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第二节光的反射
目标:
1.知识和技能
(1)了解光在一些物体表面可以发生反射。
(2)认识光反射的规律,了解法线、入射角和反射角的含义。
(3)理解反射现象中光路的可逆性。?
(4)了解什么是镜面反射,什么是漫反射。
2.过程和方法?
(1)通过实验,观察光的反射现象。
(2)体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的。?
(3)经历探究“光反射时的规律”,用实验的方法获得反射光线、入射光线跟法线位置的关系,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,获得比较全面探究活动的体验。
(4)通过观察,理解镜面反射和漫反射的主要差异。
3.情感、态度、价值观?
(1)在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度。
(2)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。?
(3)鼓励学生积极参与探究活动。?
教学设计思想:
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—解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。
教学过程设计:
一、课题引入
师:光源发出的光是怎样传播的?
生:光在同一种均匀物质中是直线传播的。
师:光在传播过程中若遇到另一种物质时情况又会怎样呢?
生猜想:反射回来。
[实验探究]把玩具激光笔打开,让光斜射到平面镜上。
师:刚才的演示实验同学们观察到了什么现象?
生:光被平面镜反射到了天花板上,它改变了光的传播方向,天花板上出现一红色小光斑。
[实验探究]打开玩具激光笔,让光束垂直射到水面上,并在水槽和激光笔上方放一张白纸。
师:这次同学们又观察了什么现象?
生:一束光射到平静的水面上时,有一部分光射入了水中,有一部分光被反射了回来,因为上方的白纸上呈现了一红色光斑。
[实验探究]用一幻灯机将幻灯片的图像投射到粗糙的屏幕上。
师:同学们为什么能从墙上看到图像?
生:屏幕将幻灯机投射出来的光,反射到我们的眼睛中。
师:以上实验说明,光射到物体表面时,总有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射。
师:请同学们思考一下,我本身是不发光的,你们为什么能从不同方向看到我?电影、幻灯的幕布为什么总是用粗糙的白布来制作?为什么平面镜成的是虚像,且与物体的大小相等呢?
[设置疑问,激励思维。](学生思考,议论)(教师不作定论)
师:这些问题都跟光的反射有关,学习和研究了光的反射规律,这些问题也就迎刃而解了。
[板书课题]光的反射
二、新课教学
师:从上面的实验中,你是否可以总结一下,什么现象叫做光的反射?
生:光射到物体表面上时,有一部分光会被物体反射回来,这种现象叫光的反射。
师:请同学们来举一些生活中的一些现象,这些现象是属于光的反射现象。
生:水中的倒影,潜望镜,凹面镜,凸面镜。
师:以上的实验,我们都可以用光路图来表示。
(板书画图,并讲解)
反射面:MM’入射点:入射光线与反射面的交点
法线:过入射点和镜面垂直的直线
入射角:入射光线与法线的夹角
反射角:反射光线与法线的夹角。
[演示实验]将激光笔发出的光束射到平面镜上,让学生装观察入射光束、反射光束、镜面三者间的位置关系。
生:入射光束和反射光束在镜面的同一侧,反射光束,入射光束在法线的两侧。
师:猜想一下,入射光束向法线靠拢时,反射光束会有什么变化?
生:反射光束也会向法线靠拢。
师:对不对呢?实验探究。
[演示实验]将激光笔发出的光束向法线靠拢,学生通过观察现象,来证明猜想的正确性。
师:根据上面实验的现象,我有这样一个问题,你准备怎样来回答:当入射光束逐步偏离法线位置时,反射光束与法线的夹角如何变化?
生:变大。
(演示实验,证明其正确)
师:猜想一下,在光的反射中,会不会入射光束和反射光束重合?
生:会。
师:谁来上讲台,演示一下。
(学生上讲台演示,存在重合)
师:入射光束与反射光束重合是在什么情况下?
生通过观察:入射光束与反射面垂直时。
师:这时入射角等于多少度?
生:(1)0°(2)90°
(教师强调入射角的定义,明确当入射光束垂直于反射面时,即与法线重合无夹角,故i=0°,此时反射角r=0°)
师:在刚刚的实验中,当入射角增大时,反射角怎样变化?
生:也变大。
师:(提出猜想),即么光反射时,反射角与入射角会有什么关系呢?
生:猜想:可能会相等吧。
师:如何来证实我们的猜想是否正确呢?
生:做实验来探究。
师:如何实验,请同学们讨论一下实验方案后,再阅读课本P39实验与记录。
[演示实验]
器材:教学激光演示仪
步骤:(1)在激光仪的分度盘上,读出入射角和反射角的大小。
(2)改变入射光线的方向,观测几组入射角和反射角,并将有关数据填入教材上的表格中。
师:根据实验情况,表格中的数据说明了什么?
生:反射角的大小等于入射角。光路是可逆的。
师:同学们总结的很好,这就是光反射时所遵循的规律。
(板书)在反射现象中,反射角等于入射角;光路是可逆的。
(指导学生看课本“漫反射”内容)
师:光不仅射到平面镜上会反射,射到所有的物体上都会反射。如光射到平静的水面、玻璃面、光滑的金属面上都会反射;光射到墙壁、衣服上都会反射。反射时都遵循我们总结的反射规律,所不同的是反射情况不一样。这种粗糙表面上的反射叫漫反射。
师布置课后实验:试一试在家里,晚上关灯,将一小平面镜平放在一张白纸上,用手电筒的光
正对着镜面照射,从侧面看去哪个显得亮?
(让猜想一下,教师不作定论,明天课前交流。)
三、请你来总结
1、请同学们回忆一下,今天你看到的实验。
2、今天你学到了什么?
3、今天你证实了多少个猜想是正确的,多少个猜想是错误的。
四、巩固新课
1、请一位学生讲述反射规律的内容
2、请同学们看着挂图,分别指出,入射角、反射角、入射线、反射线、法线。
五、布置作业
教学说明:
本节课光的反射规律可让学生通过“发现并提出问题—做出猜想和假设—制定计划与设计实验—解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”科学探究式方法得出。
《光的折射》教案
教材分析:光的折射是重要的光学现象,理解由于折射而产生的现象基础是折射定律,而折射定律的学习历来是初中学生物理学习的难点,同时又是解释日常生活中许多光现象的基础。因而本节的重点是探究光从空气斜射入水或其他介质中的光线偏折的规律。引导学生运用所学知识解释实际问题,例如鱼在那里,池水变浅等。所以本节是本单元教学的重点。
学情分析:学生通过前段时间的光学知识的学习,特别是光的反射定律的学习,对光的折射学习具备了一定的基础,教师应引导学生在学习过程中知识的迁移,定会收到事半功倍的效果,且能培养学生的学习方法和学习能力。
由于在光的反射时,垂直入射也会发生反射,学生容易产生垂直入射也会发生折射的错误观念,因此,在实验时,要学生注意观察,强调“斜射”。
教学目标:
知识与技能
1.认识光的折射现象。
2.了解光从一种介质斜射入另一种介质中时的偏折规律。
3.了解光在发生折射时,光路是可逆的。
过程与方法。
1.体验由光的折射引起的视觉现象,能用光的折射知识简单解释有关现象。
2.通过实验观察,认识光的折射现象
情感、态度与价值观。
1.初步感受折射现象,增强热爱自然的情感。
2.尊重科学,培养实事求是的科学态度和浓厚的学科兴趣。
教学重点和难点
重点:探究光的折射规律。
难点:用光的折射知识简单解释有关现象。
器材准备:
教师:实物投影仪,激光笔、玻璃砖、白胶板、水槽、空烧杯、纸杯
教学过程
(一)、复习提问:
1、光的反射规律;
2、光的反射现象。
(二)、新课教学
投影出示:(1)汤姆大叔漫画系列;(2)水中的筷子怎么折断了?
学生思考为什么,带着问题引入新课。
演示实验:让光从空气斜射入水(玻璃)中,观察实验现象。
提出问题:
(1)当光从空气斜射入水中时,光在空气中是怎样传播的?
(2)当光从空气斜射入水中时,在水中又是怎么样传播的?
(3)光从空气进入水的界面上发生了什么现象?
从而得出:光的折射概念:
一、光的折射
1、定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折的现象,叫做光的折射。
画光路图,说明光的折射的几个概念(入射光线;折射光线,折射角)。
2、概念:
两种介质的界面、法线、入射光线、折射光线、入射角、折射角等。
信息快递:能够传播光的物质,例如空气、水、玻璃真空等透明物质,通常叫做光的介质。
问题:折射规律和反射规律一样吗?(课本P81实验)
A)折射光线、入射光线和法线在同一平面内?
B)折射光线和入射光线分别位于法线两侧?
C)折射角等于入射角?
演示实验:使一束光从空气斜射入玻璃中,观察光束在空气中和玻璃中的路径及数据。
数据:光从玻璃入射到空气
入射角
a1
a2
a3
折射角
总结:(可以要求学生跟着教师作出以下的光路图)
1)、当光从空气斜射入另一种介质时;折射角小于入射角。
2)、当光从另一种介质斜射入空气时;折射角大于入射角。
3)、当光垂直入射到界面时;折射角等于入射角。
4)、折射角随着入射角的变化而变化;且光路可逆。
二、光的折射规律
1、光折射时,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别位于法线两侧,折射角随入射角的改变而改变:入射角增大时,折射角也增大;入射角减小时,折射角也减小。
(口诀:三线共面,法线居中,两角不等,空气中的角大)
2、折射光路是可逆的
3、应用:解释生活中的有关现象
1)、斜插入水中的筷子发生“弯折”。分析“弯折”原因。
2)、水中的鱼看上去比实际的位置要浅.
3)、隔着厚玻璃砖观察后面的尺子。
课堂小结:通过本课的学习,我们要知道:
1.什么是光的折射现象
2.光从空气射入水或其它介质中的折射规律以及光从水或其它介质射入水中的折射规律。
3.能用光的折射规律解释简单的现象
拓展:生活物理社会
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光的折射
【考点聚焦】本部分知识涉及到的考点有:
1.光的折射现象
2.凸透镜的焦点、焦距和主光轴
3.凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用
4.凸透镜成放大、缩小的实像和成虚像的条件
5.照相机、幻灯机、放大镜的原理
【呈现形式】
日常生活中常见的折射现象是填空题和简答题的最好物理模型。凸透镜对光线的作用在作图题中经常出现,特别是特殊光线经过凸透镜的折射光路图,同时,实验研究凸透镜成像规律,运用凸透镜成像规律,分析解决问题仍是这部分考试的重点。
【知识结构】
一、日常生活中的折射现象:插入水中的筷子“弯折”,河水变“浅”,游泳者看岸边的灯“变高”等。
二、光的折射规律
1.折射光线、入射光线和法线在同一平面上。
2.折射光线和入射光线分居法线两侧。
3.光从空气斜射入水或其它介质时,折射角小于入射角;反之,折射角大于入射角。入射角增大时,折射角也增大
4.当光线垂直射向介质表面时,传播方向不变。在折射中光路是可逆的。
三、应用
1.凸透镜:(1)凸透镜的主轴、焦点、焦距;(2)凸透镜对光线的作用;(3)凸透镜的成像特点
2.光学仪器:(1)照相机;(2)幻灯机;(3)放大镜。
3.凹透镜:(1)凹透镜对光线的作用;(2)凹透镜的主轴、焦点、焦距;(3)近视眼的矫正。
【方法提示】
1.光的反射和折射的异同点:(1)当光传播到两种介质的交界面时,一般要同时发生反射和折射现象。(2)反射光线和折射光线都与对应的入射光线、法线在同一平面上。(3)反射光线、折射光线都和对应的入射光线分居法线两侧。(4)反射角和折射角都随对应的入射角的增大而增大。(5)光在反射和折射时光路都是可逆的。
【例题1】一束光线在水与空气的界面发生了折射,四位同学画出了四幅光路图,其中正确的是〔〕
【解析】
应将每幅光路图与光的折射规律进行逐条对照,符合折射规律即为正确。必须注意以法线为基准确定好入射角和折射角。光从空气斜射入水中。折射角应小于入射角,故A不正确;折射光线与入射光线应分居法线两侧,故B不正确;光从水中斜射入空气中,折射角应大于入射角,故C不正确,答案:D
2.三条特殊光线
(1)与主光轴平行的入射光线,经过透镜后通过焦点。
(2)通过光心的入射光线,经过透镜后方向不变。
(3)通过焦点的入射光线,经过透镜后为与主光轴平行的光线。
【例题2】完成如图2所示的光路图。
【解析】
在完成光路图的练习或考试中。重点要看是什么光学元件,然后再看缺少什么光线。A、B两图凸透镜,缺少折射光线;C、D两图是凹透镜,缺少入射光线。A图中通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出;B图中平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后,会聚在主光轴的焦点上;C图中经凹透镜折射后发散且折射光线的反向延长线经过焦点上,所以入射光线是平行于主光轴射入的;D图中折射光线是平行射出的,可知入射光线是会聚射入凹透镜的,且入射光线的延长线交于主光轴的焦点上。
本题作图如图3所示,解答该题时要牢记三条特殊光线的性质,是作图的关键。
3.如何观察凸透镜成像实验
(1)凸透镜、蜡烛、光屏放在同一条直线上,使三者的中心大致在同一高度上。
(2)实验时可由大于2倍焦距之外开始,逐渐向凸透镜靠拢,逐一完成各项实验步骤。
【例题3】有A、B、C三只凸透镜,将这三块凸透镜放在光具座上做成像实验,当保持各透镜到烛焰距离相等的条件时,得到的实验记录如表:
由此可知A、B、C三只凸透镜的焦距关系为〔〕
A.fA>fB>fCB.fC>fA>fB,
C.fA<fB<fCD.fB>fC>fA
【解析】
根据凸透镜成像规律,可采用两种方法求解:一种是几何作图法方法,比较形象直观地求解;另一种采用数字推理的方法求解。
根据A、B、C成像情况,以及已知三种情况下物距相同这个条件,用作图法确定出三种情况下,一倍焦距及两倍焦距的位置,可直观判断出:fC>fA>fB
【例题4】在做“研究凸透镜成像规律”的实验中,某同学先把凸透镜固定在光具座上,然后将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜两侧,如果它在光具座上无论怎样左右移动光屏,在光屏上都不能呈现烛焰的像,则可能有几种原因?
【解析】在物距小于焦距时,凸透镜不会成实像;凸透镜到物体的距离在1倍焦距处时,成像在无穷远处;当凸透镜到物体的距离在1倍焦距外,但接近1倍焦距时,虽然成像,但像的位置离凸透镜很远,光具座的长度可能达不到,另外,因为光具座为一直线状,且光屏不可能太大,所以若光屏、凸透镜、烛焰三者的中心不在同一高度上,像将会或上或下离开光屏的位置,综上所述,主要原因有三个:(1)由于物距小于或等于焦距,凸透镜不能成实像。(2)凸透镜成实像,但由于物距太小,光屏调不到烛焰的像所在的位置。(3)凸透镜成实像,但光屏、凸透镜、烛焰三者的中心不在同一高度。
4.凸透镜成像规律
(1)列表法
(2)图像法
物距u和焦距f的关系像的性质位置应用举例
正立或倒立缩小或放大实像或虚像同侧或异侧
u>2f倒立缩小实像异侧照相机
u=2f倒立等大实像异侧
fu2f实像异侧幻灯机
u=f不成像
uf正立放大虚像同侧放大镜
【例题5】在研究凸透镜成像情况的实验中,当烛焰到凸透镜的距离是20cm时,在透镜另一侧的光屏上得到一个放大的像,则下列判断不正确的是〔〕
A.该透镜的焦距是20cm
B.该透镜可作放大镜
C.当蜡烛距透镜的距离是40cm时,光屏上可得到缩小的像
D.当蜡烛距透镜的距离是10cm时,在光屏上得不到像
【解析】本题是考查灵活运用凸透镜成像规律分析问题的能力,在凸透镜成像中,若要分析物体经过透镜后的成像性质,必须知道凸透镜的焦距和物距,按凸透镜成像规律“抓两点,观两变”,本题的关键是算出焦距f的大小及物体在镜前不同位置与焦点的相对位置,再判断像的性质,根据题意,当u=20cm时,在光屏上得到放大的像,可以知道此像一定是倒立的实像,则fu2f,即f202f,所以10cmf20cm,当物距u=40cm时,由于10cmf20cm,物的位置u2f,在光屏上可以得到缩小的像,当物距u=10cm时,物体的位置uf,在光屏上得不到像,但通过凸透镜可以观察到正立、放大的虚像,这种成像规律的应用就是放大镜。答案应选A。
【对应训练】
1.一束光从空气中斜着射入某种透明物质,已知入射光线跟界面成37o,且它的折射光线跟反射光线垂直,则它的反射角为_______,折射角为_______.
2.当你漫步在池塘边,常会看到池塘中的“白云”和在“白云”中游来游去的鱼.这一现象的正确解释是:看到的“鱼”是由于光的形成的虚像;看到的“白云”是光的形成的虚像(选填“折射”或“反射”)
3.请你对下列光学仪器归类:a近视眼镜;b老花眼镜c防盗门上的“猫眼”;d照相机镜头。(1)类:(2)类。
4.照相机照相时,如果被照的景物由远变近,应将镜头往,使胶片离镜片些。完成这一动作是调节照相机上的。
5.放大镜的原理是:当物体到凸透镜的距离焦距时,透过凸透镜,可以看到一
个像。
6.投影仪是利用透镜来成像的,它上面的平面镜的作用是,使
射向天花板的光能在屏幕上成像。
7.焦距为10cm的凸透镜,当物体放置在主光轴上距透镜16cm处时,光屏上可以得
到一个清晰像的特点是
A.正立、放大的像B.倒立、放大的像C.正立缩小的像D.倒立缩小的像
8.某同学在探究凸透镜成像实验时,将一厚纸片遮住透镜的上半部,则她在光屏上得
到的像与未遮住前相比
A.所成的像只是上部一半B.所成像只是下部一半
C.所成像没有发生变化D.像的大小、正倒、位置无没化,但像更暗些
9.当物体在凸透镜中成实像时,像的大小会随物距的减小而增大,那么物体在凸透镜中成虚像时,像的大小与物距有什么关系呢?请你设计一个实验去探究。
10.某同学在探究凸透镜成像的规律时,用了两个焦距不同的凸透镜分别进行了若干次操作,并把实验数据准确地记录在以下两个表中。
透镜的焦距物体到透镜的距离像到透镜的距离像的正倒透镜的焦距物体到透镜的距离像到透镜的距离像的正倒
142047倒立162080倒立
143026倒立163034倒立
144022倒立164027倒立
146018倒立166022倒立
11.(1)手持凸透镜站在离窗户2米远,通过透镜观察窗外。你看到了什么?
(2)使凸透镜离你眼睛远一些,再观察,你发现了什么变化?
(3)现在把凸透镜旋转到窗户和一页纸之间,使其离纸近一些。看着纸,慢慢地向窗户方向移动透镜。这时,你看到了什么?当你移动凸透镜时发生了什么现象?
12.小明想替爷爷买一副老花镜,约了几位同学到眼镜店去选购。他看中一副样式新颖的眼镜,但不知道是老花镜还是近视眼镜,请你为小明提出一个既不伤害眼镜镜片,又能最简便最快的正确判断的方法,并简要说明你的理由。
【参考答案】
1.53度37度2.折射反射3.凸透镜:bd凹透镜:ac4.前伸远调焦环5.小于正立、放大的虚像6.凸,改变光的传播方向7..B8.D9.提示:uf,物距越大,像越大;实验时,改变物距,虚像可以用眼睛观察其大小变化并得到结论10.在成实像的情况下,物体到凸透镜的距离相同时,焦距越大,像到凸透镜的距离越长。11.略12.可将眼镜稍靠近物体(如报纸上的字),看物体的像如果是正立的、放大的,则该镜为老花镜,因老花镜是凸透镜,当物体(或字)放在它的焦距以内时会出现正立放大的虚像。而凹透镜对物体只能形成正立缩小的虚像。
文章来源:http://m.jab88.com/j/75388.html
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