第四章 光現象第2節 光的反射設計說明本節是在上一節的基礎上繼續研究光的傳播特點，研究的是光在傳播的過程中遇到分界面時一般不再沿直線傳播，而會發生反射。而反射時遵循的反射定律在實際中應用廣泛，也是學習下一節平面鏡成像的基礎。光的反射規律的實驗探究，除了要觀察現象之外，還要探究兩角之間的具體大小關系，對學生的要求較高。建議在做好教材中讓學生作光路圖和探究光反射時的規律的同時，發動學生利用身邊的小物品自己動手設計小實驗，以激發學生的學習興趣。鏡面反射和漫反射可先實際感受鏡面反射和漫反射的特點，再讓學生利用光的反射定律作光路圖，總結兩種反射的不同特點。光路可逆的知識點可以讓學生在完成光的反射規律的探究之后，自行驗證。教師在教學中應注意介紹光的反射定律在生活中的應用，讓學生在生活中獲得知識。例如，電視遙控器不一定對著電視接收口才能調臺；利用光的反射將光引入室內照明（可配合圖片或視頻）等。教學目標1.通過多媒體展示、生活實例、小實驗等認識光的反射現象。2.通過實驗探究認識光的反射規律，了解法線、入射角、反射角的含義。3.通過實驗、學生小游戲了解光路的可逆性。4.通過身邊的事例和實驗現象，能區別鏡面反射和漫反射。教學重點難點1.重點：正確確定入射角、反射角，理解光的反射規律。2.難點：設計與組織關于“光反射時的規律”這一問題的探究活動。教具1.學生用：激光筆一支、平面鏡一塊、可折疊的硬紙板一塊、量角器、鉛筆。2.教師用：激光筆一支、平面鏡一塊、多媒體。教學過程回顧思考1.光在________介質中是沿直線傳播的。能說明光沿直線傳播的現象有________、________、________等。2.為了形象地表示光的傳播情況，通常用一條________的直線表示光傳播的徑跡和方向，這樣的直線叫光線。3.光在不同介質中的傳播速度是________的，在________中的傳播速度最大，約為________m/s。導入新課1.多媒體導入通過展示生活中常見的畫面，引導學生思考并提出問題，引入新課。畫面1：閃閃發光的鉆戒。畫面2：波光粼粼的水面。畫面3：耀眼的玻璃幕墻。教師：光芒四射的鉆戒，會發光嗎？把它放入黑暗的屋子，還能看到它嗎？耀眼的水面和“發光的玻璃幕墻”是它們里面有個“小太陽”嗎？引導學生從會不會發光、里面有沒有“小太陽”方面進行回答。教師：不會發光，我們為什么會感覺到它們是如此耀眼？引導學生從“它們如此耀眼”的原因方面回答。教師：關于光的反射，有沒有一定的規律？生活中又有哪些重要的應用？這是我們今天要探討的問題。2.小游戲導入做游戲：找一名同學到講臺前利用講桌上的儀器將老師藏在講桌后面的禮物展示給大家看。學生：選出平面鏡并利用平面鏡能成像的特點，使同學們看到了禮物。教師問：你為什么選擇平面鏡？（平面鏡能反射光）教師給予表揚，并把禮物送給他。3.實驗導入把玩具激光筆打開，讓光照射到平面鏡上。教師：觀察剛才的演示實驗，同學們觀察到了什么現象？學生：光被平面鏡反射到了天花板上，它改變了光的傳播方向，天花板上出現了一紅色小光斑。教師：關于光的反射，有沒有規律呢？在生活中有哪些應用呢？這就是我們本節要探討的問題。由此導入新課并板書課題。進行新課探究點一反射現象提出問題：同學們，現在你們能夠看到教室里發光的日光燈和身邊的同學嗎？如果能看到，是什么原因？學生：能看到，因為有光從物體射入我們的眼睛。教師：由日光燈和身邊的同學射入我們眼睛的光的來源有什么不同呢？交流思考：日光燈的光是自己發出的，身邊同學本身不發光，是反射的日光燈或太陽的光。概括歸納得出能看見不發光的物體是因為光在它們的表面發生了反射。閱讀教材第73頁第一段可知：光遇到許多物體的表面都會發生反射。我們能夠看到這些不發光的物體是因為它們反射的光進入我們的眼睛。列舉生活中光反射例子。探究點二探究光的反射規律1.幾個基本概念學生實驗：請利用桌子上的器材（一張白紙、一小塊平面鏡、激光小手電、鉛筆）將光傳播的路徑顯示出來。大屏幕展示：反射光線、入射光線、反射角、入射角、法線的畫面，介紹相關概念。如圖所示：入射光線AO：射向反射面的光線。反射光線OB：從反射面射出的光線。法線ON：過入射點垂直于反射面的直線。入射角i：入射光線與法線間的夾角。反射角r：反射光線與法線間的夾角。以上幾個概念，可以在學生畫下光的反射路徑的基礎之上，通過讓學生給幾條線和角起名的方法進行教學，學生說的不夠全面準確的情況下教師再進行補充說明。特別注意指出的是反射角和入射角的概念是光線與法線的夾角，而不是光線與鏡面的夾角。2.探究光的反射規律（1）提出問題演示實驗：用噴壺噴出水霧，將激光筆發出的光束射到平面鏡上，讓學生觀察入射光束、反射光束、鏡面三者的位置關系，可多改變幾次入射光束方向，讓學生觀察。教師：根據觀察到的現象你認為，光向外反射時遵循什么規律？或者說光沿什么方向射出？（2）猜想與假設教師：根據觀察到的現象，你認為光的反射有什么規律？（留給學生思考和表達的時間）教師整理學生的猜想并分類板書，大致應有以下幾種：反射角和入射角的大小關系。反射光線和入射光線的位置關系。反射光線和入射光線、法線的方位關系。教師：有什么辦法可以得出正確的結論呢？（3）制訂計劃與設計實驗留有足夠的時間讓學生思考、討論、歸納之后說出自己的辦法。（學生說的不恰當由教師補充）探究一：反射角和入射角的關系。方案：改變入射角的大小，記下對應的反射角的大小，比較每一組入射角和反射角的大小。探究二：三線的位置關系方案：每次改變入射光線的位置，觀察反射光線的位置變化并看反射光線、法線、入射光線的位置關系。探究三：三線是否共面方案：利用可以前后偏折的紙板，先讓紙板在同一個平面內，再將入射光線射到反射面上，觀察紙板上是否有反射光線；然后將紙板上有反射光線的一側向后或者是向前偏折，觀察紙板上是否有反射光線。（4）進行實驗并收集證據（先開放性分組實驗，并將實驗結果填入探究報告的表格中，然后小組間交流實驗結果）要多做幾次實驗，才有說服力。（5）進行分析與論證引導學生用自己的語言說出實驗結論（小組之間相互補充）。歸納總結：光的反射定律：在反射現象中，反射光線、入射光線和法線都在同一平面內；反射光線、入射光線分別位于法線兩側；反射角等于入射角。可以用自己的語言形象地概括為“三線共面、兩角相等、法線居中”，來描述這“三線”“兩角”之間的關系。點撥：在敘述反射定律時，向學生指出：反射角等于入射角，而不是入射角等于反射角，入射角是“因”，反射角是“果”，反射角隨入射角的變化而變化，要明確其中的因果關系。（6）交流與評估：反思實驗過程，你有沒有新的發現？（若是學生不能發現光路可逆，則進行下面的實驗）教師：將入射光線沿反射光線的反方向射入，觀察反射光線的位置。你有什么發現？同桌間通過平面鏡看對方的眼睛。總結出光路是可逆的。（用大屏幕展示出來）例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）甲 乙例1（2019廣東中考）如圖所示，在“探究光的反射規律”實驗中，小明將硬紙板豎直地立在平面鏡上，硬紙板上的直線ON垂直于鏡面，右側紙板可繞ON向后轉動，如圖甲所示，入射角等于________（選填“30”或“60”）；若增大入射角，則反射角________。若將右側紙板向后轉動，如圖乙所示，在右側紙板上________（選填“能”或“不能”）觀察到反射光。解析：由入射角的定義知，入射角是指入射光線與法線之間的夾角，所以由題圖甲知，入射角等于30；又由光的反射定律知，反射角等于入射角，且反射角隨入射角增大而增大，所以若增大入射角，則反射角也隨之增大；根據光的反射定律，反射光線、入射光線和法線共面，所以若將右側紙板向后轉動，則由于右側紙板不再與左側紙板共面，所以在右側紙板上不能觀察到反射光。答案：30增大不能探究點三鏡面反射和漫反射1.學生體驗兩種反射（1）讓手電筒發出的光斜射到平面鏡上觀察反射光的方向和特點。（2）讓這束光斜射到毛玻璃上觀察反射光的方向和特點。學生敘述自己的感受：平面鏡反射后的光束集中，在一定的方向上，射入眼睛明亮刺眼；毛玻璃反射的光沒有明顯的方向，感覺不到明亮刺眼。2.用光的反射定律解釋兩種反射利用大屏幕展示作出圖1和圖2的反射光路圖。（為鏡面反射和漫反射的教學埋下伏筆）圖1 圖2學生畫圖之后教師展示。（針對作圖情況做出適當的評價）教師：如果我們將前三個鏡面、后三個鏡面分別連接成一個鏡面，請觀察它們各有什么特點？（停頓給學生留有思考和回答的時間）3.分析歸納引導學生分析自己感受到的兩種反射的不同特點和畫出的兩個光路圖，將圖1中的三個鏡面連接起來就是一光滑的平面鏡，平行光線會被平行射出，如圖所示；將圖2中的三個鏡面連接起來，是表面不再光滑平整的反射面，光線不向同一方向反射，進一步拓展，光線向四面八方射出，如圖所示。由此得出鏡面反射和漫反射的概念。鏡面反射：一束光平行照射到鏡面上后，會被平行地反射。漫反射：凹凸不平的表面會把平行的入射光向著四面八方反射。兩種反射都遵循光的反射定律。4.列舉生活中常見的現象有哪些？鏡面反射：水面倒影、鏡中花等。漫反射：看到粉筆字、銀幕上的電影等。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例2一天下午，小明向遠處的一座大樓望去，他看到一個現象：有的窗戶明亮刺眼，而有的卻是黑洞洞的。他問媽媽這是怎么回事，媽媽告訴他，那座大樓有的窗戶是開著的，有的是關著的，小明很快就明白了其中的道理。請你解釋出現上述現象的原因。解析：根據鏡面反射的特點，平行光射入后會被平行地反射出去，太陽光照在關著的窗戶上，在玻璃的表面發生鏡面反射，小明恰好處于反射光線的方向上，有很強的光進入眼睛，因此看起來明亮刺眼；如果窗戶開著，太陽光就射到屋內，沒有發生鏡面發射，很少有光反射出來進入小明的眼睛，因此看起來黑洞洞的。答案：見解析點撥：牢固掌握鏡面反射和漫反射的特點，鏡面反射的關鍵是反射光束集中，射入人眼時人感到明亮耀眼；漫反射則是反射光線向四面八方反射，在任何角度都能看到。課堂小結當堂達標（見導學案“當堂達標”）參考答案1.B2.B3.A 4.C5.B6.（1）顯示光的傳播路徑（2）量角器7.鏡面光滑8.豎直45不能布置作業教材第76頁“動手動腦學物理”第1至5題。板書設計一、光的反射現象光射到物體表面傳播方向發生改變的現象。二、光的反射定律1.幾個基本概念（一點、二角、三線）如圖所示，（1）入射光線AO；（2）入射點O；（3）反射光線OB；（4）法線ON；（5）入射角i；（6）反射角r。2.內容：在反射現象中，反射光線、入射光線和法線都在同一平面內；反射光線、入射光線分別位于法線兩側；反射角等于入射角。三、光路的可逆性反射現象中光路可逆。四、鏡面反射與漫反射鏡面反射：反射面光滑平坦，平行入射的光線平行射出。漫反射：反射面凹凸不平，平行入射的光線向各個方向射出。教學反思_____ _ _______