
教学情境:生活中有哪些常见的光沿直线传播的现象与应用?
总结:
(1)现象:手影戏、日食、月食。
(2)小孔成像特点:倒立的实像。
(3)应用:日晷,激光器的准直等。
5.光速
教学情境:近代科学的先驱伽利略在1638年做了第一个测量光速的实验。
伽利略和他的助手站在两个相隔较远的山头上,每个人手里有一盏灯。伽利略首先遮住灯,当助手看到伽利略遮住灯之后立刻遮住自己的灯。伽利略测量从遮住灯到看到助手遮住灯相差的时间,这段时间内光刚好在两人之间传播了一个来回,这样就可以测出光速了。
显然,因为光速如此之快,以至于这个实验根本不可能测量出光速,因为如果不计两人的反应时间和遮住灯的时间,光传播这段距离的时间只需要几微秒,在当时的设备条件下根本测不出来。
光的传播速度到底有多大呢?
知识归纳:光在真空中的速度是3×108m/s。
说明:光在空气中的速度比真空中略小,但也近似认为是3×108m/s;光在水中、玻璃中的传播速度比空气中小,关系是:v水=c;v玻璃=c。
四、布置作业与教学反思
课时2 光的反射
一、教学目标
1.知道光射到任何物体的表面都会发生反射。
2.知道光的反射定律。
3.知道在反射现象中,光路是可逆的。
4.知道镜面反射和漫反射。
二、教学重难点
1.重点:探究光的反射定律、光的反射现象判断、光的反射作图、镜面反射和漫反射的判断。
2.难点:探究光的反射定律。
三、教学过程
(一)导入
月亮本身不发光,我们看到的月光是月亮反射太阳的光;用一面镜子可将室外的阳光反射到室内,光的反射现象在我们生活中随处可见,我们能看到黑板上的字,看到桌子、看到马路上行驶的汽车都是由于发生了光的反射。对于光的反射,你想知道什么?或你想提出什么问题?
(二)新课教学
1.光的反射现象
教学情境:教师用镜面反射平行光,引导学生根据日常生活经验,试着自己总结光的反射定义。
问题:大家能不能试着找找我们身边的光的反射例子呢?(水中的倒影)
知识归纳:当光射到物体表面上时,被物体表面反射回去,这种现象叫做光的反射。
2.光的反射现象中的概念
教学情境:讲解光的反射中的相关的几个概念。如图所示是光反射的光路图。
知识归纳:
①AO叫做入射光线,OB叫做反射光线,O点叫做入射点。
②ON叫做法线,它的特点是经过入射点、与物体表面垂直。
③α叫做入射角,它是入射光线与法线的夹角。
④β叫做反射角,它是反射光线与法线的夹角。
说明:
(1)光发生反射的条件是,光照射到物体表面,或者是两种物质的界面。
(2)法线实际并不存在,它是为了方便作图引入的,常用虚线表示。
3.探究光的反射定律
教学情境:若让一束光线入射到镜面,同学们猜想一下,反射光线沿什么方向射出呢?
向同学们展示实验器材:平面镜、白色硬纸板、激光笔。
按照如图装配好实验器材。按以下步骤操作:
(1)让入射光线投射到平面镜上,观察反射光线的方向。
(2)分别测出反射角和入射角,并比较其大小关系。改变入射光的方向,多次实验。
(3)将有反射光线的半个光屏向后折转一个角度,观察光屏上还有反射光吗?
(4)若让光线逆着反射光线的方向入射,观察反射光线沿什么方向射出呢?
知识归纳:
(1)反射光线、入射光线、法线都在同一平面内。
(2)反射光线、入射光线分居法线两侧。
(3)反射角等于入射角。
(4)在光的反射现象中,光路是可逆的。
说明:
(1)先有入射角,后有反射角,因此只能讲“反射角等于入射角”,而不能讲“入射角等于反射角”。
(2)光线垂直入射时,入射角与反射角都是零度,法线、入射光线、反射光线合为一线。
4.镜面反射和漫反射
教学情境:
演示实验:拿一块平面镜将太阳光反射到某同学的眼上,问其感觉如何?其他同学有没有这一感觉?
拿一块面积、形状与平面镜相同的硬纸壳,再做相同的实验,再提问那个同学。问此时有何感觉?其他同学能不能看清?
知识归纳:
(1)镜面反射:一束平行光射到光滑的物体表面,其反射光束仍然是平行的,这种反射叫做镜面反射。
(2)漫反射:平行光经粗糙的界面反射后向各个不同的方向射出去,即在各个不同的方向都能接收到反射光线。
说明:不论是镜面反射还是漫反射,每一条光线都遵守光的反射定律。
5.光的反射作图
例:在图中作出入射光线AO的反射光线,并标出反射角的度数。
总结:作图步骤:
(1)过入射点,垂直于反射面作出法线(虚线);
(2)在入射光线上找一点,并作出其关于法线的对称点;
(3)连接入射点与对称点,并用箭头在连线标出方向,根据题意标出角度大小。
四、布置作业与教学反思