第4节 光的反射和折射（第2课时）（培优教学课件）科学浙教版2024八年级上册

第4节 光的反射和折射 （第2课时） 第1章 对环境的察觉 浙教版八年级科学上册(2024浙教版) 学习目录 平面镜 1 凸面镜和凹面镜 2 学习目标 科学观念 科学思维 探索实践 态度责任 理解平面镜成像特点、成像原理和画法。 树立利用实验研究问题的意识，理解平面镜成像的原理 通过实验探究，培养学生分析、归纳和总结问题的能力，概括出平面镜成像规律。 鼓励学生动手做实验，对实验数据负责。 教学重难点 教学重点 教学难点 掌握平面镜成像的等大、等距、对称及虚像特性。 通过实验探究验证成像规律，并能解释生活现象。 理解虚像的形成原理及与实像的区别。 实验操作中误差控制与规律的灵活应用。 课堂导入 湖面为什么能形成倒影？倒影与实际物体有什么关系？” “倒影是‘真实存在’的吗？为什么光屏无法接住它？” PART01 平面镜 新知讲解 我们平时使用的镜子的表面是平的，叫作平面镜。利用平面镜可以看到镜子里有一个跟你一样的“人”,镜子里的那个“人”就是你的像。 一、平面镜 平面镜成像规律 对着平面镜观察自己的时候，我们在平面镜里所成的像的大小、位置跟我们自己的大小、所处的位置有什么关系?让我们用一块玻璃板作为平面镜来探究平面镜的成像规律。 图1.4-7 探究平面镜成像 1.实验设计和进行实验：在桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在纸上，在纸上记下玻璃板的位置。选取两支大小相同的蜡烛，把一支蜡烛点燃后放在玻璃板的前面，看一看玻璃板后面有没有蜡烛的像。再拿另一支没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合为止。这个位置就是点燃的蜡烛所成像的位置。用笔在纸上记下这两支蜡烛位置。实验中，观察到的蜡烛的像与蜡烛的大小是否相同? 移动点燃的蜡烛到另一个位置，重做上面的实验。用直线把每次实验中的蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测量出它们到玻璃板的距离，并加以比较。 2.实验数据记录：将实验数据记录在表1.4-2中。 蜡烛到平面镜的距离 蜡烛的像到平面镜的距离 第1次 第2次 表1.4-2记录表 【实验数据】 次数 蜡烛到玻璃板的距离/cm 蜡烛的像到玻璃板的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系 ① 10 10 等大 ② 15 15 等大 ③ 20 20 等大 ④ 25 25 等大 3.分析与论证：蜡烛所成像的位置和蜡烛的位置有什么关系?它们的大小有什么关系? （1）分析表中数据可以得出，蜡烛的像到镜面的距离和蜡烛到镜面的距离是相等的。 （2）由实验观察和测量可得：①蜡烛的像与蜡烛的大小是相等的；②蜡烛的像和蜡烛的连线与镜面垂直。 【实验结论】 平面镜成像规律：①平面镜所成像的大小与物体的大小相等；②像和物体到平面镜的距离相等；③像和物体的连线与镜面垂直。 注 意 (1)实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前、后两表 面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大错位，难以确 定像的位置 。 (2)实验中，玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置，则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛的像将不能完全重合。 （3）实验中用薄玻璃板代替平面镜的目的：便于确定像的位置（因为玻璃板反射光的同时透光，能观察到像的位置，若用不透光的平面镜做实验，则无法透过平面镜看到像的位置）。 注 意 （4）光学实验应在室内光线较暗的环境下进行，现象更明显。 （5）实验时拿一支外形相同但未点燃的蜡烛放在玻璃板后面的目的是比较像与物的大小关系。（该方法属于等效替代法） （6）实验中需要多次测量的目的：避免实验的偶然性，从而使实验结论更具有普遍性。 一、平面镜 平面镜成像的原理 成像原理 光的反射           解读 在平面镜前面点燃一支蜡烛，平面镜后面并没有点燃的蜡烛，但我们却看到平面镜后面好像有点燃的蜡烛，这是因为蜡烛火焰向四处发光，一部分光经过平面镜反射后进入我们的眼睛，使我们产生视觉，我们感到这些光好像是从蜡 烛的像上发出的，而实际上像并没有发出光，这样的像称为虚像。 由反射光线的反向延长线相交而成 一、平面镜 平面镜成像的特点 →像与物相对平面镜具有对称性 特点 概述 等大 像和物体的大小相等 等距 像和物体到镜面的距离相等 垂直 像和物体的连线与镜面垂直  正立虚像 在镜中所成的像是正立的虚像，只能用眼睛观察到，不能用光 屏去承接 左右反向 像和物体左右是相反的 如图1.4-9,AB表示平面镜前面的物体，请根据平面镜成像的对称性，作出AB在平面镜中的像A'B′。 画图步骤：①作垂线；②取等距；③画虚像。 先过物点做平面镜的垂线，然后根据物和像到平面镜的距离相等，找到像点，并用虚线表示虚像。同时，要注意辅助线也要用虚线表示。也可以利用物和像的对称性确定平面镜的位置（作像、物连线的中垂线即可）。 一、平面镜 光学作图：确定像点 原理 光的反射定律 平面镜成像特点  步骤 ①从光点S引出两条光线，射 到平面镜上；②作两条入射光 线的法线；③根据反射角等于 入射角，作反射光线，将反射 光线反向延长，反向延长线的 交点即为光点S的像点S' ①过光点S作平面镜的垂线(像 与物的连线跟镜面垂直);②取 点S',让点S'到镜面的距离等于 光点S到镜面的距离(像与物到 镜面的距离相等);③标出像点 S'(像与物大小相等)  示意图 平面镜的使用历史悠久，古人用磨光的铜面作为镜子。现代生活中我们也离不开平面镜。 一、平面镜 PART 02 凸面镜和凹面镜 新知讲解 拓展培优 二、凸面镜和凹面镜 凸面镜和凹面镜 分类 凸面镜 凹面镜 光路     作用 对光有发散作用 对光有会聚作用 实例 街头拐弯处的反光镜、汽车的后 视镜等 太阳灶、手电筒反射镜、医 生观察耳道所用的镜子等 共同点 都遵循光的反射定律且符合光路的可逆性 凸面镜和凹面镜 除了平面镜外，人们也常用到凸面镜和凹面镜，它们统称为球面镜。汽车的后视镜、公路急转弯处的反光镜都是凸面镜，利用凸面镜可以扩大视野。汽车前灯的反光装置相当于凹面镜，利用它可以将光几乎平行射出。由光路的可逆性，凹面镜可以会聚平行光。位于我国贵州省平塘县的“中国天眼”,是500m口径球面射电望远镜(FAST),其反射面的大小相当于30个足球场，利用它的球冠形反射面会聚电磁波，开展深空探测，推进宇宙起源和演化的研究。 一、平面镜 PART 03 课堂总结 课堂总结 平面镜成像特点 像物大小相等 距离相等 线面垂直 左右相反 像为虚像 PART 04 练习与应用 有一个“魔术表演”如图所示：玻璃板前后分别竖立着蜡烛甲、放在烧杯中的蜡烛乙，仅点燃蜡烛甲，向烧杯中注水，透过玻璃板可以看到“浇不灭的蜡烛”。为确保魔术取得成功，下列做法正确的是（　　） A．需将玻璃板涂成黑色 B．甲、乙两支蜡烛的大小必须相等 C．可以在玻璃板后面直接观察烧杯中的“蜡烛” D．在光线充足的环境下进行该“魔术表演” 练习与应用 解：A．黑色不能反射光线，所以将玻璃板涂成黑色，魔术不能成功， B．平面镜成的像与物体大小相等，因此甲、乙两支蜡烛必须大小相等，魔术才能成功，故B正确； C．平面镜成的是虚像，不是实像。所以不能在玻璃板后面直接观察烧杯中的“蜡烛”，故C错误； D．平面镜成像时，物体和环境的对比度越大，成像越清晰，所以本实验在较暗的环境下进行更好，故D错误。故选：B 早晨，小明同学在上学之前，总要对着镜子检查一下自己的着装。如何才能把自己看得更清晰呢？小明应把平面镜放在（　　） A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．D位置 练习与应用 解：平面镜成像是由于光的反射形成的，人的像是由人射向镜面的光经镜面反射而形成的。所以要能较清楚地看清自己的面容，自己应面对窗口，镜子的反射面应朝本人，应把平面镜放在A位置，故A正确。 故选：A。 汽车“平视显示系统”是利用平面镜成像原理将行车信息通过挡风玻璃成像在司机视野正前方，减少司机低头次数，提升行车安全。当显示器上看到如图所示符号时，司机通过挡风玻璃看到的“像”是（　　） A． B． C． D． 练习与应用 解：水平显示面相当于平面镜，根据平面镜成像特点可知平面镜所成的像和物体关于平面镜对称，在水平显示器屏上应是 ，故ABC错误，D正确。 故选：D。 PART 05 提升训练 如图所示，某房间水平地面上有一点光源S，距离点光源L的地面上，放有一边长为L且不透光的立方体物块，并且正好挡住了房间内某同学的视线。该同学只好通过安装在天花板上的平面镜来观察光源的像，则平面镜离地面的高度不得低于 提升训练 $$