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光的反射 平面镜

一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划,作为教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,帮助授课经验少的教师教学。教案的内容具体要怎样写呢?为了让您在使用时更加简单方便,下面是小编整理的“光的反射 平面镜”,希望对您的工作和生活有所帮助。

教学目标

知识目标
1、掌握反射定律,理解镜面反射和漫反射的异同.
2、掌握平面镜成像的基本原理,知道什么是虚像,掌握平面镜成虚象的作图法和和利用几何知识进行光路控制的有关计算.

能力目标
1、知道反射光路是可逆的,并能用来解释光现象和计算有关的问题.
2、知道平面镜是怎样成像的,会画成像的光路图,
3、知道像的特点,能够证明物和像是镜面对称的.

情感目标
培养学生通过所学的物理知识来认识自然界,从而热爱生活,用正确的科学的态度对待生活,培养正确的世界观和人生观.

教学建议

关于光的反射、平面镜的教学建议

(-)引入新课
上一节我们学习了光的直线传播,知道光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,光在真空中的传播速度是3×108m/s,光在其他介质中也是沿直线传播的,只是其传播速度小于真空中光速,当光照到两种介质的交界面时,发生反射现象,光的反射现象,我们在初中也已经做过初步的学习,现在我们将进一步学习这一部分内容.
(二)教学过程
光的反射部分在内容上与初中没有太大的区别,所以可以先让学生思考自学,而后教师进行讲解和分析.教师可以将主要精力放在平面镜的成像上.

学生思考:
何为光的反射?
光的反射定律内容是什么?
列举光的反射现象.
漫反射和镜面反射的区别和联系.
平面镜成像的特点和规律.
平面镜成像做图.

教师讲解:
光的反射
1、人是怎样看见周围物体的?
物体发出的光(或物体被照明而反射出来的光)进入人的眼睛,并在视网膜上形成清晰的像,人根据这像来识别物体.
2.光的反射定律:
(1)反射光线、入射光线、法线在同一平面内.
(2)反射光线,入射光线在法线两侧.(3)反射角等于入射角.
A、入射角、反射角是指入射光线、反射光线与法线的夹角,不是与界面的夹角.
B、在理解反射定律时,不能片面认为就是反射角等于入射角、因为符合与入射角相等的直线有无数条,只有加上“反射光线,入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧”,反射光线才能确定.
C、在反射现象中,光路是可逆的.
D、光线照射到光滑的平面上,产生镜面反射;照射到粗糙物体表面,产生漫反射、平行光线在粗糙面上发生漫反射时,虽然反射光线显得杂乱无章,但对每一条光线而言,都遵循反射定律.
光路的可逆性:当光线沿反射光线方向入射时,反射光线一定沿入射光线光方向反射.
3.平面镜成像:
像与物相对平面镜对称、等大、且为虚像.
关于像的问题:实像是物体发出的光会聚在一起而成的像.而虚像不是实际光线会聚在一起而成像的,而光沿直线传播的观念.认为逆着射来的光就可以找到物体,物体发出的光经过平面镜反射进入人眼中,平面镜中的是虚像.虚像是虚的,但人视网膜上像是实在的.
平面镜成像作图法:(1)利用对称性作图.(2)利用反射定律作图.

关于平面镜成像的教学建议

在初中阶段学习时只要求利用平面镜成像的规律进行作图,现在要求学生了解根据光的反射原理作图.
①平面镜成的是虚像,像与物等大,并且相对于镜面对称、这个结论在初中阶段由实验得出,现在可以利用几何方法证明.
②加深对虚像的理解,要让学生知道虚像不是由实际光线会聚而成,而是由镜面反射后的实际光线反向延长线会聚而成的、虚像不能用光屏接到,只能用眼睛直接观察.
③平面镜成像特点:
与物等大、正立的虚像,且物与像是关于镜面对称的
注意:虚像人眼能够看到,照相机也能拍摄
④平面镜不改变光线性质:具体是指:平行光线经平面镜反射后仍为平行光线、会聚光线经平面镜反射后仍为会聚光线、发散光线经平面镜反射后仍为发散光线
⑤平面镜成像作图法:
1)反射定律法:从物点作任意两光线射向平面镜,由反射定律作其反射光线,此两条反射光线的反向延长线交点即为虚像点.
2)对称法:先标出反射面,再找物点关于镇面的对称点即像的位置、由物点任意作两条入射光线,其反射光线的反向延长线必通过像点,实际“存在”的光线或实像用实线表示,并不真实“存在”的光线即反向延长线或虚像用虚线表示,实光线方向冠以箭头.通常为了保证准确、方便,常用第二种方法.

教学设计示例

光的反射、平面镜

(-)引入新课

上一节我们学习了光的直线传播,知道光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,光在真空中的传播速度是3×108m/s,光在其他介质中也是沿直线传播的,只是其传播速度小于真空中光速,当光照到两种介质的交界面时,发生反射现象,光的反射现象,我们在初中也已经做过初步的学习,现在我们将进一步学习这一部分内容.

(二)教学过程

光的反射部分在内容上与初中没有太大的区别,所以可以先让学生思考自学,而后教师进行讲解和分析.教师可以将主要精力放在平面镜的成像上.

学生思考:

何为光的反射?

光的反射定律内容是什么?

列举光的反射现象.

漫反射和镜面反射的区别和联系.

平面镜成像的特点和规律.

平面镜成像做图.

教师讲解:

光的反射

1、人是怎样看见周围物体的?M.Jab88.cOm

物体发出的光(或物体被照明而反射出来的光)进入人的眼睛,并在视网膜上形成清晰的像,人根据这像来识别物体.

2.光的反射定律:

(1)反射光线、入射光线、法线在同一平面内.

(2)反射光线,入射光线在法线两侧.(3)反射角等于入射角.

A、入射角、反射角是指入射光线、反射光线与法线的夹角,不是与界面的夹角.

B、在理解反射定律时,不能片面认为就是反射角等于入射角、因为符合与入射角相等的直线有无数条,只有加上“反射光线,入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧”,反射光线才能确定.

C、在反射现象中,光路是可逆的.

D、光线照射到光滑的平面上,产生镜面反射;照射到粗糙物体表面,产生漫反射、平行光线在粗糙面上发生漫反射时,虽然反射光线显得杂乱无章,但对每一条光线而言,都遵循反射定律.

光路的可逆性:当光线沿反射光线方向入射时,反射光线一定沿入射光线光方向反射.

3.平面镜成像:

像与物相对平面镜对称、等大、且为虚像.

关于像的问题:实像是物体发出的光会聚在一起而成的像.而虚像不是实际光线会聚在一起而成像的,而光沿直线传播的观念.认为逆着射来的光就可以找到物体,物体发出的光经过平面镜反射进入人眼中,平面镜中的是虚像.虚像是虚的,但人视网膜上像是实在的.

平面镜成像作图法:(1)利用对称性作图.(2)利用反射定律作图.

探究活动

1.制作:利用光的反射现象制作一只潜望镜.
2.调查生活中有关光的反射的应用情况.

3.利用光的反射知识解释生活中的有关现象.


扩展阅读

平面镜成像


教学目标

认知目标1.理解平面镜成像特点

2.知道在光的反射现象中光路可逆

3.知道潜望镜、万花筒的光学原理

技能目标学会平面镜成像作图法

重点

平面镜成像特点

难点

“像”的概念,区别实像和虚像

教学过程

复习

1.光的直线传播

2.光的反射现象及反射定律

3.光路可逆

导入

学生观察课本P54照片

设问湖中的倒影是怎样产生的?为什么与湖面上的景物对称?

展示表面平的镜子、玻璃板、表面抛光的金属板、平静的水面、大理石及透明塑料片等都能产生与物体对称的影子。

这类反射面是平面的镜子称为平面镜。

新课

一、平面镜所成的像有什么特点?

实验1内容活动卡P35实验1

记录将蜡烛和蜡烛的像的位置用刻度尺连起来,

量出蜡烛到镜面的距离和蜡烛的像到镜面的距离。

结论平面镜所成的像是虚像;像和物体到平面镜的距离相等;像和物体的大小相等;像和物体对镜面来说是对称的。

实验2内容活动卡P35实验2

观察比较描画与原画的大小、左右和朝向关系

结论虚像、对称、大小相等

练习课本P56思考与练习1.2.5.

二、平面镜中的像是如何产生的?

阅读课本P54-P55

发光点S发出的光束经平面镜反射,进入人眼。所有反射光线的反向延长线都交于镜面后的S。因为光的直线传播,人眼感到反射光线是从镜面后的S发出的,好像S在发光,S实际没有光线射出,它是发光点S在平面镜中所成的虚像。物体上的每一点都会在平面镜中形成一个相应的虚像点,在平面镜中就形成了物体的像。像的大小与平面镜的大小无关。

演示平面镜成像作图法

利用物像对称性先决定像点位置,任取两根发散光线并画出反射光线。(用虚线表示反射光线的反向延长线)

提问如果入射光线沿着反射光线的方向射入,情况会怎样?

练习活动卡P36思考和讨论1.2.

课本P56思考与练习3.4.6.

三、平面镜的应用

阅读课本P55

平面镜作用:1.成像2.改变光路

练习活动卡P37探究1.2.3.

小结1.平面镜所成的像特点

2.平面镜中的虚像的产生

3.平面镜的应用

作业

活动卡P38家庭实验1.2.

板书

一、平面镜成像特点

1.平面镜所成的像是虚像;

2.像和物体到平面镜的距离相等;

3.像和物体的大小相等;

4.像和物体对镜面来说是对称的。

二、平面镜成像原因

1.光的反射

2.光路可逆

三、平面镜成像应用

课后记录


20xx高考物理知识点:平面镜成像实验


20xx高考物理知识点:平面镜成像实验

平面镜成像的实验是使学生认识平面镜成像特点的关键。如图2那样,在桌面上竖直放置一块薄玻璃板,把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,可以看到玻璃板后面出现了蜡烛的像。另外拿一只相同的蜡烛在玻璃板后面移动,直到看上去它跟像完全重合,后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置。观察比较蜡烛和它所成像的大小;改变点燃的蜡烛的位置,重做上面的实验,量出每次实验中两支蜡烛到玻璃板的距离,并比较它们的大小。

平面镜成像实验

通过上面实验很容易总结出教材中“像和物体到镜面的距离相等”和“像与物体大小相等”的结论,并且还可以让学生把手放在像的火焰上感受像是“虚”像。

这个实验的设计有三个巧妙之处,体现出了等效转换的物理思想。

①用玻璃板替代平面镜,玻璃板既可以当平面镜用于成像,又可以让光线透过看到镜后的物体,使实验能够找出像到平面镜的距离,并能比较像的大小。

②把点燃的蜡烛在镜后成的像转换成了与它完全重合的另一只蜡烛,这样就能真实的比较像与物的大小和到镜面的距离。

③蜡烛的像转换成了与它完全重合的另一只蜡烛,以实物代“虚”像,用手放到镜后像的火焰上,感受像是“虚”像。

等效转换方法,就是当我们沿着原来的思路不能或者不易解决问题时,等效的转换一个“角度”进行思考,就可以解决或者比较简单地解决问题,利用等效转换方法最基本的一个原则是必须保持“效果相同”。

为什么用薄玻璃板?

用厚玻璃做这个实验,可能会看到两个不重合的蜡烛的像。当蜡烛火焰射出的光经玻璃板镜面反射而生成蜡烛的像。对厚玻璃,其前、后两表面分别为两个相距一定距离(玻璃板厚度)的平面镜,看到两个不重合的蜡烛的像就是由厚玻璃板前、后两个镜面所成的蜡烛的像。

高考物理考试考点:光的反射和折射


经验告诉我们,成功是留给有准备的人。高中教师要准备好教案,这是高中教师需要精心准备的。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。你知道如何去写好一份优秀的高中教案呢?小编经过搜集和处理,为您提供高考物理考试考点:光的反射和折射,仅供您在工作和学习中参考。

20xx年高考物理考试考点:光的反射和折射

物理是高考考试中能够拉开分数的学科,要想取得好的物理成绩必须重视物理考试考点的掌握,下面xx为大家带来20xx年高考物理考试考点:光的反射和折射,希望对大家提高物理知识水平有所帮助。
1.光的直线传播
(1)光在同一种均匀介质中沿直线传播.小孔成像,影的形成,日食和月食都是光直线传播的例证。
(2)影是光被不透光的物体挡住所形成的暗区.影可分为本影和半影,在本影区域内完全看不到光源发出的光,在半影区域内只能看到光源的某部分发出的光.点光源只形成本影,非点光源一般会形成本影和半影.本影区域的大小与光源的面积有关,发光面越大,本影区越小。
(3)日食和月食:
人位于月球的本影内能看到日全食,位于月球的半影内能看到日偏食,位于月球本影的延伸区域(即伪本影)能看到日环食;当月球全部进入地球的本影区域时,人可看到月全食.月球部分进入地球的本影区域时,看到的是月偏食。
2.光的反射现象---:光线入射到两种介质的界面上时,其中一部分光线在原介质中改变传播方向的现象。
(1)光的反射定律:
①反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居于法线两侧。②反射角等于入射角。
(2)反射定律表明,对于每一条入射光线,反射光线是唯一的,在反射现象中光路是可逆的。
3.★平面镜成像
(1)像的特点---------平面镜成的像是正立等大的虚像,像与物关于镜面为对称。
(2)光路图作法-----------根据平面镜成像的特点,在作光路图时,可以先画像,后补光路图。
(3)充分利用光路可逆-------在平面镜的计算和作图中要充分利用光路可逆。(眼睛在某点A通过平面镜所能看到的范围和在A点放一个点光源,该电光源发出的光经平面镜反射后照亮的范围是完全相同的。)
4.光的折射--光由一种介质射入另一种介质时,在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射。
(2)光的折射定律---①折射光线,入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居于法线两侧。
②入射角的正弦跟折射角的正弦成正比,即sini/sinr=常数。(3)在折射现象中,光路是可逆的。
★5.折射率---光从真空射入某种介质时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的折射率,折射率用n表示,即n=sini/sinr。
某种介质的折射率,等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比,即n=c/v,因cv,所以任何介质的折射率n都大于1.两种介质相比较,n较大的介质称为光密介质,n较小的介质称为光疏介质。
★6.全反射和临界角
(1)全反射:光从光密介质射入光疏介质,或光从介质射入真空(或空气)时,当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线完全消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射。
(2)全反射的条件
①光从光密介质射入光疏介质,或光从介质射入真空(或空气)。②入射角大于或等于临界角
(3)临界角:折射角等于90°时的入射角叫临界角,用C表示sinC=1/n
7.光的色散:白光通过三棱镜后,出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的光束,这种现象叫做光的色散。
(1)同一种介质对红光折射率小,对紫光折射率大。
(2)在同一种介质中,红光的速度最大,紫光的速度最小。
(3)由同一种介质射向空气时,红光发生全反射的临界角大,紫光发生全反射的临界角小。
8.全反射棱镜-------横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点,可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o(右图1)或180o(右图2)。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。
右图1右图2
玻璃砖-----所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上表面入射,从下表面射出时,其特点是:⑴射出光线和入射光线平行;⑵各种色光在第一次入射后就发生色散;⑶射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关;⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。
20xx年高考物理考试考点:光的反射和折射xx为大家带来过了,平常备考物理的过程中需要大家掌握好考试考点,这样才能在考试中取得好成绩。

第十七章 光的传播(三、全反射)


第十七章光的传播(三、全反射)

【教学目的】

1.全反射现象及其发生条件

2.临界角的计算

3.全反射的应用

【教学重点】

全反射现象及其发生条件

【教学难点】

综合光路可逆知识和三角函数常识求解临界角、理解发生全反射的条件

【教学难点】

激光器、半圆形玻璃砖、模拟光导纤维

【教学过程】

复习引入

复习启发:我们才作过“测定玻璃折射率”的实验,请同学们回忆一下,当入射角非常接近90°时,我们做实验观察时有什么感觉?

学生:比较难以看清P1和P2两颗针。

为什么会出现这种现象呢?还是让我们回到相关的物理学史。原来,物理学家们在探讨光的折射的方向规律时,也探讨过能量分配的规律。下表是斯涅尔测量的、光线从空气射入玻璃界面时,反射光和折射光的能量分配情况──

入射角

入射光线能量为(100%)

反射光线能量

折射光线能量

100%

4.7%

95.3%

30°

100%

4.9%

95.1%

60°

100%

9.8%

90.2%

80°

100%

39%

61%

90°

100%

100%

0%

从这个表格的数据,同学们可以发现什么规律?

学生:随着入射角的增大,反射光的能量分配加大,而折射光的能量分配减小。

事实上,这种能量的分配情况在交换介质之后,还会出现更加有趣的情形──

一全反射

为了方便表达全反射的规律,这里先介绍两个新的名词──

1.光疏介质和光密介质

光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质。

光密介质:两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质。

很显然,这是一个通过相互比较得出的概念,所以没有绝对的光疏介质和绝对的光密介质。

示例:水和空气比较;水和金刚石比较…

提问1:光线从光疏介质传播到光密介质比较,传播速度会怎样变化?

学生:v疏>v密

提问2:光线从光疏介质传播到光密介质比较,传播方向有什么规律?

学生:折射角小于入射角。(反之,折射角大于入射角。)

提问3:光密介质的密度是不是一定比光疏介质大?

学生:查“几种介质的折射率”表格,再做结论。

很显然,光疏和光密是相对光的传播而言,而与物质的密度没有必然联系。

过渡:刚才我们已经总结过了,光线从光密介质传播到光疏介质时,折射角总是大于入射角的,而当入射角增大时,反射角也会同时增大,这时,哪一个角先趋近90°呢?

学生:折射角。

趋近90°后,折射光线又怎样传播呢?

下面看实验演示──

演示:光的全反射实验

提请学生观察:a.反射光和折射光的强度变化;b.折射光的方向变化

提问:在强度方面,斯涅尔的研究是不是得到重现?

学生:是的。

启发:入射角增大到一定的角度后,折射光还存不存在?

2.全反射::当光从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角。当入射角增大到某一角度时,折射角等于900,此时,折射光完全消失,入射光全部反回原来的介质中,这种现象叫做全反射。

全反射的物理意义:折射光的能量为零,入射光的能量全部等于反射光。

全反射的数学意义:我们看一种简单的全反射情形──某介质(折射率为n)到真空(或空气)。为了应用已经学过的折射定律,我们先假设它的可逆光路(参看图1)……然后,不难得出

参照=,即sinθ2=nsinθ1,显然,当θ1足够大时,会出现sinθ2>1,θ2无解。

很显然,θ2有解和无解的临界情形是θ2=90°,此时θ1=arcsin

3.临界角:为了显示这个角的特殊意义,我们给它一个特定的字母C,并将它称为临界角。

即C=arcsin

有了临界角C,我们就不难总结出全反射的条件──

当入射角i≥C时,发生全反射形象,若入射角i<C时,则不发生全反射,既有反射又有折射形象。

那么,临界角的物理意义又是什么呢?当光线以相同的入射角从不同的介质射入真空(或空气),临界角大的介质容易发生全反射还是临界角小的介质容易发生全反射?

学生:临界角小的。

那么,请同学们查一查“几种介质的折射率”表格,当光线从这些介质中射入真空(或空气),最容易发生全反射的介质是什么?

学生:金刚石。

事实上,钻石的璀璨、神秘的光芒正是由于光线在其中发生多次全反射的结果。此外,玻璃中的气泡显得特别明亮、露珠显得幽暗,这些都是全反射造成的。

过渡:人们研究全反射,除了解释一些物理现象外,还有什么别的价值吗?

二光导纤维

光导纤维简称光纤,我们常听到的“光纤通信”就是利用的光线在光纤中的全反射原理。光线在光纤中是怎样发生全反射的呢?我们先看一个实验──

演示:光线在“模拟光纤”中的全反射。

提请学生观察:a.玻璃棒周围有没有光线射出;b.从玻璃棒末端射出的光强度和没有插玻璃棒时,光线从小孔射出时的强度。

总结:玻璃棒的侧面几乎没有光线射出;玻璃棒几乎“导出”的小空中所有光的能量。

形成这一现象的原因是什么呢?

师生共同作图分析…见图2。

启发:如果让这根玻璃棒继续弯曲下去──成为很多圈,以上的这种性质会改变吗?

学生:不会。

思考启发:如果将玻璃棒的弯曲程度加大,以上的这种性质会改变吗?

学生:会(在图2中的2处和4处可能不满足全反射的条件…)。

但是,在弯曲程度加大的前提下,同时将玻璃棒做的很细,以上的状况会有所改善吗?

学生:交流、作图…得出结论(会)。

我们都知道玻璃本来是非常坚硬的,但是有一种特制的玻璃丝,却可以做的非常柔软、非常细。现在,我们将这样的多根玻璃纤维捆绑成一束,然后,将首端的光照情况遵循某种规律,如图3,则在纤维束的末端,会出现什么情况?

学生:呈现首端一样的规律。

同学们,这就是光导纤维传递信息的基本原理。

在传递信息的手段中,我们已经学过了机械传送、机械波传递、有限电流传递、无线电波传输等等。现在又出现一个光线传输,光纤传输有什么样的特点呢?

1.一维传输。能流密度不变;

2.作为电磁波,波段特别,抗干扰性强;

光导纤维应用的领域:医疗、通信…

学生:光导纤维的前沿知识阅读…

〖例题〗在水中的鱼看来,水面上和岸上的所有景物,都出现在顶角约为97.6°的倒立锥面里(如图4所示),为什么?

分析:本题是一个全反射的逆向应用。根据水的折射率,不难求出光线从水射入空气的临界角,而这个临界光路的可逆光路事实上函盖了水面上所有可能入射到水中的光线,所以…

解:水的临界角C=arcsin=arcsin=48.8°

当光线以90°的最大入射角射入水中时,折射角为C,故所有射入水中的光线的折射角均小于C,根据空间旋转对称,水面上所有的景物都落在顶角为2C=97.6°的锥面内。

三小结

本节课,我们学习了光的全反射现象及其规律。从物理的角度看,它是能量分配规律形成必然结果,从数学角度看,它是一般的折射定律在特定情形下“无解”的必然。要发生全反射,要满足两个条件:①从光密介质射入光疏介质,②入射角大于或等于临界角。

全反射在科技领域的重要应用是光纤,关于这方面的迁延知识大家可以从课外的资料、传媒上去了解得更多一些。

四作业布置

文章来源:http://m.jab88.com/j/71857.html

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