第二章光現(xiàn)象

第二節(jié)光的反射

【教學器材】

演示實驗器材：激光演示儀，蚊香，帶蓋的玻璃盒。

學生實驗器材：平面鏡，紙板盒，蒙黑紙的手電筒，直尺，量角器，筆。

【教學目標】：

1.知識和技能。

(1)了解光在一些物體表面可以發(fā)生反射。

(2)認識光的反射規(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。

2.過程和方法。

(1)通過實驗，觀察光的反射現(xiàn)象。

(2)體驗和感悟我們是如何看見不發(fā)光的物體的。

(3)經(jīng)歷探究"光反射時的規(guī)律"，用實驗的方法獲得反射光線、入射光線與法線的位置，測出反射角與入射角，總結(jié)探究的結(jié)論，獲得比較全面的探究活動的體驗。

(4)通過觀察，理解鏡面反射和漫反射的主要差異。

3.情感、態(tài)度與價值觀。

(1)在探究"光反射時的規(guī)律"過程中培養(yǎng)學生的科學態(tài)度。

(2)密切聯(lián)系實際，提高科學技術(shù)應用于日常生活和社會的意識。

(3)鼓勵學生積極參與探究活動。

教學過程

一、引入課題

太陽、電燈、蠟燭等物體發(fā)出的光會射到我們的眼睛里，我們就能看見這些物體了，許多不會發(fā)光的物體為什么也能被我們看見呢?

由于自然常識課的學習和學生自身的經(jīng)驗，學生很快答出：因為光的反射。

(板書)二、光的反射

(副板)光→人眼(光的接收器)

直接發(fā)光的物體→光源

間接發(fā)光的物體→本身不發(fā)光的物體

備注：光在任何物體的表面都會發(fā)生反射。按照課本的排列是先實驗后講概念，根據(jù)學生的思維能力，這是不妥的。

二、新課教學

1.光的反射現(xiàn)象。光射到物體表面時傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象。

2.幾個基本概念(一點二角三線)。a.入射光線AOb.入射點O：入射光線與反射面的交點。c.反射光線OB。d.法線：過O點作反射面的垂線ON。e.入射角∠i：入射光線與法線的夾角。f.反射角∠r：入射光線與法線的夾角。提問：引入入射角∠i及反射角∠r的意義是什么呢?

學生討論：甲認為，數(shù)學題常用"東偏南20°"來表示方向，所以入射角∠i及反射角∠r是表示光線傳播方向的;乙認為，甲的觀點是正確的，因為地理上也是用角度來表示方向的。

3.探究光反射時的規(guī)律。

提出問題：

光在反射時遵循什么規(guī)律?也就是說，反射光線沿什么方向射出?(即反射角與入射角之間有什么關(guān)系呢?)

設計實驗和進行實驗：

(1)如圖所示，把一個平面鏡放在桌上，再把一張紙板豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于鏡面。

(2)一束光貼著紙板沿某一角度射到O點，經(jīng)平面鏡的反射，沿另一個方向射出，在紙板上用筆描出入射光線和反射光線的徑跡。

(3)改變光束的入射方向，重做一次。

(4)取下紙板，用量角器測量ON兩側(cè)的角i和r。

4.討論。

(1)怎樣使紙板能穩(wěn)定地豎直在平面鏡上?

學生在討論中提出多種方案，如在紙板后做一個支架，用紙盒的一個側(cè)面，用泡沫包裝盒，等等。

(2)怎樣得到"一束光"?

有人首先提出用太陽光，但馬上有人反對，認為太陽光不是"一束光"，又有學生想到前一節(jié)剛做的小孔照相機，其外筒可以利用，透過外筒上的小孔，能得到"一束光"。可是，如果陰天怎么辦?用手電筒。集中大家的討論結(jié)果，認為用一張開有小孔的黑紙蒙著手電筒，就能得到"一束光"了。還有學生提出用激光筆，當然效果更好。

(3)怎樣畫出光的徑跡?

問題提出后，立即有學生想到，把光對著O點入射，分別沿著入射光和反射光線點點，用直尺連接OA與OB即是入射光線和反射光線了。

(4)根據(jù)討論寫實驗報告。

[實驗目的]光反射時的規(guī)律。

[實驗器材]平面鏡，紙板盒，蒙黑紙的手電筒，直尺，量角器，筆。

[實驗步驟]①在紙板上作一條與底邊垂直的虛線ON，放在平面鏡上。

②將一束光射向O點，記錄入射光和反射光的徑跡。

③用量角器測量ON兩側(cè)的角i和r。

備注：學生沒有關(guān)于物理實驗的經(jīng)驗，如果只看課本中的內(nèi)容，是很難完成實驗的，所以必須引導學生對實驗器材、實驗步驟進行討論，以培養(yǎng)學生設計實驗、進行實驗的能力。

5.分析和論證。提問：關(guān)于光的反射，你發(fā)現(xiàn)了什么?生答：反射角r與入射角i很接近;反射光線與入射光線在法線的兩側(cè);反射角r與入射角i應該相等;從實驗記錄中找不出什么規(guī)律。為何會找不出規(guī)律呢?請觀察演示實驗。

演示實驗一：在玻璃盒中點燃蚊香，使里面充滿煙霧，比較手電筒的光線與激光光線射入其中的效果。

演示實驗二：用激光演示儀演示光的反射。

在演示實驗的啟發(fā)下，找出實驗失敗的原因：

①光的路徑記錄不夠細心;

②角度的測量不準確;③光束不夠細。如何改進呢?①改用激光筆作光源;②在紙板上先細心地畫好角度。通過改進再進行實驗，得出：光反射時，反射角r等于入射角i;反射光線與入射光線在法線的兩側(cè);反射光線、入射光線及法線在同一平面上。

6.光路的可逆性。

小實驗：用一塊板擋在兩個學生之間，使彼此小能看到對方，怎樣才能彼此看見呢?由于學生有此經(jīng)驗，用一塊鏡子就能解決，作圖說明光路的可逆性，學生很容易接受。

7.鏡面反射與漫反射。

小實驗：用手電或太陽光照在鏡面上反射，照到學生的臉上，他們會感到刺眼;而照在白紙上時，光線則比較柔和。什么原因?

①光照到鏡面上發(fā)生了反射，而照在白紙上時，沒有發(fā)生反射。(馬上遭到了以學習小組為單位，準備實驗器材，在討論分析的基礎(chǔ)上進行實驗，體驗實驗的過程。此實驗上節(jié)課做過但是觀察的角度不同，可獲得不同的啟發(fā)。光線是為了研究光的傳播路經(jīng)而作的直線，其實它并不存在，這是物理研究中常用的一種方法。其他同學的反對)

②光照在白紙上時，發(fā)生了漫反射。

提問：漫反射遵守光的反射規(guī)律嗎?

生答：遵守。

三、板書設計

1.光的反射現(xiàn)象。

光射到物體表面?zhèn)鞑シ较虬l(fā)生改變的現(xiàn)象。

2.幾個基本概念(一點二角三線)。

①光線OA。

②入射點O：入射光線與反射面的交點。

③光線OB。

④法線：過O點作反射面的垂線ON。

⑤入射角∠i：入射光線與法線的夾角。

③反射用∠r：入射光線與法線的夾角。

3.光的反射規(guī)律。

光反射時，反射角r等于入射角i;反射光線與入射光線在法線的兩則;反射光線、入射光線及法線在同一平面上。

4.光路的可逆性。

5.鏡面反射與漫反射。

四、練習及作業(yè)

1.已知鏡面及入射光線，要求畫出反射光線。

2.已知鏡面及反射光線，要求畫出入射光線。

3.已知反射光線及入射光線，要求畫出鏡面。

4.完成課本第41頁"動手動腦學物理"中各題。

五、課堂教學小結(jié)與延展

小結(jié)：如果只按照課本的要求去進行教學，是無法完成教學任務的，因為我們的學生缺乏動手實踐的意識，更缺乏動手實踐的能力。如前一節(jié)課，請學生課后完成一只小孔照相機的制作，許多人無法做好一只圓筒。所以，在學科學習的初始階段，應以養(yǎng)成良好的本學科的學習習慣為主，使學生在逐步體驗成功的喜悅中培養(yǎng)興趣，學會觀察，學會提問，學生設計簡單的實驗去驗證自己的猜想，學會吸取別人的成功改善自己，學會合作交流，等等。這些能力的養(yǎng)成，比學會一些知識、技能更重要，所以引導學生分析問題，分析實驗，開始可能緩慢些，但必須夯實這一過程，為以后的教學打好基礎(chǔ)。尤其是思維基礎(chǔ)較差的班級，更需要教師的耐心，因為這里是他們學習的轉(zhuǎn)折點，低的起點，小的臺階，更易獲得成功的體驗，在樂學中培養(yǎng)學好物理的信心。

延展：在本節(jié)的教學過程中，"光線"一詞常出現(xiàn)，會有學生提出：光線是一條線嗎?對于這點，可以因勢利導地向?qū)W生介紹，在物理探究過程中，有許多研究方法，在我們今后的學習中會不斷遇到。"光線"并不真正存在，是人們?yōu)榱搜芯抗獾膫鞑ヂ窂蕉龅膸Ъ^的直線。這樣講清有助于學生物理思維的培養(yǎng)，在生活中學習物理，同樣學生也會有意識地把物理知識運用于生活實際。