第2节 光的反射 （教学课件） 物理人教版2024八年级上册

第四章 光现象 第2节 光的反射 物理八年级上册 •人教版 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 理解光的反射定律，包括入射角、反射角和法线的基本概念，并能解释日常生活中的反射现象。 02 科学思维 通过分析光的反射实验数据，培养逻辑推理和问题解决能力，形成科学的思维方式。 03 科学探究 能够设计并执行简单实验，探究不同表面（如镜面、粗糙面）对光反射的影响，并记录和分析结果。 04 科学态度与责任 认识到光反射在科技和生活中的应用价值，培养安全使用光学设备、节约能源的责任意识。 教学重难点 教学难点 教学重点 1.研究光的反射定律，包括位置关系、大小关系。 2.能区分镜面反射和漫反射，并会解释生活中的物理现象。 1.理解光的反射定律，反射角等于入射角，灵活运用解决问题。 2.理解光的反射现象中光路的可逆性，并能正确解释光学现象。 甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站使用了超过1.2万面定日镜。当太阳位置发生变化时，自动控制系统可以调整光热电站定日镜的角度，将太阳光准确地反射到吸热塔的顶端，从而达到聚热的效果。 思考：这些定日镜为什么能将太阳光准确反射到指定位置？ 课堂引入 甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站 视频：塔式光热发电站 课堂引入 漫步在池塘边时，我们经常能看到波光粼粼的水面，以及游弋的鸭子在水中的倒影。水面上为什么会泛起粼粼的波光?鸭子在水中的倒影又是怎样形成的呢? 知识点1 光的反射定律 知识点1：光的反射定律 探究新知 1. 看到物体的原因 （1）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。 （2）我们能够看见不发光的物体，是因为物体表面反射的光进入了我们的眼睛。 光遇到桌面、水面以及其他不发光的物体的表面，都会发生反射（reflection）。 【典例1】黑暗房间的两盏灯，只有一盏灯发光时，小明可以同时看到两盏灯。下列小明看到不发光的灯的光路图中符合实际的是（   ） 知识点1：光的反射定律 探究新知 【详解】点亮的灯泡属于光源，会发出光线，未点亮的灯泡会反射点亮的灯泡的光线，使光线进入人的眼睛，从而人看到了未点亮的灯泡。C符合题意，ABD不符合题意。 C 知识点1：光的反射定律 探究新知 （1）概念：当光射到物体表面时，有一部分会被物体表面反射回来，这种现象称为光的反射。 2. 光的反射 （2）对光的反射理解 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。 思考： （1）光发生反射时遵循什么规律？ （2）反射光是沿着什么方向射出的？ 知识点1：光的反射定律 探究新知 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 3. 光的反射中的基本概念 一点、二角、三线、 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。 光射向介质表面时将发生反射，改变入射光线的方向，反射光线方向也会随着改变，如图所示，光的反射遵循什么规律呢？ 知识点1：光的反射定律 探究新知 4. 实验：探究光的反射定律 【提出问题】 【猜想与假设】 (1)反射光线、入射光线和镜面的夹角相等。 (2)反射光线和入射光线关于法线是对称的。 问题1：光是很笼统的，如果要探究反射规律，如何选择研究对象最方便？ 知识点1：光的反射定律 探究新知 【实验思路】 要探究光反射时的规律，先要思考以下问题： 问题2：如何寻找反射光和入射光的位置关系？ 因为光在空气中沿直线传播，我们可以将一条细细的光束作为研究对象，方便我们探究光的反射规律。所以，可以选择能发出细激光束的激光笔作为光源。 我们可以测量出入射角和反射角的度数，研究反射光和入射光之间的位置关系。 问题3：光不是实体，如何测量入射角和反射角？ 知识点1：光的反射定律 探究新知 【实验思路】 要探究光反射时的规律，先要思考以下问题： 如图所示，我们可以将一个纸板垂直立在平面镜上，让激光贴着纸板射入，就能在纸板上看到光的径迹，画出径迹上的两点，连接并延长即可，用量角器测量径迹与法线的夹角，就得到了入射角和反射角。 平面镜 纸板 激光笔、不同颜色的笔、量角器、平面镜、可折叠的白色粗糙硬纸板等。 知识点1：光的反射定律 探究新知 【实验器材】 平面镜 可折叠纸板 知识点1：光的反射定律 探究新知 【实验过程】 (1)如图甲所示，把平面镜放在水平桌面上，再把白色硬纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，右侧纸板NOF可绕直线ON旋转。 图甲 (2)先使纸板EON和纸板NOF处在同一平面内，然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向O点，观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。 次数 ∠i ∠r 1 60° 60° 2 45° 45° 3 30° 30° ┈ 知识点1：光的反射定律 探究新知 【实验过程】 (3)改变光束入射的角度，多做几次实验，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。 (4)取下纸板，用量角器分别测量ON两侧的入射角、反射角的大小，并将数据记录在右下图所示的表格中。 (5)如图乙所示，将纸板NOF向前或向后折，观察能否在纸板ONF上看到反射光线。 知识点1：光的反射定律 探究新知 提示：在纸板上观察不到反射光，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 图乙 【收集证据】 （1）入射光和对应的反射光的径迹 知识点1：光的反射定律 探究新知 表明：当纸板EON和纸板NOF在同一平面内，能观察到反射光线，且入射光线和反射光线分居法线两侧，反射光线随入射光线的改变而改变。 E F （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 知识点1：光的反射定律 探究新知 次数 ∠i ∠r 1 60° 60° 2 45° 45° 3 30° 30° ┈ （2）记录表一 表明：反射角等于入射角，反射角随入射角的减小而减小。 表明：反射光线和入射光线在同一平面内。 在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内； 反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。这就是光的反射定律。 知识点1：光的反射定律 探究新知 【实验结论】 【交流与评估】 知识点1：光的反射定律 探究新知 （1）纸板ENF在实验中的作用是什么呢？ ①显示光的传播路径；②验证反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。 （2）为什么纸板和平面镜要相互垂直呢？ 保证反射光线呈现在纸板内。如果不垂直，反射光线仍在入射光线和法线确定的平面内，但不会呈现在纸板上。 【交流与评估】 知识点1：光的反射定律 探究新知 （4）为什么要改变入射角，并多次试验呢？ 多次试验，是为了得出普遍结论，避免实验结论的偶然性。 （5）为什么要把纸板NOF向前和向后折叠呢？ 为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内 （3）为什么入射光线需要贴着纸板入射呢？ 为了在纸板上显示入射光线和反射光线的传播路径。 知识点1：光的反射定律 探究新知 视频：探究光的反射规律 5. 从四个方面理解光的反射定律 知识点1：光的反射定律 探究新知 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 知识点1：光的反射定律 探究新知 【典例2】如图所示，小闽做“探究光的反射规律”实验，他将一小块平面镜固定在水平圆台上（圆台、玻璃罩可一体化转动），用固定的红色激光笔（图中未标注）发出一束垂直射向平面镜的光NO，然后用另一个绿色激光笔向O点发出一束光AO、经平面镜反射后沿OB方向射出； 实验序号 入射角/° 反射角/° 1 20 20 2 30 30 3 40 40 知识点1：光的反射定律 探究新知 (1)实验中用加湿器使玻璃罩充满水雾，目的是       ； (2)利用红色激光笔发出的光束ON相当于       ； (3)将绿色激光笔固定在玻璃罩上后，缓慢转动圆台，从反射光那一侧可以看到的三束光重合，说明在这次反射现象中，       ___ ____________________； 【详解】（1）玻璃罩内充满水雾，光照射到水雾上发生漫反射，入射光线及反射光线的传播路径都能显示出来。 （2）利用红色激光比较明显，容易观察到，光ON与平面镜垂直，故ON相当于法线。 （3）缓慢转动圆台，反射光线随着入射光线的变化而变化，当入射光线与法线重合，反射光线也与法线重合，这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 显示光路 法线 反射光线、入射光线、法线在同一平面内 知识点1：光的反射定律 探究新知 (4)在上述实验装置的基础上，小闽在玻璃罩内装入量角器，多次改变AO与NO的夹角进行实验，数据记录如表。根据表格，你获得的结论是       ； 多次改变AO与NO的夹角进行实验的目的是       ； (5)为探究光反射时光路是否可逆，应________________________________ ___________________________。 （4）[1]表中数据知，反射角与入射角的度数相同，故结论为光在反射时，反射角等于入射角。 [2]由实验中应多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验，并记录测量结果，其目的是避免偶然性，获得普遍的规律。 反射角等于入射角 避免偶然性，获得普遍的规律 让光线逆着反射光线OB入射，观察光线是否沿OA方向射出。 知识点2 光的可逆性 知识点2：光的可逆性 探究新知 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 1.在光的反射中，光路是可逆的 生活中有很多现象可以说明光路的可逆性。例如，如果甲猴子在一块平面镜中看到了乙猴的眼睛，那么乙猴也一定会通过这面镜子看到甲猴的眼睛。 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。 知识点2：光的可逆性 探究新知 2. 光路可逆的现象 崎岖的山路急转弯处往往安装一面镜子，可以使双方互相看到对面的公路状况及交通状况，保证安全。 知识点2：光的可逆性 探究新知 3. 光路可逆性的利用 知识点2：光的可逆性 探究新知 【典例3】如图所示，被隔板隔开的两个人偶不能直接“看到”对方，但人偶A可以从平面镜中“看到”人偶B的眼睛，则人偶B通过平面镜（    ） A．可能看见人偶A的眼睛 B．一定不能看见人偶A的眼睛 C．一定能看见人偶A的眼睛 D．无法确定，与所处位置有关 C 知识点3 光的反射作图 知识点3：光的反射作图 探究新知 1. 作图注意事项 (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。 (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。 根据光的反射定律作图有如下几种情况： ①已知入射光线作反射光线； ②已知反射光线作入射光线； ③已知入射光线和反射光线，确定反射面的位置。 知识点3：光的反射作图 探究新知 2. 常见类型作图及方法 反射光线 B 入射角 i r 反射角 法线 N 入射点 O 入射光线 A 作图步骤 作法线（虚线）； 确定反射光线的位置； 作反射光线（实线）； 标出反射角r和入射角i。 （1）已知入射光线作反射光线 知识点3：光的反射作图 探究新知 在图中画出反射光线，并标出反射角的大小。 【做法】如下图所示。 ①过入射点O做反射面的垂线ON为法线（虚线）。 ②确定入射角i=60°。 ③过入射点和法线做反射角，使反射角与入射角相等，在反射方向上标上箭头表示方向。 N i 知识点3：光的反射作图 探究新知 入射角 i r 反射角 法线 N 入射点 O 入射光线 A 反射光线 B （2）已知反射光线，作入射光线 作图步骤 作法线（虚线）； 确定入射光线的位置； 作入射光线（实线）； 标出入射角i 和反射角r 。 知识点3：光的反射作图 探究新知 在图中，OB为反射光线，请根据反射定律画出法线ON和入射光线AO。 【做法】如下图所示。 ①先画法线ON（垂直于镜面且用虚线表示）； ②根据反射角∠BON等于入射角∠AON确定入射光线的方向，在法线右侧画出入射光线AO。 ③在入射光线AO上标上箭头。 知识点3：光的反射作图 探究新知 入射角 i r 反射角 法线 N 入射点 O 入射光线 A 反射光线 B 【做法】 ①先做两条光线的角平分线，此线为法线； ②做过入射点垂直法线的一条直线，该直线为平面镜的位置。 （3）已知入射光线和反射光线，确定平面镜的位置。 知识点3：光的反射作图 探究新知 O （4）当光线垂直入射时，它将被垂直反射出去 此时入射光线、反射光线和法线三线重合。 入射角= 0° 反射角= 0° ➛ 知识点3：光的反射作图 探究新知 知识点3：光的反射作图 探究新知 【典例4】小明的妈妈喜欢在家中养花，为了使客厅里花盆中的花更茁壮的成长，你能用平面镜把室外的阳光“迎”进来吗?请你画出平面镜的位置， 并完成光路图。 【详解】连接AB，AB为反射光线，然后作出入射光线和反射光线夹角的角平分线即为法线，再作一条线段与法线垂直，该线段的位置即为平面镜的位置，如图 知识点4 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。 知识点4：镜面反射和漫反射 探究新知 （1）镜面很平整、光滑，一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射，如图所示。这种反射叫作镜面反射（mirror reflection）。 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。 知识点4：镜面反射和漫反射 探究新知 凹凸不平的表面会把一束平行光向着四面八方反射，这种反射叫作漫反射。 3. 漫反射 同学们能从不同方向看清老师及黑板上的字，如果在显微镜下观察，可以看到老师的脸部和黑板实际上是凹凸不平，老师、黑板都发生了漫反射。 注意：漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。 知识点4：镜面反射和漫反射 探究新知 4. 光污染 知识点4：镜面反射和漫反射 探究新知 　　现在，城市里越来越多的高楼大厦采用玻璃幕墙、磨光的大理石作为装饰。当强烈的太阳光照射到这些光滑的表面时，就会发生镜面反射，炫目的光干扰人们的正常生活，造成“光污染”。 　　“光污染”是继废气、废水、废渣和噪声等污染之后的一种新的环境污染源，主要包括白亮污染、人工白昼污染和彩光污染。 “光污染”正在威胁着人们的健康。 视频：光污染 有时，黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛。画出这种现象的光路。为了保护同学们的眼睛，请你根据所学的知识提出改变这种状况的建议。 黑板上“反光”部分发生镜面反射，粉笔字上发生漫反射，由于“反光” 部分的反射光比漫反射的光强，所以黑板“反光”时粉笔字看不清楚。 为了保护同学的眼睛，可以把黑板面打磨的粗糙一些，或用不易反光的材料做黑板，让黑板发生漫反射；也可以让同学移动位置，让眼睛不接收镜面反射的光。 知识点4：镜面反射和漫反射 探究新知 知识点4：镜面反射和漫反射 探究新知 【典例5】教室黑板用久后有一部分变得光滑。当如图所示太阳光从右侧窗户射入时，下列说法正确的是（　　） A．太阳光照射到光滑处将发生漫反射 B．最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置A C．最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置C D．太阳光照在黑板上发生反射时不遵循光的反射定律 【详解】ABC．太阳光照射到光滑处将发生镜面反射，反射光线较为集中，会造成黑板发光。位置A位于镜面反射后的反射光线经过的地方，所以最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置A，故AC错误，B正确； D．无论是漫反射还是镜面反射均遵循光的反射定律，故D错误。 B 课堂小结 课堂小结 探究新知 光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生反射（reflection）。 ①在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内； ②反射光线和入射光线分别位于法线两侧； ③反射角等于入射角。 ④在反射现象中，光路可逆。 ①镜面反射：镜面很平整、光滑，一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射。 ②漫反射：凹凸不平的表面会把一束平行光向着四面八方反射。这种反射叫作漫反射。 光的反 射定律 光的反射 镜面反射 和漫反射 光的反射 课堂练习 课堂练习 探究新知 1．关于光的反射，下列说法正确的是（　　） A．入射光靠近法线时，反射光也靠近法线 B．反射光线与入射光线不在同一平面内 C．当入射光与反射面的夹角为10°时，反射角也为10° D．入射角增大5°时，反射光与入射光的夹角也增大5° A 【详解】A．入射光靠近法线时，入射角减小，则反射角也减小，所以，反射光也靠近法线，故A正确； B．反射光线与入射光线、法线在同一平面内，故B错误； C．当入射光与反射面的夹角为10°时，入射角为:90°-10°=80° 反射角也为80°，故C错误； D．入射角增大5°时，则反射角也增大5°，反射光与入射光的夹角增大10°，故D错误。 课堂练习 探究新知 2．要使眼睛看到物体，则（    ） A．这个物体必须是光源 B．这个物体一定在发光 C．肯定有光由物体进入人眼 D．物体肯定在反射太阳光 C 【详解】若要使眼睛看见一个物体，一定是物体发出的光或者反射的光进入眼里，这个物体不一定是光源，不一定在发光。故C符合题意，ABD不符合题意。 课堂练习 探究新知 3．如图所示的是小明用作图方法记录下的“光的反射”实验现象，图中没有标出光传播的方向（ON是法线）。以下判断正确的是（　　） A．入射光线一定是AO B．反射光线一定是OB C．入射角为35° D．反射角为55° D 【详解】AB．因为在光的反射现象中光路是可逆的，若AO是入射光线，则OB是反射光线，若BO是入射光线，则OA是反射光线，故AB错误； CD．ON是法线，可知 入射光线与法线的夹角叫入射角，无论哪种情况，入射角都为55°；根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，故反射角为55°，故C错误，D正确。 课堂练习 探究新知 4．雨后天晴的夜晚，人在月光下行走，为了不踩到地上的积水，小明迎着月光走时，应走 （选填“亮”或“暗”）处，月光射到水面上，在水面发生的是 （填“镜面反射”或“漫反射”）。 暗 【详解】[1][2]当迎着月光走时，地面发亮处有水；因为迎着月光走，月光射到水面上时，水面发生的是镜面反射，反射光几乎全部射入人的眼睛，而地面发生的漫反射，只有很少的光进入人的眼睛，所以此时水面亮，人应走暗处。 镜面反射 课堂练习 探究新知 5．小强在侦探小说中看到这样的一个情节，目击者在录口供时对警察说道：“在房间里，我正在饭桌前吃饭，通过镜子看到歹徒持枪面对镜子进行偷盗，但是他看不到我，于是我不敢说话，最终逃过一劫”。你认为目击者 （选填“有”或“没有”）撒谎，你判断的依据是 。 【详解】[1][2]目击者通过镜子看到歹徒，是歹徒身上反射的光经镜子反射后进入目击者眼中。由于光的反射现象中，光路是可逆的，则目击者身上反射的光也会通过镜子反射进入到歹徒的眼中，因此歹徒也能看到目击者，因此目击者撒谎了。 有 在光的反射中，光路是可逆的 课堂练习 探究新知 6．如图所示，一束光线与镜面成30°角射向平面镜。请作出反射光线并标出反射角的度数。 【详解】入射光线与平面镜的夹角为30°，所以入射角为： 反射角等于入射角，故反射角也为60°，在法线的右侧画出反射光线，如图所示： 课堂练习 探究新知 7．如甲图是位于青海的全球单机容量最大的熔盐塔式光热电站，每面镜子都能把太阳光反射到塔顶的吸热器上进行发电，请在乙图中画出一束太阳光反射时平面镜的位置。 【详解】由光的反射定律可知，反射角等于入射角，先作出入射光线和反射光线的角平分线，即为法线，再过入射点 课堂练习 探究新知 8. 小明利用如图装置探究光反射时的规律。 （1）如图甲所示，实验时，把一个平面镜放在水平桌面上，再把白色纸板（右侧可绕ON翻折）竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON应 于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点，光在纸板上发生 反射，呈现径迹。光经平面镜发生 反射，沿另一个方向射出； 垂直 漫 镜面 课堂练习 探究新知 （2）改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，用量角器测量ON两侧的和，是为了_________________________ __________，多做几次是为了 ； （3）让光沿图甲中BO方向照射到镜面，它会沿着OA方向射出。这表明：在光的反射现象中，光路是 的； （4）如图乙所示，把纸板右侧绕ON向前折或向后折，在右侧纸板上看不到反射光。这表明：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在 内。 探究反射角与入射角的大小关系 寻找普遍规律，避免实验的偶然性 可逆 同一平面 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 物理八年级上册 •人教版 Lavf58.45.100 $$