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第二章光現(xiàn)象

第二節(jié)光的反射

【教學(xué)器材】

演示實(shí)驗(yàn)器材：激光演示儀，蚊香，帶蓋的玻璃盒。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材：平面鏡，紙板盒，蒙黑紙的手電筒，直尺，量角器，筆。

【教學(xué)目標(biāo)】：

1.知識(shí)和技能。

(1)了解光在一些物體表面可以發(fā)生反射。

(2)認(rèn)識(shí)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(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)光的物體的。

(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、入射光線與法線的位置，測(cè)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(dòng)的體驗(yàn)。

(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(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(huì)的意識(shí)。

(3)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與探究活動(dòng)。

教學(xué)過程

一、引入課題

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

由于自然常識(shí)課的學(xué)習(xí)和學(xué)生自身的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生很快答出：因?yàn)楣獾姆瓷洹?/p>

(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(huì)發(fā)生反射。按照課本的排列是先實(shí)驗(yàn)后講概念，根據(jù)學(xué)生的思維能力，這是不妥的。

二、新課教學(xué)

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

2.幾個(gè)基本概念(一點(diǎn)二角三線)。a.入射光線AOb.入射點(diǎn)O：入射光線與反射面的交點(diǎn)。c.反射光線OB。d.法線：過O點(diǎn)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(xué)生討論：甲認(rèn)為，數(shù)學(xué)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(rèn)為，甲的觀點(diǎn)是正確的，因?yàn)榈乩砩弦彩怯媒嵌葋肀硎痉较虻摹?/p>

3.探究光反射時(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?(即反射角與入射角之間有什么關(guān)系呢?)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

(1)如圖所示，把一個(gè)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(diǎn)，經(jīng)平面鏡的反射，沿另一個(gè)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(cè)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(xué)生在討論中提出多種方案，如在紙板后做一個(gè)支架，用紙盒的一個(gè)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(yáng)光，但馬上有人反對(duì)，認(rèn)為太陽(yáng)光不是"一束光"，又有學(xué)生想到前一節(jié)剛做的小孔照相機(jī)，其外筒可以利用，透過外筒上的小孔，能得到"一束光"?？墒牵绻幪煸趺崔k?用手電筒。集中大家的討論結(jié)果，認(rèn)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(xué)生提出用激光筆，當(dāng)然效果更好。

(3)怎樣畫出光的徑跡?

問題提出后，立即有學(xué)生想到，把光對(duì)著O點(diǎn)入射，分別沿著入射光和反射光線點(diǎn)點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)報(bào)告。

[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯光反射時(shí)的規(guī)律。

[實(shí)驗(yàn)器材]平面鏡，紙板盒，蒙黑紙的手電筒，直尺，量角器，筆。

[實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，記錄入射光和反射光的徑跡。

③用量角器測(cè)量ON兩側(cè)的角i和r。

備注：學(xué)生沒有關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，如果只看課本中的內(nèi)容，是很難完成實(shí)驗(yàn)的，所以必須引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行討論，以培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(yīng)該相等;從實(shí)驗(yàn)記錄中找不出什么規(guī)律。為何會(huì)找不出規(guī)律呢?請(qǐng)觀察演示實(shí)驗(yàn)。

演示實(shí)驗(yàn)一：在玻璃盒中點(diǎn)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(shí)驗(yàn)二：用激光演示儀演示光的反射。

在演示實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下，找出實(shí)驗(yàn)失敗的原因：

①光的路徑記錄不夠細(xì)心;

②角度的測(cè)量不準(zhǔn)確;③光束不夠細(xì)。如何改進(jìn)呢?①改用激光筆作光源;②在紙板上先細(xì)心地畫好角度。通過改進(jìn)再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出：光反射時(shí)，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(shí)驗(yàn)：用一塊板擋在兩個(gè)學(xué)生之間，使彼此小能看到對(duì)方，怎樣才能彼此看見呢?由于學(xué)生有此經(jīng)驗(yàn)，用一塊鏡子就能解決，作圖說明光路的可逆性，學(xué)生很容易接受。

7.鏡面反射與漫反射。

小實(shí)驗(yàn)：用手電或太陽(yáng)光照在鏡面上反射，照到學(xué)生的臉上，他們會(huì)感到刺眼;而照在白紙上時(shí)，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(shí)，沒有發(fā)生反射。(馬上遭到了以學(xué)習(xí)小組為單位，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，在討論分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的過程。此實(shí)驗(yàn)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(shí)它并不存在，這是物理研究中常用的一種方法。其他同學(xué)的反對(duì))

②光照在白紙上時(shí)，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(shè)計(jì)

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(gè)基本概念(一點(diǎn)二角三線)。

①光線OA。

②入射點(diǎn)O：入射光線與反射面的交點(diǎn)。

③光線OB。

④法線：過O點(diǎn)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(shí)，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(xí)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(yè)"動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理"中各題。

五、課堂教學(xué)小結(jié)與延展

小結(jié)：如果只按照課本的要求去進(jìn)行教學(xué)，是無法完成教學(xué)任務(wù)的，因?yàn)槲覀兊膶W(xué)生缺乏動(dòng)手實(shí)踐的意識(shí)，更缺乏動(dòng)手實(shí)踐的能力。如前一節(jié)課，請(qǐng)學(xué)生課后完成一只小孔照相機(jī)的制作，許多人無法做好一只圓筒。所以，在學(xué)科學(xué)習(xí)的初始階段，應(yīng)以養(yǎng)成良好的本學(xué)科的學(xué)習(xí)習(xí)慣為主，使學(xué)生在逐步體驗(yàn)成功的喜悅中培養(yǎng)興趣，學(xué)會(huì)觀察，學(xué)會(huì)提問，學(xué)生設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證自己的猜想，學(xué)會(huì)吸取別人的成功改善自己，學(xué)會(huì)合作交流，等等。這些能力的養(yǎng)成，比學(xué)會(huì)一些知識(shí)、技能更重要，所以引導(dǎo)學(xué)生分析問題，分析實(shí)驗(yàn)，開始可能緩慢些，但必須夯實(shí)這一過程，為以后的教學(xué)打好基礎(chǔ)。尤其是思維基礎(chǔ)較差的班級(jí)，更需要教師的耐心，因?yàn)檫@里是他們學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，低的起點(diǎn)，小的臺(tái)階，更易獲得成功的體驗(yàn)，在樂學(xué)中培養(yǎng)學(xué)好物理的信心。

延展：在本節(jié)的教學(xué)過程中，"光線"一詞常出現(xiàn)，會(huì)有學(xué)生提出：光線是一條線嗎?對(duì)于這點(diǎn)，可以因勢(shì)利導(dǎo)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(xué)習(xí)中會(huì)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(xué)生物理思維的培養(yǎng)，在生活中學(xué)習(xí)物理，同樣學(xué)生也會(huì)有意識(shí)地把物理知識(shí)運(yùn)用于生活實(shí)際。