内容正文:
4.2 光的反射 (导学案)
【学习目标】
1. 了解光的反射现象,知道人能看见不发光的物体的原因。
2. 通过实验探究认识光反射的规律,了解法线、入射角和反射角的含义。
3. 通过实验了解反射现象中光路的可逆性。
4. 通过身边的事例和实验现象,能区分镜面反射和漫反射。
【学习重点】
通过实验探究,认识光反射的规律。
【学习难点】
1. 实验探究过程;
2. 光的反射定律的应用。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1. 我们能看到发光的物体是因为有光进入眼睛。而我们能看见不发光的物体,是因为物体 的光进入了我们的眼睛。
2. 光从一种介质入射到另一种介质表面上,一部分光会改变原来的方向,返回到原来的物质中传播的现象,叫做光的 。
3. 光的反射定律:在光的反射现象中, 、 和 都在同一个平面内, 光线和 光线分别位于 两侧;反射角 入射角。
4. 在反射现象中,光路是 。
5. 光的反射分为 反射和 反射。光滑物体表面的反射是 反射;我们能从各个方向看见物体,就是因为物体发生的是 反射。
镜面反射遵守光的反射规律,漫反射 (遵守/不遵守)光的反射规律。
【合作探究】
探究一、光的反射定律
【做一做】把激光笔发出的光照射到平面镜上,观察反射的光。
1. 光的反射
光遇到物体的表面时,一部分光会 原来的方向,返回到原来的物质中传播的现象,叫做光的反射。光遇到任何物体的表面都会发生反射,从而使我们能看到本身不发光的物体。
2. 探究光的反射定律
【提出问题】当阳光照射到窗台上的平面镜时,会发现有光束反射到屋内的墙上并形成光斑。改变平面镜的角度,光斑的位置会随之改变。那么,光反射时遵循什么规律?
【猜想与假设】你的猜想是:____________________________。
【设计实验】
(1)实验器材
激光笔、铅笔、量角器、平面镜、可折转的白色粗糙硬纸板ENF等。
①量角器:测量入射角和反射角的度数。
②可折转白色粗糙硬纸板的作用:一是显示光的传播 ,对光线起漫反射作用;二是探究入射光线、法线和反射光线是否在 内。
(2)实验与装置
把一个平面镜放在水平桌面上,把硬纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。用激光代替光线照射到镜面上,为了能观察到激光传播的路径,将激光笔贴着可以折的白纸板照射,并用笔记录下激光传播径迹,观察激光传播径迹并进行比较,从而找到光反射时遵循的规律。
【进行实验】
(1)如图1所示,把一个平面镜放在水平桌面上, 再把一张白色硬纸板竖直地立在平面镜上(ON垂直于镜面)。
(2)让激光束贴着硬纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在硬纸板上用铅笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
(3)改变入射光 EO 跟法线之间的夹角,重做两次实验,均用铅笔描出入射光和对应的反射光的径迹.
图1 图2 图3
④把右侧纸板 NOF 向前或向后折转某一角度(如图2所示), 仍使激光束贴着硬纸板射到O点,观察是否还能在右侧的纸板上看到反射光线。
⑤如图3所示,让激光笔发出的光逆着原来的反射光射向镜面时,这时的反射光将沿着什么方向射出?
【收集证据】
(1)记录表一。
(2)入射光和对应的反射光的径迹。
次数
∠i
∠r
1
30°
30°
2
45°
45°
3
35°
35°
(3)记录表二
纸板的位置
是否看到反射光
纸板 NOF 向前折
看不见
两纸板在同一平面内
看见
纸板 NOF 向后折
看不见
【分析与论证】
(1)描述光反射的几个基本术语
①入射点O:光线射到镜面上的点。
②法线ON:通过入射点,垂直于镜面的直线。
③入射光线AO:入射到镜面的光线。
④反射光线OB:从镜面返回的光线。
⑤入射角i:入射光线与法线的夹角。
⑥反射角r:反射光线与法线的夹角。
(2)分析实验现象
①分析反射角和入射角的大小可得出:反射角 入射角。
②分析反射光线、入射光线和法线的位置关系:可看到两半块纸板在一个平面内时有反射光线,右半部分向前折或向后折,观察不到反射光线。说明:
反射光线、入射光线、和法线在 内。
③多次改变入射光线的路径,分别沿AO、BO、CO的方向射到平面镜,记录对应反射光线的路径分别为OA'、OB'、OC'。会发现:反射光线和入射光线总是分居法线的