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第2節(jié)　 光的反射 知識與技能 1．了解光在一些物體表面可以發(fā)生反射。 2．認(rèn)識光反射的規(guī)律，了解法線、入射角、反射角的含義。 3．理解反射現(xiàn)象中光路的可逆性。 4．了解什么是鏡面反射，什么是漫反射。 過程與方法 1．通過實(shí)驗(yàn)，觀察光的反射現(xiàn)象。 2．體驗(yàn)和感悟我們是如何看見不發(fā)光的物體。 3．經(jīng)歷探究“光反射時(shí)的規(guī)律”，用實(shí)驗(yàn)的方法獲得反射光線、入射光線和法線位置的關(guān)系，測量反射光線與法線、入射光線與法線的夾角，總結(jié)探究的結(jié)論，獲得比較全面的探究活動的體驗(yàn)。 4．通過觀察，理解鏡面反射和漫反射的主要差異。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1．在探究“光反射時(shí)的規(guī)律”過程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。 2．密切聯(lián)系實(shí)際，提高科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活和社會的意識。 3．鼓勵(lì)學(xué)生積極參與探究活動。 重點(diǎn) 掌握光的反射現(xiàn)象；理解反射現(xiàn)象中光路的可逆性；了解鏡面反射、漫反射。 難點(diǎn) 用光的反射規(guī)律解釋一些簡單現(xiàn)象。 激光筆、毛玻璃片、平面鏡、白紙、量角器、硬紙板、筆、多媒體課件。 一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新知 我們都知道光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，你能舉例說明嗎？小孔成像、影子的形成、日食和月食的形成都說明光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。光在真空中的傳播速度是3108 m/s，我們?yōu)槭裁茨芸匆娙展鉄?、燭焰？日光燈，燭焰是光源，我們能看見光源是因?yàn)楣庠窗l(fā)出光射入我們的眼睛。 在漆黑的夜晚，我們看不到屋子里的桌子、電視，怎樣才能看到呢？打開燈就能看到屋子里的東西。為什么打開燈就能看見屋子里的東西呢？所有的物體表面都反射光，我們能看到不發(fā)光的物體，就是因?yàn)樗鼈兎瓷涞墓馍淙肓宋覀兊难劬?。本?jié)我們學(xué)習(xí)有關(guān)光的反射的知識。 二、自主合作，感受新知 回顧以前學(xué)的知識，閱讀課文并結(jié)合生活實(shí)際，完成《探究在線高效課堂》相關(guān)作業(yè)部分。 三、師生互動，理解新知 (一)光的反射定律 1．認(rèn)識光的反射現(xiàn)象 演示實(shí)驗(yàn)：教師實(shí)驗(yàn)鏡面反射平行光，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)，試著自己總結(jié)光的反射定義，接著教師完善定義。 問題：大家能不能試著找找我們身邊的光的反射例子呢？ 結(jié)論：光射到物體表面上時(shí)，有一部分光會被物體表面反射回來，這種現(xiàn)象叫做光的反射。 2．光的反射定律 向同學(xué)們展示實(shí)驗(yàn)器材：平面鏡、白色硬紙板、白紙、激光筆。 先介紹與光的反射有關(guān)的幾個(gè)術(shù)語： 法線：過入射點(diǎn)并垂直于鏡面的直線。 入射角(i)：入射光線與法線的夾角。 反射角(r)：反射光線與法線的夾角。 猜測：入射光線與反射光線及其法線有什么樣的關(guān)系？入射角與反射角有什么樣的關(guān)系？ 探究活動：光反射時(shí)的規(guī)律。 提出問題：光在反射時(shí)遵循什么規(guī)律？也就是說，反射光線沿什么方向射出？ 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 我們用演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究光的反射，其中選擇對光反射能力強(qiáng)的平面鏡做反射面，用白色硬紙板和白紙顯示光束傳播的路徑。 (1)按圖甲所示，先使E、F成為同一平面，使入射光線沿紙板射向鏡面上的O點(diǎn)，讓學(xué)生觀察從鏡面反射的光線的方向。 (2)改變?nèi)肷涔饩€的方向，讓學(xué)生觀察反射光線的方向怎樣改變，在紙板上用不同顏色的筆描出入射光線和反射光線的徑跡。 (3)按圖乙那樣，把紙片F(xiàn)向前折或向后折，讓學(xué)生觀察能看到反射光線嗎？ (4) 取下紙板，用量角器量出反射角(r)和入射角(i)的大小，并記錄大小進(jìn)行比較。 次數(shù) ∠i ∠r 1 2 3 　　分析和論證： (1)從上述步驟1、2中可看出E和F在一個(gè)平面內(nèi)時(shí)有反射光線，且反射光線隨著入射光線的改變而改變。 (2)按步驟3把紙片F(xiàn)向前折或向后折，學(xué)生將觀察不到反射光線。 (3)從步驟4中可看出：①若入射光線向法線靠攏，即入射角減小時(shí)，反射光線也會靠攏法線，即反射角也會減?。虎诋?dāng)入射光線與法線重合時(shí)，即入射角為零，反射光線與法線也重合，即反射角也為零；③當(dāng)入射光線逐步偏離法線位置時(shí)，即入射角增大時(shí)，反射光線逐步偏離法線，即反射角也會增大。反射角始終等于入射角。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出光的反射定律：光反射時(shí)，反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)，反射光線、入射光線分居在法線兩側(cè)，反射角等于入射角。 簡便記憶方法：三線共面、法線居中、兩角相等。 注意：在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納時(shí)，要注意它們的因果關(guān)系。(反射角等于入射角，不能說入射角等于反射角，因?yàn)橄扔腥肷?，后有反射；入射在前，反射在后；入射是因，反射是果? 典例解讀 【例1】如圖所示是“探究光的反射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置，一可沿ON折疊的白色硬紙板垂直放置在平面鏡上，使光線AO緊貼硬紙板射向鏡面O點(diǎn)，為了研究反射角與入射角之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作是(　　) A．繞ON前后轉(zhuǎn)動板E B．繞ON前后轉(zhuǎn)動板F C．改變光線AO與ON之間的夾角 D．改變光線OB與ON之間的夾角 【解析】 此題主要探究光的反射規(guī)律，要解決此題，需要掌握反射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi)，入射角與反射角的定義。先讓一束光貼著紙板沿某一個(gè)角度射到O點(diǎn)，量出入射角和反射角的度數(shù)，然后改變光束的入射方向，使入射角減小或增大。 【答案】 C (二)光路的可逆性 演示：如圖所示，A點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)O點(diǎn)反射后到達(dá)B點(diǎn)，在B點(diǎn)再放一光源，使其發(fā)出的光射向鏡面某點(diǎn)如C點(diǎn)，調(diào)整光線BC的方向，使其與BO重合，發(fā)現(xiàn)其反射光線與OA重合，從而說明光反射時(shí)光路是可逆的。 典例解讀 【例2】關(guān)于光路可逆性原理，下列說法正確的是(　　) A．只有在光的直線傳播過程中遵守 B．只有在鏡面反射中遵守 C．漫反射不遵守 D．光的直線傳播、鏡面反射、漫反射都遵循光路可逆性原理 【解析】 當(dāng)光線逆著原來的反射光線的方向射到介質(zhì)界面時(shí)，必會逆著原來的入射方向反射出去，這種性質(zhì)叫光路可逆性或光路可逆原理，光路可逆性在任何情況都能發(fā)生，即光的直線傳播、鏡面反射、漫反射都遵循光路可逆性原理。 【答案】 D (三)鏡面反射和漫反射 光射到任何物體的表面都能發(fā)生反射。不同的表面對光的反射是不一樣的。 演示實(shí)驗(yàn)：讓氦氖激光的平行光射入平面鏡。 現(xiàn)象：看到經(jīng)平面鏡反射后的光線仍是平行的，而且在反射光線的方向上的光是很強(qiáng)的，其他方向無反射光。 這種光滑鏡面的反射叫鏡面反射，如圖甲所示。 演示實(shí)驗(yàn)：讓氖氦激光的平行光射入毛玻璃片上。 現(xiàn)象：入射光線是平行的，但經(jīng)毛玻璃反射后的光線不是平行的，而是射向各個(gè)方向。 我們把這種反射叫漫反射，如圖乙所示。漫反射能使我們從各個(gè)方向看到物體。 說明： (1)物體表面光滑時(shí)發(fā)生鏡面反射；物體表面粗糙時(shí)，發(fā)生漫反射。 (2)漫反射和鏡面反射都遵守光的反射定律。 講完漫反射和鏡面反射后，為了加深理解，可以提出以下問題，引導(dǎo)學(xué)生討論： 想想議議：黑板“反光”時(shí)為什么粉筆字反而變得看不清楚了？為了保護(hù)同學(xué)的眼睛，請你根據(jù)所學(xué)的知識提出改變這種狀況的建議。 說明：(1)這是因?yàn)楣馍涞胶诎搴头酃P字上都要發(fā)生光的反射。黑板上“反光”部分發(fā)生鏡面反射，粉筆字上發(fā)生漫反射，這兩部分反射光同時(shí)射入眼睛時(shí)，由于“反光”部分耀眼的反射光比漫反射的光強(qiáng)，對眼睛的刺激強(qiáng)烈，所以黑板“反光”時(shí)粉筆字反而變得看不清楚。 (2)為了保護(hù)同學(xué)的眼睛，改變這種現(xiàn)狀的建議是：改變同學(xué)的座位位置，或改變黑板的角度，用不反光材料。 典例解讀 【例3】晚上，在桌上鋪一張白紙，把一小塊平面鏡平放在紙上，讓手電筒的光正對著平面鏡照射，從側(cè)面看去，白紙被照亮，而平面鏡卻比較暗。想想看，并解釋為什么。 【解析】因?yàn)殓R面很光滑，垂直入射到鏡面的光被垂直反射回去，射到其他方向的光極少，從側(cè)面看去，基本沒有光線射入眼中，所以平面鏡看起來比較暗。而白紙表面粗糙，入射到白紙上的光發(fā)生漫反射后，反射光線射到各個(gè)方向，所以從側(cè)面看到白紙比較亮。 【答案】見解析。 四、嘗試練習(xí)，掌握新知 《探究在線高效課堂》相關(guān)作業(yè)部分。 五、課堂小結(jié)，梳理新知 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了解了光在一些物體表面可以發(fā)生反射；認(rèn)識光反射的規(guī)律，了解法線、入射角、反射角的含義；理解反射現(xiàn)象中光路的可逆性；了解什么是鏡面反射，什么是漫反射；能用光的反射規(guī)律解釋一些簡單現(xiàn)象。 六、深化練習(xí)，鞏固新知 《探究在線高效課堂》相關(guān)作業(yè)部分。