内容正文:
第三章 光现象 第二节 探究光的反射定律
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【学习目标】
1.理解光的反射现象,知道入射光线、反射光线、入射点、法线、入射角和反射角的概念。
2.通过实验探究,掌握光的反射定律。
3.能区分镜面反射和漫反射,知道它们都遵循光的反射定律。
4.了解光的反射定律在实际生活中的应用。
【学习重点】
1.光的反射定律的探究过程及内容。
2.镜面反射和漫反射的区别与联系。
【学习难点】
1.理解光的反射定律中 “三线共面”“两线分居” 的含义。
2.运用光的反射定律解释生活中的现象。
【学习过程】
一、情景导入
哈密 50 兆瓦熔盐塔式光热发电站,能通过镜面将太阳光准确反射到高塔顶端的吸热器上。镜面是如何随着太阳光方向改变角度,实现这种精确控制的呢?这就涉及到光的反射规律,今天我们就来探究光的反射定律。
二、自主学习・快乐感知
1.光从空气射向另一种介质时,会有光返回空气中,这种现象称为____。
2.射向镜面上的光传播的路径和方向叫作____,被镜面反射的光传播的路径和方向叫作____,入射光线与镜面的交点叫作____。
3.过入射点画一条垂直于镜面的直线,称为镜面的____,它是描述光传播方向的基准线。入射光线与法线的夹角叫作____,反射光线与法线的夹角叫作____。
4.光的反射定律内容:光在发生反射时,等于,反射光线、入射光线与法线在____内,反射光线和入射光线分别位于____两侧。
5.一束平行光射向光滑的平面,反射光也是平行的,这种现象叫作____;平行光经粗糙表面反射后,反射光不再平行,而是杂乱无章地射向各个方向,这种现象叫作____。无论镜面反射还是漫反射,都遵循____。
三、合作探究・快乐学习
活动一:认识光的反射相关概念
1.活动任务:结合教材内容,明确入射光线、反射光线、入射点、法线、入射角、反射角的定义,并在图中进行标注。
2.讨论交流:
法线的作用是什么?
入射角和反射角是光线与镜面的夹角吗?为什么?
活动二:探究光的反射定律
1.活动任务:进行 “探究光的反射定律” 实验,完成以下步骤:
提出问题:光在发生反射时,反射角与入射角有什么关系?反射光线跟入射光线和法线在同一个平面内吗?反射光线和入射光线的位置关系是怎样的?
猜想与假设:根据生活经验,对上述问题进行猜想。
设计实验:利用两支激光笔、小镜子、可以显示光路的玻璃砖、量角器等器材,设计实验方案,思考如何测量入射角和反射角,如何改变入射角,计划改变几次。
进行实验:按照设计的方案进行实验,记录入射角和反射角的大小;改变入射光线和法线所在的平面,从侧面观察反射光线能否把法线和入射光线同时挡住,判断三线是否共面;改变入射角大小,观察反射光线和入射光线的位置关系。
分析论证:根据实验数据,分析反射角与入射角的关系;根据三线共面实验现象,分析反射光线、入射光线和法线的平面关系;根据反射光线和入射光线的位置观察,分析它们的位置关系。
2.讨论交流:
实验中多次改变入射角的目的是什么?
如何验证 “反射光线、入射光线与法线在同一平面内”?
当入射角为0时,反射光线、入射光线和法线有什么关系?反射角是多少?
活动三:区分镜面反射和漫反射
1.活动任务:进行教材中的 “演示与观察” 实验,让平行光束分别照射在光滑的反射面和不平整的反射面上,观察反射光的路径特点。
2.讨论交流:
平行光照射光滑反射面和不平整反射面时,反射光的路径有什么不同?
镜面反射和漫反射的成因是什么?
为什么我们能从不同方向看到不发光的物体?
四、智能演练・快乐升级
一、填空题
1.光的反射现象中,入射光线与法线的夹角是____,反射光线与法线的夹角是____。
2.光的反射定律指出,反射光线、入射光线和法线在____,反射光线和入射光线分别位于____两侧,等于。
3.镜面反射是指____的反射,漫反射是指____的反射,它们都遵循____。
4.我们能从不同方向看到本身不发光的物体,是因为光在物体表面发生了____。
二、选择题
1.下列关于光的反射的说法中,正确的是()
A. 反射光线与入射光线不可能在同一直线上
B. 反射角等于入射角
C. 反射光线、入射光线和法线可以不在同一平面内
D. 入射角增大,反射角减小
2.一束光线垂直射到平面镜上,其入射角为()
A. 0
B. 30
C.45
D. 90
3.雨后的夜晚,路上有积水,甲、乙两同学在较暗的月光下,甲同学迎着月光走,乙同学背着月光走,甲同学看的现象是水面比路面亮,乙同学看到的现象是怎样的呢?请你对乙同学的现象用学过的物理知识进行解释()
A. 水面比路面亮,因为月光在水面上发生了镜面反射
B. 水面比路面暗,因为月光在水面上发生了镜面反射
C. 水面比路面亮,因为月光在水面上发生了漫反射
D. 水面比路面暗,因为月光在水面上发生了漫反射
4.下列现象中,属于镜面反射的是()
A. 在不同方向都能看到点燃的蜡烛火焰
B. 阳光照射在地面的玻璃片上,地面上有刺眼的光斑
C. 人在船上看见水中的鱼
D. 全班同学都能看到黑板上的字
三、实验题
1.在 “探究光的反射定律” 实验中,如图所示,平面镜 M 放在水平桌面上,E、F 是两块粘接起来的硬纸板,垂直于镜面且可绕 ON 转动。
(1)实验时,将硬纸板____(选填 “垂直” 或 “不垂直”)放在平面镜上,目的是____。
(2)让一束光贴着硬纸板 E 沿 AO 方向射向镜面,在硬纸板 F 上可看到反射光 OB,测出入射角和反射角的大小,改变入射光线的方向,再观测几组入射角和反射角,这样做的目的是____。
(3)若将硬纸板 F 向后折转一个角度,则在硬纸板 F 上____(选填 “能” 或 “不能”)看到反射光,这说明____。
(插入实验装置图)
2.为了探究镜面反射和漫反射的特点,小明进行了如下实验:用激光笔照射一块平面镜,观察反射光的路径;然后用激光笔照射一块粗糙的木板,观察反射光的路径。
激光笔照射平面镜时,反射光的路径特点是____,这是____反射。
激光笔照射粗糙木板时,反射光的路径特点是____,这是____反射。
四、作图题
1.如图所示,已知入射光线 AO,画出反射光线 OB,并标出反射角及其度数(入射角为60)。
2.如图所示,已知反射光线 OB,画出入射光线 AO,并标出入射角及其度数(反射角为30)。
五、简答题
1.为什么在教室里,我们能从各个方向看到黑板上的字?
2.雨后的夜晚,为什么迎着月光走,亮的地方是水洼;背着月光走,暗的地方是水洼?
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