前言:我们精心挑选了数篇优质光的反射教案文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
1.知识和技能
(1)了解光在一些物体表面可以发生反射。
(2)认识光反射的规律,了解法线、入射角和反射角的含义。
(3)理解反射现象中光路的可逆性。
(4)了解什么是镜面反射,什么是漫反射。
2.过程和方法
(1)通过实验,观察光的反射现象。
(2)体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的。
(3)经历探究“光反射时的规律”,用实验的方法获得反射光线、入射光线跟法线位置的关系,测量反射光线与法线、入射光线与法线的夹角,总结探究的结论,获得比较全面探究活动的体验。
(4)通过观察,理解镜面反射和漫反射的主要差异。
3.情感、态度、价值观
(1)在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度。
(2)密切联系实际,提高科学技术应用于日常生活和社会的意识。
(3)鼓励学生积极参与探究活动。
教学设计思想:
本节是一节集物理现象、物理概念、物理规律于一身的课。其中光的反射规律是本节的核心,也是实施“探究式”教学的有效阵地。在授课中,教师引导学生利用“发现并提出问题—做出猜想和假设—制定计划与设计实验—解通过观察和实验等途径来收集证据——得出结论——交流与合作——提出新问题”的探究式教学过程,自己“发现”并总结出光的反射规律。
教学过程设计:
一、课题引入
师:光源发出的光是怎样传播的?
生:光在同一种均匀物质中是直线传播的。
师:光在传播过程中若遇到另一种物质时情况又会怎样呢?
生猜想:反射回来。
[实验探究]把玩具激光笔打开,让光斜射到平面镜上。
师:刚才的演示实验同学们观察到了什么现象?
生:光被平面镜反射到了天花板上,它改变了光的传播方向,天花板上出现一红色小光斑。
[实验探究]打开玩具激光笔,让光束垂直射到水面上,并在水槽和激光笔上方放一张白纸。
师:这次同学们又观察了什么现象?
生:一束光射到平静的水面上时,有一部分光射入了水中,有一部分光被反射了回来,因为上方的白纸上呈现了一红色光斑。
[实验探究]用一幻灯机将幻灯片的图像投射到粗糙的屏幕上。
师:同学们为什么能从墙上看到图像?
生:屏幕将幻灯机投射出来的光,反射到我们的眼睛中。
师:以上实验说明,光射到物体表面时,总有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射。
师:请同学们思考一下,我本身是不发光的,你们为什么能从不同方向看到我?电影、幻灯的幕布为什么总是用粗糙的白布来制作?为什么平面镜成的是虚像,且与物体的大小相等呢?
[设置疑问,激励思维。](学生思考,议论)(教师不作定论)
师:这些问题都跟光的反射有关,学习和研究了光的反射规律,这些问题也就迎刃而解了。
[板书课题]光的反射
二、新课教学
师:从上面的实验中,你是否可以总结一下,什么现象叫做光的反射?
生:光射到物体表面上时,有一部分光会被物体反射回来,这种现象叫光的反射。
师:请同学们来举一些生活中的一些现象,这些现象是属于光的反射现象。
生:水中的倒影,潜望镜,凹面镜,凸面镜。
师:以上的实验,我们都可以用光路图来表示。
(板书画图,并讲解)
反射面:MM’入射点:入射光线与反射面的交点
法线:过入射点和镜面垂直的直线
入射角:入射光线与法线的夹角
反射角:反射光线与法线的夹角。
[演示实验]将激光笔发出的光束射到平面镜上,让学生装观察入射光束、反射光束、镜面三者间的位置关系。
生:入射光束和反射光束在镜面的同一侧,反射光束,入射光束在法线的两侧。
师:猜想一下,入射光束向法线靠拢时,反射光束会有什么变化?
生:反射光束也会向法线靠拢。
师:对不对呢?实验探究。
[演示实验]将激光笔发出的光束向法线靠拢,学生通过观察现象,来证明猜想的正确性。
师:根据上面实验的现象,我有这样一个问题,你准备怎样来回答:当入射光束逐步偏离法线位置时,反射光束与法线的夹角如何变化?
生:变大。
(演示实验,证明其正确)
师:猜想一下,在光的反射中,会不会入射光束和反射光束重合?
生:会。
师:谁来上讲台,演示一下。
(学生上讲台演示,存在重合)
师:入射光束与反射光束重合是在什么情况下?
生通过观察:入射光束与反射面垂直时。
师:这时入射角等于多少度?
生:(1)0°(2)90°
(教师强调入射角的定义,明确当入射光束垂直于反射面时,即与法线重合无夹角,故i=0°,此时反射角r=0°)
师:在刚刚的实验中,当入射角增大时,反射角怎样变化?
生:也变大。
师:(提出猜想),即么光反射时,反射角与入射角会有什么关系呢?
生:猜想:可能会相等吧。
师:如何来证实我们的猜想是否正确呢?
生:做实验来探究。
师:如何实验,请同学们讨论一下实验方案后,再阅读课本P39实验与记录。
[演示实验]
器材:教学激光演示仪
步骤:(1)在激光仪的分度盘上,读出入射角和反射角的大小。
(2)改变入射光线的方向,观测几组入射角和反射角,并将有关数据填入教材上的表格中。
师:根据实验情况,表格中的数据说明了什么?
生:反射角的大小等于入射角。光路是可逆的。
师:同学们总结的很好,这就是光反射时所遵循的规律。
(板书)在反射现象中,反射角等于入射角;光路是可逆的。
(指导学生看课本“漫反射”内容)
师:光不仅射到平面镜上会反射,射到所有的物体上都会反射。如光射到平静的水面、玻璃面、光滑的金属面上都会反射;光射到墙壁、衣服上都会反射。反射时都遵循我们总结的反射规律,所不同的是反射情况不一样。这种粗糙表面上的反射叫漫反射。
师布置课后实验:试一试在家里,晚上关灯,将一小平面镜平放在一张白纸上,用手电筒的光
正对着镜面照射,从侧面看去哪个显得亮?
(让猜想一下,教师不作定论,明天课前交流。)
三、请你来总结
1、请同学们回忆一下,今天你看到的实验。
2、今天你学到了什么?
3、今天你证实了多少个猜想是正确的,多少个猜想是错误的。
四、巩固新课
1、请一位学生讲述反射规律的内容
2、请同学们看着挂图,分别指出,入射角、反射角、入射线、反射线、法线。
五、布置作业
教学目标
知识目标
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.
能力目标
1.通过观察分析实验,总结得出光的反射定律,培养观察、分析、概括的能力.
2.通过对光的反射定律的分析培养学生的逻辑思维能力.
3.通过光的反射现象的解释,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力.
4.通过对光路图的应用,逐渐培养学生空间想象能力和抽象思维能力.
情感目标
通过生动有趣的光学现象调动学生学习兴趣,培养学生积极向上的情感.
教学建议
教材分析
本节课由我们能看到本身不发光的物体引入光的反射现象,然后转入研究光的反射规律,通过实验总结出光的反射定律,并指出光发生反射时光路是可逆的.随后介绍了光的两种反射现象:镜面反射和漫反射,同时说明我们能从不同方向看到物体正是由于漫反射的原因.本节学习的重点是理解光的反射定律,难点是正确确定入射角、反射角及通过实验总结出反射规律.
教法建议
1)研究反射规律的实验尽可能准确,这是上好这一节课的关键.
让学生清楚的看到反射光线与入射光线的关系,对学生总结光的反射定律很重要.虽然误差不可避免,但由于要得到定量的角度关系,这个实验的准确度非常重要,做好这个实验能为学生总结反射定律奠定有利的基础.
2)要给学生树立空间的概念
由于我们把光的反射定律最终落实在纸面上的光路图,很容易造成学生的错觉,认为光现象都是平面的,要有意识的借助立体模型或微机模拟使学生形象的认识光现象的空间感.
3)通过实验帮助学生对光路可逆的理解.
4)光的反射定律的表述一定要清楚,语言要准确,要注意入射光与反射光,入射角与反射角的因果关系.
教学设计示例
教学重点:正确确定入射角、反射角;理解光的反射定律
教学难点:引导学生通过实验探索反射现象的规律
教具:画有角度的可折叠的白色硬纸板、一面镜子、两个光源、一张白纸、大头针(或牙签)、铅笔、直尺
教学过程
一、引入新课
问题引入
为什么我们既能看到发光的物体又能看到不发光的物体?如在遮蔽门窗的教室内,打开电灯,我们不仅能看到发光的电灯,同时还能看到桌椅、墙壁、同学及周围一切本身不发光的物体,这是什么原因?从而引出“反射”的概念,还可举例我们看到月亮是因为它反射光,但它不是光源,有人说站在地球上看地球就像一个大月亮.引入反射后,可进一步引入“反射光”和“入射光”的概念,并提出问题:光线的反射遵从什么规律?引入新课教学.
二、新课教学
1.光的反射定律
方法1:演示实验总结规律,按照书67页实验进行教学.
演示前,将演示器材一一展示给学生.其中,硬纸板的可折叠性及硬纸板上的刻度一定要让学生看清楚.
实验中,边演示,边介绍名词概念:入射点、法线、入射角、反射角.随后板书光路图,如图5-2-1,并标出入射角、反射角的度数.
通过转动纸板F和改变入射角让学生回答下列问题:反射光线和入射光线是否一定在同一平面?反射光和入射光线是在法线的两侧还是在法线同侧?反射角的大小与入射角的大小有什么关系?
教师引导总结得出光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居法线的两侧;反射角等于入射角.
方法2:探究光的反射规律(对于基础较好的学生可使用)
向学生介绍书67页的实验器材,并介绍基本概念:入射点、法线、入射角、反射角.
提出问题:一束光射向镜面,反射光线的位置如何确定?(可提示学生从空间到平面的思路)反射光线和入射光线的位置关系如何确定?反射角的大小与入射角的大小关系如何确定?
学生猜想并设计实验(可超出书上所给的器材)
实验探索并得出结论.
教师引导归纳出光的反射定律.
2.光发生反射时光路可逆.
演示:如图5-2-2图,A点发出的光经O点反射后到达B点,在B点再放一光源,使其发出的光射向镜面某点如C点,调整光线BC的方向,使其与BO重合,发现其反射光线与OA重合,从而说明反射时光路可逆.
在讲完反射定律以后,可在课堂上增加以下基本练习.
1)光线垂直射到镜面上,入射角和反射角各等于多少?
2)入射光与界面夹角60°,入射角和反射角各多大?入射光线与反射光线夹角多大?
3)反射光线跟入射光线垂直,入射角和反射角各多大?
4)完成光路图.(图略,可选不同类型的题目,参考习题精选5、6、7题形式)
3.镜面反射和漫反射
方法1:教室内有阳光射入的情况下可用这种方法.
演示:让一束太阳光斜射到平面镜上,调整镜面的方向,会在墙上产生一个明亮的光斑,迎着反射光的方向看,很刺眼;用一张白纸代替镜面,从各个方向都看不到耀眼的亮光,同时墙上也没有明亮的光斑.提出问题:这是为什么?然后再用光路图说明原因.讲解镜面反射和漫反射.
方法2:从反射面入手分析
在纸板上垂直插入几根牙签如图5-2-3,引导学生想象当入射光平行射到各入射点时,反射光线的方向有什么特点?随后将纸板随意弯折,如图5-2-4,这时学生会看到法线不再平行,引导学生想象当入射光平行射到各入射点时,反射光线的方向有什么特点?由此引入镜面反射和漫反射.
用光具盘演示:镜面反射和漫反射现象.
总结镜面反射和漫反射的特点和异同.
镜面反射
漫反射
相同点
都遵守光的反射定律
不同点
(原因)反射面不同
平整光滑
粗糙不平
(结果)反射光方向不同
有反射光束,其他方位则没有
各个方向都有反射光,没有光线集中的反射方向
(现象)人的感觉不同
迎着反射光看很刺眼,常说反光;其他方位看不见,或不明显.
各个方向都能看清
实例
黑板反光
灯下看书反光
平静的水面
各个方向都能看清黑板上的字
电影屏幕用布而不用玻璃
一般非光滑物体
三、总结扩展
本节课我们研究了光的反射现象,对于光的反射定律要注意它的研究方法,注意用数学方法分析实验现象(三线、两角的关系),并在分析这些关系的基础上,逐步解释它的物理本质,形成物理概念,建立物理规律.这样有助于加深对物理概念、物理规律建立过程的理解,这是研究物理问题的重要方法.
四、板书设计
探究活动
【课题】自制潜望镜
【活动目的】
潜望镜的用途很广,在步兵的战壕里观察前方的战况以及在坦克的驾驶室及炮长的瞄准都用到了潜望镜.同学们通过制作简单的潜望镜可以加深理解光的反射现象以及光路设计原理.
【组织形式】学生活动小组
【活动流程】设计光路图,准备用具,制作过程,交流与合作,装置改进.
【参考方案】
准备两块小镜子.用硬纸片做两个直角弯头圆筒或方筒,直径比小镜子稍大.在纸筒的两直角处各开一个45度的斜口,将两面小镜子相对插入斜口内(如图5-2-16所示),用纸条粘好,把两个直角筒套在一起,即成一个简单的潜望镜.
【备注】
1、写出制作计划、制作过程及结果分析报告.
1.在物理知识方面要求。
(1)掌握光的反射定律,会用光的反射定律解释有关的现象;
(2)掌握平面镜成像的原理和规律;
(3)应用平面镜成像的规律解决一些简单的物理问题。
2.通过演示实验,概括出平面镜成像的特点,应用光的反射定律推导出平面镜成像的特点。培养学生的观察、概括能力,通过相关物理量变化规律的学习,培养分析、推理能力。
3.通过简单的物理问题的解决使学生理解解决物理问题的基本原理和基本方法,如何建立已知与未知和所求之间的关系。从而加深物理方法的学习。
二、重点、难点分析
1.重点是使学生掌握平面镜成像的原理及推导过程。平面镜成像的特点是解决平面镜问题的关键。平面镜成像是虚像,学生作图时要注意用虚线;平面镜成像,其像和物关于平面镜对称的含义是像正立且与物等大。
2.教学难点之一是如何澄清学生头脑中“像”的概念。要突破这一点就要让学生清楚物理中像的准确定义,生活中像、影、相又指的是什么意思。严格区分教学中的相似与物理的“相似”有什么不同。
3.教学中的另一个难点是如何应用平面镜成像的特点解决实际问题。最关键的是要抓住最简单、最基本的方法。
三、教具
1.平面玻璃,蜡烛两只(完全相同),火柴,大白纸一张(8开或更大一些),直角三角板,铅笔。
2.教学用直角三角板、直尺。
四、主要教学过程
(一)引入新课
光的反射现象和平面镜在初中物理中已经学到一些知识,今天我们来进一步研究。光的反射现象处处可见,平面镜也是日常生活中常见的物品,它们有什么特性呢?
(二)教学过程设计
1.光线和光束。
光线是利用光的直线传播而从光束中抽象出来的概念。物体发出的光束,用一条带箭头的直线来表示光的传播方向——光线。光线是光束的抽象结果,实际是不存在的,而光束是客观存在的。在画光线时注意光的传播方式用直线表示,要用实线,而光的传播方向箭头一般标在直线段的中央部分。光束可分为平行光束、发散光束、会聚光束三种情况。
2.光线传播到两种介质的分界面所发生的现象:反射和折射现象可能同时发生,也可能
只发生反射现象,但有折射现象的同时一定有反射现象,只是反射现象有时极不明显而不考虑。通过作图介绍入射点、法线、入射光线、反射光线、入射角和反射角的概念。光在介质中传播时会有能量损失(被吸收)。光在两种介质界面上发生反射或折射时也要有能量损失。
3.光的反射定律。
(1)(三线共面)。反射光线在入射光线和法线所决定的平面内;(因果关系要注意)
(2)(法线居中)反射光线跟入射光线分别位于法线的两侧;
(3)(两角相等)反射角等于入射角。(因果关系)
4.镜面反射和漫反射。
(1)镜面反射:能成虚像的反射,入射光线是有规律的,反射光线仍遵从一定规律进行排序。
(2)漫反射:入射光线是有规律的,而反射光线是无序的,不能成虚像的反射,但每一条光线都遵从光的反射定律,漫反射是由于两介质的界面不光滑平整而造成的。
5.平面镜成像。
演示在白纸中央用直尺画一条直线,然后平放在水平桌面上,在直线的一侧点一个点A,将平面玻璃垂直于纸面且与纸上直线重合放置,将一支蜡烛点燃竖直放在A处,在A点这侧看点燃蜡烛的像。将另一支未点燃的蜡烛放在直线(平面玻璃)的另一侧,缓慢移动直至未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像重合,好像未点燃蜡烛也燃烧起来一样。在纸上记下未点燃蜡烛的位置。在同学们都看清楚的前提下,将点燃的蜡烛熄灭。让同学讨论看到的现象,总结平面镜成像的特点。
(1)像:由物发出(或反射)的光线经光具作用为会聚的光线(或发散的光线)所形成的跟原物“相似”的图景。这里的“相似”一词与数学的相似含义不完全相同,数学中的相似是指对应处成相同的比例,而这里的“相似”有时不同对应处比例不同。例如哈哈镜中人的像与人相比相差很大,但仍认为是人的像。
(2)实像:是由实际光线会聚而形成。可用眼直接观察,可在光屏上显示,具有能量到达的地方。
(3)虚像:是实际光线的反向延长线会聚而形成,不可在光屏上显示,只能用眼睛直接观察。
关于像的概念让学生一定要很清楚,特别是要区分生活中的“像”的概念。
A.像片是物而不是“像”,画像和像片具有相同的含义。
B.照相,实质上是取得一个与人“相似”的一幅画片,只不过不是用笔画,而是通过成像的原理制作就是了。照“相”与长“相”具有相同的含义。
C.“看电影”也有人误认为是“看电像”,在初中就学过像的概念。但人们在电影院看电影是要看银幕上的图景,银幕上的图景对于底片(拷贝)来说是像的位置,像呈现在银幕上,作为物被眼晴看到,若真看“像”应眼睛向着放映机看,那是不可能的。
D.“成像是客观的,观像是有范围的”。若电影院银幕处末放银幕,放影机放影时,拷贝上的像仍呈在放银幕处。戴近视镜的同学看到的并不是真实的物,而是这些物正立缩小的虚像。
(4)平面镜成像。
A.平面镜对光的作用,只改变光的传播方向,不改变光束的性质。即平行光束经平面镜反射仍为平行光束。发散(会聚)光束经平面镜反射仍为发散(会聚)光束。
B.平面镜成像为虚像,作图时用虚线表示。
C.(将演示实验中的白纸呈现给学生,通过作图,测量得出)像点和物点关于平面镜呈面对称。
6.平面镜的应用。
(1)平面镜控制光路。
例1已知入射光线及平面镜的位置,控制反射光线。一束光线与水平成40°角射来,欲使光线沿水平方向传播,所放平面镜与水平面成____________角。答案:20°或70°。
解析:题目中只要求反射光线水平,一定要注意可能出现两种情况。一种是入射光线与反射光线之间的夹角是40°,一种是入射线与反射光线之间的夹角是140°。
例2证明:若入射光线的方向不变,将平面镜绕入射点转动θ角,则反射光线的方向转动2θ角。
证明:因为平面镜转动θ角,则法线转动θ角,当入射光线不变时,则入射角增加(或减少)θ角,由光的反射定律可知反射光线与法线的夹角也增加(或减少)θ角,则反射光线与入射光线之间的夹角增加(或减少)2θ角,即反射光线转动的角度为2θ角。
若上题改为若入射光线的方向不变,平面镜绕入射点以角速度ω匀速转动时,则反射光线转动的角速度ω′=2ω,。
(2)平面镜成像的观察。
例3一人站在湖边塔楼顶上观察空中的气球,已知楼顶离湖面高为H,人高不计。他看空中静止的气球时,仰角为30°。他看水中气球的虚像时,俯角是60°,问气球静止在湖面上方,离湖面多高?答案:2H.
解析:几何光学的突出特点是几何作图。此题作图的技巧是:先画一条水平线(在塔楼顶上)AB.A为塔楼顶端,过A点做AS直线且∠SAB=30°。过A点作垂直于AS的直线(用虚线)AS′,且SS′直线(用虚线)要垂直于AB。SS′直线交AB于C点。找到SS′直线的中点O,过O点作SS′的垂线MN,MN交AS′于D点,用实线连接AD,DS,且标明AS、AD、DC的光线箭头。如图所示,注意箭头方向不要画反,A点为观察者。过A点作MN的垂线交MN于正点。AE即为塔楼高,S′为气球S的像。SO即为所求h。
由图可知:
代入数据得
。
解得:h=2H
例4图2中AB表示一直立的平面镜,是水平放置的米尺(有刻度的一面朝着平面镜),MN是屏,三者相互平行,屏MN上的ab表示一条竖直的缝(即a、b之间是透光的)。某人眼睛紧贴米尺上的小孔S(其位置见图),可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位,并依次写出作图的步骤。
解析:
图3作图步骤:
①作S点对AB的对称点S′,S′就是S的像点。
②连接S、a并延长,与AB交于C点。
③连接S′、C并延长,与交于一点,此点就是可看到部位的左端。
④连接S′、b并延长,与交于一点,此点就是可看到部位的右端。
上述顺序也可以是②①③④或①④②③。
图4作图步骤:
①分别作、Ma、bN对于AB的对称线、M′a′、b′N′,则就是对于平面镜AB的像,M′N′是MN对于平面镜AB的像。
②连接S、a并延长,与交于一点,并作该点对于AB的对称点,此对称点在上,是可看到部位的左端。
③连接S、b′并延长,与交于一点,作该点对于AB的对称点,此对称点也在上,是可看到部位的右端。
上述顺序也可以是①③②。
(3)平面镜与运动学的综合应用。
例题略。
(三)课堂小结
1.平面镜是一个非常重要的光学元件,在生活中应用也很广,这部分光学知识为将来的学习打下了基础。
2.几何光学的学习要突出几何作图,同学们应严格按照规范化的作图格式进行训练,紧紧抓住平面镜成像特点进行思考问题。
五、教学说明
1.将演示实验改为分组实验,效果会更好。但要掌握好教学时间。