第二章第三节 快捷菜单的简单应用：光的反射和折射-【手影物理】GeoGebra物理课件制作学习与应用教程

Geogebra制作物理课件 第二章 课件美化 第三节 快捷菜单的简单应用：光的反射和折射 光折射和反射光线的制作主要就是点、线位置变化的应用，这节课我们学习利用快捷菜单中的一些功能。 例1：光的反射 导入漂亮的镜面图片，建立一条线段f作为反射面，并确定反射面f的位置，利用快捷菜单中的做CD的中点F作为入射点；做一条线段作为入射光线，利用快捷菜单中的过点F做反射面f的垂线h，如图2.3-1所示。 图2.3-1 利用系统快捷菜单中的做点E关于直线h的对称点E’，并连接FE’作为反射光线，光反射的基本结构就完成了，如图2.3-2所示。 图2.3-2 接下来，我们将法线变为虚线、给光线加上表示方向的箭头，由于反射时并不需要境面后面的法线，所以我们可以在直线h上描点，并用该点和F建立线段，在属性的样式当中，将标记设置为虚线，如图2.3-3所示。 图2.3-3 给光线增加方向，有两种方式，一种是在线段的属性样式当中的标记，如图2.3-4所示，有三种标记和光线的箭头很像，我们可以用他们表示光线的传播方向。 图2.3-4 用做标记的方式做出来的光线如图2.3-5所示。这种方式只能用于线段，而光线是射线，当我们需要将光线做成射线时，就不能用这种方式表示方向了。 图2.3-5 另一种添加箭头的方式是利用向量，利用快捷菜单中的可以很方便地制作出表示光线方向的箭头，如图2.3-6所示。 图2.3-6 接下来我们来给入射角和反射角做标记。在快捷菜单中找到，这实际上是一个用来测量角度的快捷方式，在测量的同时也会标记角度。选择后，依次点击点EFG，测量∠EFG，如果得到的角度如图2.3-7所示，可以在角度的属性当中，将角度范围修改为0°至180°。 测试小课件，发现入射光线的移动范围太大，甚至可以移动到镜面的背面，我们可以利用快捷菜单中的制作一个以点F为圆心的半圆，将入射点E用快捷菜单中的拖到半圆之上，一个演示光的反射现象的小课件就制作好了，如图2.3-8所示。 例2：光的折射 导入图片，建立反射面f，确定入射点E、法线h和光源可以移动的范围c，如图2.3-9所示。 图2.3-9 利用快捷菜单做直线h和半圆c的交点G，测量入射角∠GEF的角度为α，并将其范围设置在0°至180°，如图2.3-10所示。 图2.3-10 通过计算可得折射角β为： ，建立滑动条或者数值n，将角度β的定义修改为如图2.3-11所示。 图2.3-11 因为在光学部分经常涉及到角度的输入，而系统默认的角度都用希腊字母表示，这里介绍几个常用希腊字母的快捷输入键：α：Alt+a；β：Alt+b；γ：Alt+g；δ：Alt+d；θ：Alt+t；ω：Alt+w；ϕ：Alt+f；μ：Alt+m；λ：Alt+l； π：Alt+p 利用快捷菜单中的将法线以点E为中心逆时针旋转β结果如图2.3-12所示。 此时，将点F拖动到第一象限，会发现法线位置没有移动到第三象限，双击旋转所得的直线，调出其定义，如图2.3-13所示，其中的β如果为正时是逆时针旋转，为负时是顺时针旋转。 图2.3-13 我们需要的结果是当F在第二象限时，逆时针转，F在第一象限时，顺时针转，所以我们需要对旋转结果h’的定义进行修改。在β前面乘上一个符号函数sgn（x(G)-F(F)）意思是：当点G的横坐和点F的横坐标的差大于0时，符号函数取1，当这个差等于0时，符号函数取0，当这个差小于0时，符号函数取-1。结果如图2.3-14所示。 图2.3-14 图2.3-7 图2.3-8 图2.3-12 $