四、光的反射（培优教学课件）物理苏科版2024八年级上册

江苏凤凰科学技术出版社 第二章 光现象 “烟花三月，我和几个同学相约去公园游玩。只见桃红柳绿连绵数里，蓝天、白云倒映在碧水之中，好似‘天上有行云，人在行云里’。远眺五亭桥，湖水倒映着她的倩影。一阵微风吹来，湖面上波光粼粼，让人眼花缭乱……” 以上摘自小明的日记。你是否也有类似的经历？你能提出哪些与光有关的问题？ 四、光的反射 八年级上册•苏科版（2024） 一、光的反射现象 二、光的反射定律 三、平面镜成像原理 四、镜面反射和漫反射 五、凸面镜和凹面镜 六、课堂总结 七、实践与练习 八、 提升训练 学习内容 学习目标 通过探究活动培养学生参与、探索精神，激发物理兴趣。体会物理应用，增强应用意识。 情感态度与价值观 学生能述反射现象，知法线、入射角、反射角含义，解反射定律及简单问题，了解镜面、漫反射并解释现象。 知识与技能 探究光的反射定律，培养学生观察、分析、归纳能力，会解释生活现象，培养解决问题能力。 过程与方法 1.探究光的反射定律。 2.理解光的反射定律并能应用其解决实际问题。 教学重点 1.探究光的反射定律的实验设计与操作。 2.区分镜面反射和漫反射，并能解释相关现象。 教学难点 重难点 4 导入新课 有些物体本身不发光，我们之所以能看见它们，是因为它们把光反射到我们的眼睛。 知识点1：光的反射现象 光的反射 一、光的反射现象 光射到物体表面时，有一部分会被物体表面反射回来，这种现象称为光的反射（reflection）。 1. 光的反射 我们能够看见太阳、发光的电灯等光源，是因为光源发出的光进入我们的眼睛 我们能看到教室、人、书本等这些本身不发光的物体，是因为光的反射进入了我们眼睛 思考：为什么平面镜能成像？这与光的反射有关。那么，光的反射有什么规律呢？ 一、光的反射现象 (1)光的反射发生在两种介质交界面处。 (2)光的反射现象发生在同种介质中，只改变了光的传播方向，光的传播速度不变。 对光反射的两点说明 知识点2：光的反射定律 光的反射 2. 活动：初识光的反射 如图右图所示，将一束光照射到平面镜上，它 的反射光在光屏（或白色墙壁）上形成一个光斑。尝试改变入射光照射到平面镜上的角度，观察反射光和光斑位置的变化。 初识光的反射 试一试 二、光的反射定律 入射光线 A O 入射点 平面镜 反射光线 B 法线 N 入射角 反射角 β α 光的反射中的基本概念 一点、三线、二角： 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，常用虚线表示。 ③入射光线：入射到镜面的光线。 ④反射光线：从镜面返回的光线。 ⑤入射角α：入射光线与法线的夹角。 ⑥反射角β：反射光线与法线的夹角。 注意：（1）法线必须画虚线 （2）入射光线和反射光线都有方向，只能写成 AO、OB，不能写成OA和BO。 二、光的反射定律 根据你观察到的现象猜测： （1）当入射光的方向改变时，反射光的方向如何变化？ （2）在什么情况下反射光与入射光重合？ （3）反射角与入射角之间可能有什么关系？ 试一试 二、光的反射定律 3. 实验：探究光的反射定律 （1）如图所示，平面镜水平放置，将一束光斜射到平面镜上，用一块白板去寻找入射光和反射光，使它们同时呈现在白板上。此时发现白板与镜面垂直。 想一想 怎样才能方便地改变和测量入射角与反射角？ 实验与记录 实验结论：反射光线、入射光线和法线位于同一平面内，且分居法线两侧。 二、光的反射定律 3. 实验：探究光的反射定律 (2)保持白板位置不变，让入射光过O点垂直平面镜射向平面镜，观察入射光和反射光。此时发现反射光和入射光重合，将反射角和入射角记录在实验表格中。 实验序号 入射角α/° 反射角β /° 1 2 3 4 (3)逐步增大入射角，多次测量入射角和对应反射角β,记录在实验表格中，并画出反射光线和入射光线。 0 0 30 30 45 45 60 60 实验结论：反射角等于入射角。 二、光的反射定律 3. 实验：探究光的反射定律 (4)选取一条反射光和入射光的径迹，让光逆着反射光射向平面镜，发现光将逆着入射光的方向射出。换另外对应的两组光的径迹，发现现象相同。 实验结论：说明光路是可逆的。 反射光线、入射光线和法线在同一平面内，且反射光线、入射光线分居在法线两侧；反射角等于入射角；光路是可逆的。 归纳总结 二、光的反射定律 视频：探究光的反射规律 实验评估 3. 实验：探究光的反射定律 (1)实验时白板上没有显示出光的传播径迹，原因是实验时没有让光贴着白板入射。 (2)光的传播径迹混乱，可用不同颜色的笔在白板上沿着光路将其描画下来。 (3)多次实验的目的不是减小实验误差，而是总结出具有普遍意义的规律性结论。 (4)记录反射角时，注意不要把反射光线与镜面的夹角当成反射角。 二、光的反射定律 在光的反射现象中， ①反射光线、入射光线和法线都在同一平面内； ②反射光线、入射光线分别位于法线两侧； ③反射角等于入射角。 光的反射定律 4. 光的放射定律 二、光的反射定律 5. 四点透析光的放射定律 对应关系 因果关系 变化规律 特殊情况 注意定律中的因果关系：先有入射光线，后有反射光线。所以叙述反射定律的内容时必须先说反射，后说入射 反射光线随入射光线的改变而改变，入射光线“靠近”或“远离”法线，反射光线也相应地“靠近”或“远离”法线，即反射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小 当光垂直于镜面入射时，入射角为0°，反射角也为0°，反射光线与入射光线在同一直线上，传播方向相反 每一条反射光线对应着一条入射光线 二、光的反射定律 6. 光路是可逆的 二、光的反射定律 （1）在光的反射中，光路是可逆的 如下图所示，让光逆着反射光的方向射到镜面，反射后的光会逆着原来入射光的方向射出。这表明在反射现象中光路是可逆的。 视频演示：光路是可逆的 6. 光路是可逆的 二、光的反射定律 （2）光路可逆的现象 生活中有很多现象可以说明光路的可逆性。例如，如果你在一块平面镜中看到了一位同学的眼睛，那么这位同学也一定会通过这面镜子看到你的眼睛。 甲猴通过平面镜看到了乙猴，是乙猴发出的光通过平面镜反射后到达甲猴的眼睛。 根据光路的可逆性，甲猴发出的光通过平面镜反射后也可以到达乙猴的眼睛，所以说乙猴一定能看见甲猴。 【典例1】下列四种说法，能正确体现“在光的反射现象中，光路是可逆的”这一思想的是（　　） A．甲同学通过一块平面镜看到乙同学的脚，乙同学也可以通过该平面镜看到甲同学的脚 B．甲同学通过一块平面镜看到乙同学的脸，乙同学也可以通过该平面镜看到甲同学的脸 C．甲同学通过一块平面镜看到乙同学的脸，乙同学可以通过该平面镜看到甲同学的脚 D．甲同学通过一块平面镜看到乙同学的脚，乙同学可以通过该平面镜看到甲同学的脸 【提示】光路是可逆的 B 二、光的反射定律 (1)为了使实验现象明显，实验应在       （选填“较亮”或“较暗”）的环境下进行。 (2)组装实验装置时，需将光屏       放在平面镜上。 【典例2】某实验小组做探究“光的反射规律”的实验，实验器材有可折转的光屏ABCD、平面镜、激光笔等。 【详解】（1）光线和环境的对比度越大，光线越清晰。所以为了使光线更加明显，实验应在较暗的环境下进行。 较暗 二、光的反射定律 垂直 (3)实验时，将一束光贴着光屏沿EO射到O点，经平面镜反射后，光沿另一方向射出，则∠α，是       （选填“入射”或“反射”）角。 入射 （2）探究光的反射定律时，应让光屏垂直平面镜放置，这样光的传播路径能呈现在光屏上。 （3）法线与镜面垂直，射向镜面的光线为入射光线，离开镜面的光线为反射光线，入射光线与法线的夹角是入射角，反射光线与法线的夹角为反射角，所以由图可知，EO为入射光线，∠α是入射角。 (4)实验中测出多组入射角和反射角的度数，并将数据记录在表中。分析可得：反射角       入射角；当入射角变大时，反射光线       （选填“远离”或“靠近”）法线。 二、光的反射定律 （4）[1]由表中数据可知，多次改变入射光线的方向，反射角总等于入射角。 [2]由表中数据可知，当入射角变大时，反射角也增大，故反射光线远离法线。 等于 远离 实验次数 1 2 3 入射角 30° 40° 60° 反射角 30° 40° 60° 知识点3：平面镜成像原理 光的反射 如图 （a）所示，烛焰上的一点 S 向周围发出光，其中有一部分光射入人眼，人就看到了这个点。烛焰上所有点发出的光，都会有一部分进入人眼，因此人就会看到整个烛焰。 三、平面镜成像原理 1. 平面镜成像原理 如图所示，设来自烛焰上点 S 的两条光线经平面镜反射后进入人眼，这两条光线的入射点分别为 O1和O2，根据光的反射定律，可作出反射光线 O1A1 和 O2A2。它们的反向延长线（虚线）相交于平面镜后的点 S'，人会感到光好像是从点 S' 发出的，点 S' 就是点S 的虚像。 三、平面镜成像原理 同理，烛焰上的其他点也都能通过平面镜形成对应的虚像点，因而形成整个烛焰的虚像。由此可见，烛焰的虚像并不发光，它是由射入人眼的反射光所形成的视觉效果。 S′ S 平面镜 O1 O2 A2 A1 N2 N1 (1)物体、实际光线用实线画，光线的反向延长线、虚像、法线用虚线画。 三、平面镜成像原理 2. 平面镜作图规则 (2)光线要带箭头，箭头指向要与光的传播方向一致。光线与光线之间要连接好，不能出现断点。 (3)作光的反射光路图时，应先在入射点作出法线（虚线），然后根据反射角等于入射角作出反射（入射）光线。 【典例3】如图所示，一束光线射到平面镜上，其反射光线与平面镜的夹角是30°，请画出入射光线并标出入射角大小。 【详解】【详解】因为反射光线与镜面的夹角为30°， 则反射角为90°-30°=60° 由光的反射规律可知，反射角等于入射角，所以入射角等于60°，根据反射角等于入射角画出入射光线，如下图所示： 三、平面镜成像原理 三、平面镜成像原理 【典例4】根据反射定律完成光路图，并标明反射角度数。 【详解】先过第一次入射点垂直镜面作出法线，再根据反射角等于入射角画出反射光线，同理先作法线，注意第二次反射的反射光线与第一次反射的入射光线平行，如图所示： 知识点4：镜面反射和漫反射 光的反射 四、镜面反射和漫反射 在暗室里，将一块小平面镜平放在较大的白纸上，用手电筒照射镜面，避开镜面反射光的方向观察，镜面和白纸被光照射的部分哪个显得更亮？ 1. 探究光的镜面反射和漫反射 提示：镜面是暗的，白纸较亮 思考：为什么镜面是暗的，而白纸显得较亮？ 提示：是因为不同的物体表面对光的反射是有差异的。 （1）平面镜的表面平整、光洁，当平行光入射到平面镜上时，反射光仍是平行的，如图所示。这种反射叫作镜面反射。 四、镜面反射和漫反射 2. 镜面反射 （2）常见的镜面反射：例如平静的水面、抛光的金属面、各种镜面等等。 凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射。这种反射叫作漫反射。 四、镜面反射和漫反射 3. 漫反射 同学们能从不同方向看清老师及黑板上的字，就是因为老师、字都发生了漫反射。 注意：漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。 【典例5】某校正在举办“科技展”，受到同学们的欢迎，但同学们在参观后，提出了一个问题：展示橱窗玻璃总是发生“反光”（玻璃上呈现外界事物影像的现象），而且有阳光时“反光”现象更明显，以至于看不清橱窗内的物品了。 (1)你认为产生“反光”现象的原因是 _ __________________________________________________。 “反光”现象更明显的原因是____________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)请你提供一个解决“反光”现象的方案_________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 光在橱窗玻璃上发生了镜面反射，导致人们看到玻璃上外界事物的像，与平面镜成像原理相同。 四、镜面反射和漫反射 “反光”现象更明显的原因是，晴朗天气阳光强烈，光线在玻璃表面反射的反射光也变强，从而使光的反射形成的影像更加清晰。 可以换用防眩光玻璃或贴防眩光膜，这些材料能够减少光的反射，从而降低反光效果。此外，在橱窗内安装光源，使光从橱窗内向外照射。 知识点5：凸面镜和凹面镜 光的反射 凹面镜的表面是凹进去的，凹面镜对光有会聚作用，能成像且有很多应用。 利用凹面镜对光的会聚作用，可使光的能量集中。手电筒中的反光罩、太阳灶、点燃杭州亚运会圣火的装置等都是凹面镜。 凹面镜对光的反射 点燃杭州亚运会圣火的凹面镜 五、凸面镜和凹面镜 1. 凹面镜的特点及应用 凸面镜对光有发散作用，能成像且有很多应用。 与平面镜相比，凸面镜能扩大视野。汽车的后视镜、道路拐弯处的反光镜等大多是凸面镜。在山区道路的拐弯处设置凸面镜，有利于避免交通事故的发生。 道路拐弯处的反光镜 凸面镜对光的反射 2. 凸面镜的特点及应用 五、凸面镜和凹面镜 【典例5】汽车已进入普通家庭，小明通过对汽车的观察发现：汽车的后视镜（如图）是 （填“平面”“凹面”或“凸面”）镜，对光线有 （“会聚”或“发散”）作用，小明从汽车的后视镜里看见驾驶员的眼睛，此时驾驶员通过车内后视镜_____（填“一定”“不一定”或“一定不”）能看见小明的眼睛。 【详解】[1][2][3]凸面镜对光有发散作用，凹面镜对光有会聚作用，汽车的后视镜是凸面镜，凸面镜对光线有发散作用，小明从汽车的后视镜里看见驾驶员的眼睛，此时驾驶员通过车内后视镜一定能看见小明的眼睛，因为在反射中，光路是可逆的。 凸面 五、凸面镜和凹面镜 发散 一定 四、课堂总结 光的反射 课堂总结 五、实践与练习 光的反射 1. 找出自己身边利用光的反射来工作的器具，并和同学交流。 手电筒和台灯的反光罩；汽车的观后镜；各种平面镜、凸面镜、凹面镜等；警察与路政工人所穿警示马甲上的反光条；公路旁标志牌上的反光片、教室里的投影屏幕等。 实践与练习 2. 利用潜望镜，潜艇中的人在水下也能观察水面上的情况，如图（a）所示。请参考图（b），利用两块平面镜自制一个简易潜望镜。 潜望镜内部上下拐角处各安装一个平面镜，两块平面镜互相平行，都跟水平方向成45°角，利用平面镜成像的原理，来自物体的光通过两次反射使下面的人可以看到上面的物体的虚像。 实践与练习 3. 如图（a）所示，自行车尾灯本身并不发光，它是由许多角反射器组成的反光装置。角反射器是由互相垂直的反光面组成的，当汽车的灯光照在它上面时，它能将光反射回来，以引起司机的注意。请在图（b）中画出入射光线经两个平面反射的光路，看看最终的反射光线和最初的入射光线在方向上有何关系。 实践与练习 先过第一次入射点垂直于镜面作出法线，再根据反射角等于入射角画出反射光线；反射光线到达第二个反射面，同理先作法线，再作第二次反射的反射光线，如图所示。 如图所示，NO1、NO2分别为法线，根据光的反射定律可得 ∠1＝∠2 ∠3＝∠4 两镜面垂直，法线也垂直，即NO1⊥NO2 则∠2+∠3＝90° ∠1+∠4＝90° 即∠2+∠3+∠1+∠4＝180° 即∠AO1O2+∠O1O2C＝180° AO1为入射光线，O2C为反射回来的光线，即AO1平行O2C并且方向相反。 实践与练习 实践与练习 4. 参照图，拍摄几张含有反射现象的照片，用你所学的知识解释照片中的现象。 平静的水面相当于平面镜，平面镜成的像和物关于镜面对称。地面上的建筑物通过平静的水面成等大的虚像，像和物关于水面对称，就是我们看到的现象。其原理是光的反射定律。 例如，照镜子时，我们举右手，镜子的“你举左手”；夜晚月球在水中的像；湖面上的飞鸟在水中的像等。 六、提升训练 光的反射 提升训练 1．晚上，在桌面上铺一张白纸，把一小块平面镜平放在纸上，如图所示，则从侧面看去（　　） A．白纸比较暗，它发生了漫反射 B．白纸比较亮，它发生了镜面反射 C．镜子比较暗，它发生了镜面反射 D．镜子比较亮，它发生了镜面反射 【详解】当用手电沿竖直方向向下照射时，镜子表面光滑，光射在镜面发生镜面反射，反射后光线方向是向上的，旁边的人眼睛几乎接收不到镜子的反射光线，所以觉得镜子比较暗。白纸表面粗糙，光射在纸面发生漫反射，反射光射向各个方向，白纸的反射光线进入人眼的较多，人觉得纸较亮。故ABD不符合题意，C符合题意。 C 提升训练 2．如图所示，EO、OF分别为入射光线和反射光线，为验证“光路可逆”的原理，则下一步实验中，入射光线的路径应为（　　） A．EO B．PO C．FO D．QO 【详解】光路可逆即光可以逆着原来光路的方向传播，为了证明光路是可逆的，让光线沿着FO方向射向镜面，观察反射光线是否沿着OE方向射出，若反射光线沿着OE方向射出，则光路是可逆的，故C符合题意，ABD不符合题意。 C 提升训练 3．夜间开车时汽车灯光能照亮前方的马路，使司机看清路面，但刚下过雨的路面十分潮湿，司机几乎看不到路面被照亮，甚至感觉自己的车灯未开。造成该现象的主要原因是（　　） A．路面潮湿，光沿直线传播 B．灯光在潮湿的路面上主要发生了漫反射 C．潮湿的路面很黑，不反射光 D．灯光在潮湿的路面上主要发生了镜面反射 【详解】由于下雨，路面比较潮湿，光在有水的路面上照射时会发生镜面反射，所以这时汽车的灯光照在路面上会向前方反射出去，几乎没有光线进入司机的眼睛，所以司机几乎看不到路面被照亮，甚至感觉自己的车灯未开，故D符合题意，ABC不符合题意。 D 提升训练 4．如图所示，小明想要利用一块平面镜，使跟水平方向成40°角的太阳光竖直射入井中，则平面镜跟水平方向的夹角应是 ；保持入射光的位置不动，将平面镜顺时针转动一定角度，平面镜未转过竖直位置，入射光线与反射光线的夹角将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 65° 变小 【详解】[1][2]如图所示，过入射点O竖直向下作出反射光线OB，然后作AOB的角平分线，即得法线ON，经推理计算可得平面镜与水平面的夹角是65°；若入射光不动，当平面镜绕入射点顺时针转动且平面镜未转过竖直位置时，入射光线与镜面的夹角增大，则入射角减小，反射角也减小，入射光线与反射光线的夹角变小。 提升训练 5．下图是关于小猫和小聪的一幅漫画，图中两条光线的夹角是60°，那么，小聪观察小猫光路的入射角大小是 ，此现象说明光在反射时，光路是 的。 30° 可逆 【详解】[1]小聪观察小猫，小猫反射的光线，经平面镜反射到小聪的眼睛中，所以小猫反射到平面镜的光线是入射光线，进入小聪的是反射光线。 作出入射光线和反射光线的角平分线即法线，如图所示：由图可知∠1=∠2，∠1+∠2=60°，所以∠1=∠2=30°，即入射角为30°。 (1)小李将平面镜平放在水平桌面上，再把白色硬纸板放在平面镜上且与镜面保持         ，白色的硬纸板表面应尽可能         （选填“光滑”或“粗糙”）。 提升训练 6．如图在“探究光的反射规律”时，小李进行了如甲所示的实验。 垂直 (2)小李让一束光EO贴着纸板射到平面镜上，在纸板上会看到反射光线OF，然后将纸板绕ON向后折，如图乙所示，此时在NOF面上         （选填“能”或“不能”）看到反射光线，此时，反射光         （选填“存在”或“不存在”）；说明反射光线、入射光线和法线在          （选填“同一”或“不同”）平面内。 粗糙 不能  存在 同一 提升训练 6．如图在“探究光的反射规律”时，小李进行了如甲所示的实验。 (3)如图甲所示，让激光笔发出的光逆着原来的反射光FO射向镜面时，此时的反射光将沿着OE方向射出，说明光发生反射时光路是          。 可逆的 八年级上册•苏科版（2024） 谢谢！ 一份耕耘，一份收获 Lavf58.45.100 $$