一、教学目标
(一)知识与技能
1.了解光在一些物体表面可以发生反射。认识光反射的规律,了解法线、入射角和反射角的含义。
2.理解反射现象中光路的可逆性,了解什么是镜面反射,什么是漫反射。
(二)过程与方法
1.通过实验,观察光的反射现象,体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的。
2.通过探究“光反射时的规律”,用实验的方法获得反射光线、入射光线和法线位置的关系,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,获得比较全面的探究活动体验,培养学生观察能力、信息收集和处理能力以及分析概括能力。
(三)情感态度和价值观
在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学素养,鼓励学生积极参与探究活动,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,并养成实事求是的科学态度。
二、教学重难点
初中光学内容主要有光的直线传播、光的反射、折射现象,光的反射是日常生活中常见的现象,并有广泛的应用。本节是在学习了光的直线传播的基础上进行的,是学习平面镜成像的前提条件,因此,本节课内容在光学中处于基础地位。对于光的反射,学生已有一定的生活经验,本节内容的难点是从实验现象中总结出反射规律,以及应用光的反射规律来解释、解决一些实际问题,作光路图的能力要求是比较高的。光的反射规律是光学中的重要规律,是理解平面镜、球面镜作用的基础,也是本章的重点知识。
教学重点:用科学探究的方法得出光的反射规律。
教学难点:用光的反射解释一些简单现象。
三、教学策略
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──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。本节的主要物理知识蕴含于探究活动之中,学生探究能力的提高、研究方法的习得也与探究过程密不可分。因此,本节取得良好教学效果的关键是指导、帮助学生观察到清晰的实验现象,高质量地完成有关探究活动。
四、教学资源准备
多媒体课件、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。
五、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课(5分钟)
实验引入:老师用激光笔或者手电筒射出的光在墙上打出一个亮点,利用空气清新剂喷出的气雾清晰地显示激光或者手电筒传播的路径,用来验证光的直线传播的规律。
在墙上挂一块平面镜。激光笔射出的光或手电筒的光斜射到平面镜上,在气雾背景显示下,会看到一去一回两条光路。让学生描述观察到的现象。
同时指出:我们能看见太阳、电灯,是由于它们能发光,光线进入了我们的眼睛。我们能看见人、教室、书本这些本身不发光的物体是因为他(它)们能反射太阳、电灯等光源发出的光,这些被反射的光进入了我们的眼睛。本节我们就研究光的反射及其规律。
学生观察、聆听。
从学生熟悉的实例入手,引出物理问题,体现从生活到物理的课程理念。激起学习的兴趣。
新课教学(30分钟)
一、光的反射定律
用激光笔发出一束光线射在平面镜上,引导学生观察一点、两角、三线。教师在黑板上画出反射图,如图1,熟悉与光的反射有关的几个术语。
图1
入射点(O):入射光线与镜面上的接触点;
入射光线:射向平面镜的光线;
反射光线:射出平面镜的光线;
法线(ON):通过入射点且垂直于镜面的直线;(提示:法线是为了研究问题方便而引入的辅助线,本身并不存在,所以法线用虚线表示,一定要与光线的画法区分开。)
入射角(i):入射光线与法线的夹角;
反射角(r):反射光线与法线的夹角。
紧接着对光的反射规律进入探究阶段。
1.提出问题
光在反射时遵循什么规律?也就是说,反射光线沿什么方向射出?
2.设计实验和进行实验
学生分组实验研究光的反射,其中选择对光反射能力强的平面镜做反射面,用白色硬纸板和白纸显示光束传播的路径。
(1)按图2甲所示,先使E、F成为同一平面,使入射光线沿纸板射向镜面上的O点,观察从镜面反射的光线的方向;
图2甲
(2)改变入射光线的方向,观察反射光线的方向怎样改变;
(3)按图2乙那样,把纸片F向前折或向后折,F上还能看到反射光线吗?
图2乙
(4)探究反射角和入射角的关系可采取如图2丙所示的实验装置。
图2丙
①将一张白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上,在白纸中间画出直线ON作为法线;在ON的一侧,画几条角度不同的直线OA、OA1、OA2;
②让从手电筒前面纸缝中射出的光分别沿OA、OA1、OA2射向镜面,观察反射光线;
③分别在每条反射光线的位置上用大头针扎一个孔B、B1、B2,用刻度尺画出直线分别将OB、OB1、OB2连接起来;
④再用量角器量出反射角(r)和入射角(i)的大小,并记录角的大小进行比较。
实验次序
入射角i
反射角r
第一次
第二次
第三次
⑤使光线分别沿OB、OB1、OB2射向镜面,观察每条反射光线的方向。
3.分析和论证
(1)上述步骤1和2可看到E和F在一个平面内时有反射光线,且反射光线随着入射光线的改变而改变。
(2)按步骤3把纸片F向前折或向后折,学生将观察不到反射光线。
(3)从步骤4的①-④可看出反射角等于入射角。
(4)从步骤4的⑤可看出反射时光路是可逆的。
4.得出结论
师生共同分析总结出光的反射定律
①反射光线与入射光线、法线在同一平面内;
②反射光线和入射光线分居法线的两侧;
③反射角等于入射角。
说明:(1)光的反射定律可概括为十二个字:三线共面,法线居中,两角相等。
(2)反射定律的反射角等于入射角,不能说入射角等于反射角,因为先有入射,后有反射;入射在前,反射在后;入射是因,反射是果。
(3)在反射时,光路是可逆的。
5.交流与评估
(1)若入射光线向法线靠拢,即入射角减小时,反射光线会有什么变化,即反射角有什么变化?
(2)当入射光线与法线重合时,即入射角为零,反射光线会有什么变化,即反射角有什么变化?
(3)老师拿一块平面镜,通过平面镜看到了一位学生的眼睛,这位同学一定能通过平面镜看到老师的眼睛。老师这样判断有什么依据?同座位的两个学生可以通过平面镜验证一下。
学生观察并和老师一道画图,熟悉与光的反射有关的几个术语。
学生按照科学探究的过程探究光的反射规律。
反射光线也会靠拢法线,即反射角也会减小。
反射光线与法线也重合,即反射角也为零。
依据的是光路的可逆性。
为探究光的反射规律做好铺垫。
进一步熟悉科学探究的步骤和方法,掌握光的反射规律。
多选择几个入射角是为了避免偶然性,发现普遍规律。
进行这个实验可以让学生加深理解反射时光路的可逆性。让学生体会反射定律的应用。
二、镜面反射和漫反射
一张清晰的动画投影在盖住平面镜的白布上,正当学生欣赏时忽然拉开白布露出镜子,一下子动画不见了?为什么白布可以呈现出米老鼠而平面镜不可以呢?
请大家摸摸自己的衣服和镜面有什么不同?光线入射到光滑的表面和粗糙的表面到底有什么不同呢?光射到任何物体的表面都能发生反射,不同的表面对光的反射是不一样的。
让氦氖激光发出的平行光射入平面镜。看到经平面镜反射后的光线仍是平行的。而且在反射光线的方向上的光是很强的,其他方向无反射光。指出这种光滑镜面的反射叫镜面反射。
让氖氦激光发出的平行光射到毛玻璃上。看到入射光线是平行的,但经毛玻璃反射后的光线不是平行的,而是射向各个方向。
指出我们把这种反射叫漫反射。漫反射能使我们从各个方向看到物体。
说明:
(1)物体表面光滑时产生镜面反射;物体表面粗糙时,发生漫反射。
(2)漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。
引导学生讨论:黑板“反光”时为什么粉笔字反而变得看不清楚了?为了保护同学的眼睛,请你根据所学的知识提出改变这种状况的建议。
引导学生回答:(1)这是因为光射到黑板和粉笔字上都要发生光的反射。黑板上“反光”部分发生镜面反射,粉笔字上发生漫反射,这两部分反射光同时射入眼睛时,由于“反光”部分耀眼的反射光比漫反射的光强,对眼睛的刺激强烈,所以,黑板“反光”时粉笔字反而变得看不清楚。
(2)为了保护同学的眼睛,改变这种现状的建议是:改变同学的座位位置,或改变黑板的角度,用不反光材料。
学生观赏并思考。
学生讨论并回答。
创设情景,引入镜面反射和漫反射。
利用物理知识解释并解决实际生活中的问题,体现从物理到社会的教学理念。
课堂小结(5分钟)
通过这节课你学到了什么?学生回答或与同学们进行交流,老师恰当总结。
梳理本节课知识内容,把自己所学到的知识与老师同学交流,最后总结出本节课的知识点。
培养学生总结归纳的能力。同时也可以帮助学生记忆。
一、教学目标
(一)知识与技能
1.了解光的折射现象,知道光的折射规律。
2.知道光在发生折射时,光路的可逆性。
3.学会画折射光路图,学会用光的折射规律解释生活中的折射现象。
(二)过程与方法
1.体验由折射引起的错觉。通过实验观察、认识折射现象,培养学生初步观察的能力。
2.使学生进一步了解科学探究活动过程,培养学生初步的探究能力。
(三)情感态度和价值观
1.通过用光的折射定律解释自然现象,体会到物理学在生活中无处不在,奥妙无穷,进一步激发学生学习物理、探索自然的兴趣。逐步领略折射现象的美妙,获得对自然现象的热爱、亲近的感觉。
2.有与他人交流和合作的精神、敢于提出自己不同的见解,在实验中养成实事求是的科学态度。
二、教学重难点
初中光学内容主要有光的直线传播、光的反射、折射现象。光的折射是重要的光学现象,是理解透镜成像的基础,同时又是解释日常生活中许多光现象的基础。光的折射现象学生比较熟悉,也比较感兴趣,通过对现象的分析,培养学生密切联系实际,运用科学知识来解释一些自然现象的习惯和能力,更重要的是激发学生的学习兴趣,提高科学素质。本节教材让学生认识光的折射现象和初步规律,是为以后的学习活动进行充分准备。
教学重点:探究并了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律。
教学难点:利用光折射定律解释生活中的有关现象。
三、教学策略
与光的直线传播和光的反射相比,学生对光的折射的生活积累和感性认识要少得多,“叉鱼”“看彩虹”不要说是城镇学生,连乡村学生见过的也不多,“折射断筷”在小学看见老师做过,“海市蜃楼”少数学生从一些媒体上有所耳闻,因此在折射现象的呈现环节必须充分、直观,以引发学生的疑惑,激发探究的欲望。由于学生学习物理的时间不长,动手实验是一种很好的锻炼,在这一阶段需要学生主动探究。本节的主要物理知识蕴含于探究活动之中,学生探究能力的提高、研究方法的习得也与探究过程密不可分。因此,本节取得良好教学效果的关键是指导、帮助学生观察到清晰的实验现象,高质量地完成有关探究活动。
四、教学资源准备
多媒体课件、激光笔、玻璃砖、水槽、水、玻璃杯、碗、硬币、铅笔等。
五、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课(5分钟)
让学生做两个小实验:
[学生实验1]“水折断铅笔”
在玻璃杯中盛满水,把铅笔斜插到玻璃杯的底部,从侧面观察杯子,会发现铅笔好像折断了(如图1)。
图1
[学生实验2]“空碗现硬币”
事先在空的碗里放一枚5角硬币(如图2),使硬币刚好被碗的边缘挡住而看不到。保持眼睛和杯子的位置不变,另一名同学慢慢地向杯里倒水,随着水面的升高,观察者看到了硬币,还会发现硬币升高了。
图2
上述实验中,学生能看见水中“折断”的铅笔和“升高”的硬币,是由于光在水和空气的界面上发生了一种光现象,这就是本节要学习的光的折射,由此引入新课。
学生进行实验,描述观察到的现象。
以魔术的手法,让学生亲自体验神奇的现象,激发学习兴趣,引出物理问题,体现从生活到物理的课程理念。
新课教学(30分钟)
一、光的折射
老师:出现上述不可思议的现象,是因为光在水和空气中传播时发生了一种光现象。如果能观察到光的传播路径就好了,为此需要光源──激光笔。怎样把光在空气和水中的路径显示出来,你有什么办法?
老师进行演示实验:将激光笔固定在铁架台上,往水槽内加一定量的开水,把激光笔发出的光射向热开水上面的“白气”中,能观察到什么现象?
请同学们猜猜,如果光从空气射入水中,光是否还沿直线传播?老师接着演示:将激光笔发出的光从不同角度斜射入水中,让学生观察,光束在空气中和在水中的径迹。特别注意进入水中的光线向上还是向下偏折(如图3)。
图3
指出:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫光的折射。
让学生把刚才观察到的情况画出来。提醒大家注意:画的时候要画出空气和水的分界面,画出射向水面的光线,进入水中的光线,特别注意进入水中的光线向哪个方向偏折。
指出:为了描述光折射时的规律,需要引入法线,它是过入射点与分界面垂直的直线。结合学生刚才画的图,讲解光的折射现象的定义,了解入射光线、折射光线、法线、入射角、折射角等有关名词(如图4)。要特别指出,折射角是折射光线与法线的夹角。
图4
学生实验:用玻璃砖探究光的折射特点。
(1)器材:激光光源、玻璃砖、量角器、直尺。
(2)要求学生带着下列问题去观察:
①光的传播方向改变吗?(若不改变,光路应为什么方向)
②与入射光线相比,折射光线是偏离还是靠近法线?
③使入射角增大,则折射角如何变化?入射角减小呢?
④发散、深化提问:上面讲的是光从空气进入玻璃中,是斜射。若直射(垂直入射)呢?
由教师引导学生仿照光的反射定律,总结出光的折射定律。
(1)折射光线与入射光线、法线在同一平面内(三线共面);折射光线和入射光线分居法线的两侧(法线居中)。
(2)光从空气斜射入玻璃或其他介质时,折射光线靠近法线折射,折射角小于入射角。
(3)当入射角增大时,折射角也增大,当入射角减小时,折射角也减小(折射角随入射角同方向变化)。当光从空气垂直射入水中或其他介质时,传播方向不变(入射角、反射角、折射角均为0)。
我们已经知道,光在发生反射时,光路是可逆的。那么发生折射时,光路是否可逆呢?
在刚才的玻璃砖实验中先让光由空气射入玻璃中,记下入射光线、入射点、折射光线的位置;再让光线逆着折射光线方向射入,观察光线是否逆着原入射光线方向射出。
总结:在发生折射时,光路是可逆的。
学生交流并回答:在水中加些牛奶或肥皂水,可以显示光在水中的路径。在水面上方喷烟雾,或者利用热开水上面的“白气”,可以显示光在空气中的路径。
学生:光沿直线传播。
学生:光从空气斜射向水面时,会有一部分光反射回空气中,还有一部分光进入水中,但传播方向发生偏折。
学生观察并和老师一起画光路图,熟悉与光的折射有关的几个术语。
学生进行实验,并回答问题。
学生实验并讨论得出结论。
学生前面学习光的直线传播和光的反射时,曾借助漫反射来显示光路,此处进一步运用,体现知识的前后联系。
培养学生观察能力,并为探究光的折射规律做好铺垫。
由学生亲自体验得出的结论,不仅印象深,还能培养的动手能力、观察能力等。
在观察实验的基础上,很自然地总结出光的折射规律。
二、生活中的折射现象
用光的折射规律解释一些简单的现象。
1.通过画出光的折射光路图,解释池水“变浅”,告诫学生千万不要贸然下水。在解释池底变浅时,要强调从池底折射出的光进到了眼睛,人才能看到池底。眼睛逆着折射光线看去,觉得折射光线好像是从交点射来的。再跟平面镜成虚像的情况对比,说明眼睛看到的是池底某点的虚像,位置在池底之上。眼睛看到的池底各点都如此,所以看起来池底升高,池水变浅了。
2.叉鱼问题:你们认为渔民用叉瞄准水中的鱼能叉到鱼吗?
光的折射现象不仅能发生在两种介质中,同种不均匀介质(如大气)中也能发生光的折射。大气中的折射现象:太阳变形、海市蜃楼、星光闪烁等。
思考:光总是沿直线传播的,对不对?应该怎样说?
学生:不能,因为看到的是鱼升高的虚像,实际的鱼在看到的鱼的下方。所以只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到。
学生:不对,应该说光在同种均匀介质中沿直线传播。
利用物理知识解释并解决实际生活中的问题,体现从物理到社会的教学理念。
与光的直线传播规律对照,体现知识的前后联系,避免学生混淆。
课堂小结(5分钟)
通过这节课你学到了什么?学生回答或与同学们进行交流,老师恰当总结。
梳理本节课知识内容,把自己所学到的知识与老师同学交流,最后总结出本节课的知识点。
培养学生总结归纳的能力。同时也可以帮助学生记忆。
八年级上《光的色散》教学设计
学习目标:
1.知道色散现象,初步了解太阳光的光谱。
2.知道色光的三原色。
3.知道红外线、紫外线的作用及其应用
学习重点:
光的色散、红外线与紫外线
学习难点:
色光的三原色
教具学具:有关红外线、紫外线的挂图
导学方法:阅读法、查找资料法、问答法.
学习过程:
一、快乐自学、合作探究
(一)认识光的色散:
1.彩虹的形成是光的现象。
2.用三棱镜分解太阳光:
太阳光是光,其实是由七种色光混合而成。
(二)色光的混合
1、实验观察:把红色、蓝色、绿色透明塑料片放在阳光下,各透过什么颜色的光?将任意两片透明塑料片叠在一起,透过的是什么颜色的光?
(边进行实验,边完成图的填充,直接填在图中的数字处)
色光的三原色是、、。
(三)看不见的光学习红外线
阅读课本内容,然后回答以下问题:
1.红外线的主要特性是它的效应,一切物体都在不停地发射外线。
2.红外线有哪些应用?
(1)物体在温度升高时,它辐射的红外线会大大。人体生病时,局部皮肤的温度异常,如果在照相机里装上对红外线敏感的胶片.给皮肤拍照并与健康人的照片对比,有助于对疾病做出判断。
(2)夜间人的体温比野外草木、岩石的温度高,人辐射的红外线比它们强,人们根据这个原理制成了红外线仪。
(3)红外线还可用来进行.如电视机遥控器的前端有一个发光二极管.按下不同的键时,可以发出不同的红外线,来实现电视机的遥控.
(4)利用红外线技术可以在飞机或卫星上勘测地热.寻找水源、估计农作物的长势和收成等.
(5)利用红外线的作用,可以加热物体、烘干油漆和谷物、进行医疗等.如市场上烤制鸡鸭等肉类食品的“远红外烤箱”.
(三)认识紫外线及其应用
3.在光谱的紫端以外,也有一种看不见的光,叫线.紫外线能使物质发光;紫外线能灭。
三、自我小结:
本节课我的收获是
1.光的色散:太阳光由七色光混合而成。
2.光的三原色:
3.看不见的光
(1)红外线
红外线的效应强.利用红外线物体;还可以用来遥控。
(2)紫外线在医学上可以;还可以鉴别钞票真伪。
我还有的疑惑是
四、当堂训练:
必做题
1.下列现象中属于白光色散的是()
A.太阳光经过棱镜后,分解成各种颜色的光
B.红、绿、蓝三种色条合成电视画面的颜色
C.红、绿、蓝三色光按一定比例混合成白光
D.红、蓝、黄三色颜料按一定比例混合成黑色
2.冬天,在商店中购买的红外线烤火炉,看起来它发出淡红色的光,这是因为()
A.红外线本身就是一种淡红色的光
B.火炉的电阻丝的温度超过标准,因此在发出红外线的同时,还发出少量红色的光
C.红外线本身是看不见的,看见的淡红色光不是红外线
D.红外线中有一部分是看不见的,有一部分是看得见的,看得见的那部分是淡红色。
3.下述事例中,利用了红外线的是()
A.验钞机鉴别钞票的真伪B.自行车的红色尾灯提示后面有车辆
C.光缆传递信息D.用电视机遥控器遥控电视
4.如图甲所示,让一束太阳光通过棱镜射到白屏上,在光屏上就形成一条彩色光带,其颜色自上而下依次
是不同颜色的光。
选做题
5.今年5月17日中午,我市部分市民看到了太阳周围出现—个七彩“光环”,如图所示,这就是“日晕”。这种天象形成的重要原因是阳光通过无数小冰晶后发生了色散,其中各色光按红、橙、黄、、蓝、靛、紫的顺序依次排列,说明了阳光是(填“单色光”或“复色光”)。
6.电视机的遥控器是利用线实现遥控的;医院里用线杀死微生物,达到灭菌的目的。
四、课堂作业
课本P15动手动脑学物理1--4题
五、我的反思
文章来源:http://m.jab88.com/j/52580.html
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