4.2 光的反射（教学课件）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理课件聚焦“光的反射”核心内容，以敦煌熔盐塔式光热电站定日镜案例导入，引导学生从生活现象出发，通过实验探究光的反射定律，再延伸至光路可逆性、作图应用及镜面反射与漫反射，构建“现象-规律-应用”的知识脉络。 其亮点在于以科学探究为核心，通过可折转纸板实验、多组数据测量等培养科学思维，结合《探究光的反射规律》等视频增强直观性。课堂小结系统梳理反射定律及反射分类，助力物理观念形成，实例丰富（如甲猴乙猴互看镜子）既提升学生探究能力，又为教师提供结构化教学方案。

物理八年级上册 •人教版 第四章 光现象 第2节 光的反射 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 通过实验，认识光的反射现象，能够说出光的反射定律；能够利用光的反射定律解释日常生活中的镜面反射和漫反射等相关现象。 02 科学思维 通过利用光线模型描述光反射的现象、分析光的反射定律，深化对于光线模型的理解；基于实验数据分析归纳光的反射定律，发展科学思维能力。 03 科学探究 基于大量光反射现象的观察，提出问题，形成对光反射特点的猜想和假设；基于提出的问题，尝试设计简单的探究方案，并进行实验探究；对实验现 象及数据进行分析论证，总结出光的反射定律。 04 科学态度与责任 在探究光的反射定律活动中，形成实事求是的态度;在分享与交流中，勇于表达和修正自己的观点，形成正确的科学态度；以塔式光热电站为例， 了解科技发展对社会进步的意义，增强科技强国的责任感；关注光污染的危害，形成环境保护意识。 教学重难点 教学难点 教学重点 通过实验探究得出光的反射定律。 设计实验探究光的反射定律。 课堂引入 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。这些定日镜为什么能将太阳光准确反射到指定位置? 知识点1 光的反射定律 知识点1：光的反射定律 1. 光的反射现象 光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生反射。 （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，如图所示。 知识点1：光的反射定律 2. 探究光的反射定律 想一想：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？也就是说，反射光是沿着什么方向射出的？ 知识点1：光的反射定律 【实验思路】 当光发生反射现象时，每一束反射光对应着一束入射光。因此，要探究光反射时的规律，就要找到反射光与入射光的位置关系。 要找到这个关系应该测量哪些角度?选用什么样的器材?如何测量呢?说说你的想法。 我们可以把一块平面镜放在水平桌面上，再把一张用来显示光的传播路径的纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图所示。 实验中应注意使光沿不同角度入射，经多次测量，分析实验数据，找出反射光与入射光之间的位置关系。 知识点1：光的反射定律 【实验器材】激光笔、铅笔、量角器、平面镜、可绕ON折转的白色粗糙硬纸板等。 知识点1：光的反射定律 【实验过程】 （1）使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF。改变光束入射的角度，观察反射光的方向是否改变。多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。 取下纸板，用量角器测量两侧的∠i和∠r，将数据记录在表中。 次数 ∠i ∠r 1 60° 60° 2 45° 45° 3 30° 30° ┈ 知识点1：光的反射定律 （2）纸板ENF是用两块纸板连接起来的。把纸板NOF向前折或向后折，在纸板上还能看到反射光吗? 知识点1：光的反射定律 【收集证据】 次数 ∠i ∠r 1 60° 60° 2 45° 45° 3 30° 30° ┈ （1）记录表一 （2）入射光和对应的反射光的径迹 知识点1：光的反射定律 （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 【实验结论】 在反射现象中，反射光线、入射光线和垂直于纸板上的直线ON在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于ON两侧；反射光线、入射光线与ON间的夹角相等，即∠i=∠r。 知识点1：光的反射定律 （1）对应关系：每一条反射光线对应一条入射光线。 （2）让光线紧贴纸板（光屏）射向O点的目的：在硬纸板（光屏）上能显示光路。 （3）描绘光的传播路径的方法：在入射光线和反射光线上取一个点，将该点与反射点连接。 （4）区分每一组的对应的入射光线和反射光线的方法：对每一组入射光线和反射光线分别用不同颜色的笔进行描绘，或者对每一组入射光线和反射光线进行编号。 【交流与评估】 知识点1：光的反射定律 3. 光的反射定律 （1）描述光反射的“一点、三线、二角”： ①入射点O：光线射到镜面上的点。 ②法线ON ：经过入射点并垂直于反射面的直线，常用虚线表示。 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。 知识点1：光的反射定律 经过大量实验，人们归纳出如下规律： （2）光的反射定律：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。 知识点1：光的反射定律 视频演示——《探究光的反射规律》 知识点1：光的反射定律 （3）理解光的反射定律 ①对应关系：每一条反射光线对应着一条入射光线。 ②因果关系：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。 ③变化规律：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。 ④特殊情况：当光垂直于镜面入射时，入射角为0°，反射角也为0°，光的传播方向改变了180°，反射光线与入射光线在同一直线上，并不是没有发生反射。 知识点1：光的反射定律 4. 光路的可逆性 （1）在反射现象中，光路可逆 在上面的实验中，如果让光逆着反射光的方向射到镜面，那么，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表明，在反射现象中，光路可逆。 知识点1：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，如图所示，甲猴在一块平面镜中看到了乙猴，那么乙猴也一定会通过这面镜子看到甲猴。 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1：光的反射定律 如图所示，小猫和小聪可以通过镜子互相看到对方，此现象说明光在反射时，光路是可逆的。 小聪能看到小猫是因为小猫反射的光射向镜面，经镜面反射后进入小聪的眼睛；小猫看到小聪是因为小聪反射的光射向镜面，经镜面反射后进入小猫的眼睛，小猫和小聪可以通过镜子互相看到对方，说明反射现象中光路是可逆的。 知识点1：光的反射定律 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。 人偶B反射的光射到平面镜发生反射，反射光线进入人偶A的眼睛，人偶A逆着反射光可看到人偶B由于光的反射形成的像（虚像）； 由于在光的反射中，光路是可逆的，所以，人偶B也能看到人偶A的像。 知识点1：光的反射定律 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。 （3）光路可逆的利用 知识点1：光的反射定律 5. 根据光的反射定律作图 （1）常见作图种类 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1：光的反射定律 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。 （2）已知入射光线作反射光线 知识点1：光的反射定律 【例题1】在图中画出反射光线，并标出反射角的大小。 【解析】 如图所示。 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∠AON=90°-35°=55°。 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。 知识点1：光的反射定律 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 （3）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1：光的反射定律 【例题2】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。 【解析】 如图所示。 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1：光的反射定律 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。 （4）已知入射光线和反射光线，确定平面镜的位置。 知识点1：光的反射定律 O （5）当光线垂直入射时，它将被垂直反射出去 这时入射光线、反射光线和法线三线重合。 入射角= 0° 反射角= 0° ➛ 知识点1：光的反射定律 【例题3】如图甲所示的塔式光热发电系统，它通过许多定日镜将太阳光集中照射到高塔顶部的吸热器上，如图乙所示。下列词语描绘的光现象与定日镜的工作原理相同的是（　　） A．小孔成像 B．日晷计时 C．凿壁偷光 D．镜花水月 D 【解析】 塔式光热发电系统利用定日镜将太阳光集中照射到高塔顶部的吸热器上是光的反射现象。小孔成像、日晷计时和凿壁偷光都是光沿直线传播，镜花水月是光的反射现象，与定日镜的工作原理相同，故D符合题意，ABC不符题意。故选D。 知识点1：光的反射定律 【例题4】如图，在“探究光的反射规律”的实验中，平面镜M放在水平面上，硬纸板E、F可绕垂直平面镜的轴ON自由转动。 （1）纸板的作用是用来呈现光路，这是因为光在纸板上发生了______反射（填“镜面”“漫”）； （2）多次改变入射角的大小进行实验，可以得出结论： ___________ ； （3）如图甲，将一束光贴着纸板F沿BO方向射到O点，光会沿图中的___方向射出，这是因为在光的反射现象中，光路是______的； 探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内 漫 （4）如图乙，以法线ON为轴，把纸板F向后缓慢旋转，在F上______（填“能”或“不能”）看到反射光线，这样做的目的是_____________。 反射角等于入射角 OA 可逆 不能 知识点1：光的反射定律 【解析】 （1）硬纸板表面是粗糙的，光在上面发生漫反射，能让不同方向的人都看到光路，所以纸板可以用来呈现光路。 （2）多次改变入射角大小进行实验，会发现反射角的大小始终和入射角相等，这是光的反射规律的核心结论之一。 （3） 因为在光的反射现象中，光路是可逆的，所以当贴着纸板的光沿BO方向入射时，会沿原来的入射方向OA射出。 （4）实验中纸板E和F原本在同一平面，能同时看到入射光线和反射光线；以法线ON为轴将纸板F向后旋转，纸板F与纸板E不在同一平面，此时在F上不能看到反射光线，该操作的目的是验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。 知识点2 镜面反射和漫反射 知识点2：镜面反射和漫反射 1. 镜面反射和漫反射 光射到任何物体的表面时都能发生反射现象，根据反射面的不同性质，光的反射分为两种类型。 （1）镜面反射 ①一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射。这种反射叫作镜面反射。 知识点2：镜面反射和漫反射 ②常见的镜面反射 例如，平静的水面、抛光的金属面、各种玻璃镜面等。 我国古代铜镜 知识点2：镜面反射和漫反射 （2）漫反射 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。 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。 知识点2：镜面反射和漫反射 镜面反射 漫反射 概念 光路图 反射面 举例 共同点 光滑的平面 凹凸不平，粗糙 黑板反光，物体在 平静水面中的像等 从不同角度看 到不发光物体 镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律 （3）镜面反射和漫反射的异同点 一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射 凹凸不平的表面会把平行的 入射光线向着四面八方反射 知识点2：镜面反射和漫反射 视频欣赏——《镜面反射和漫反射》 知识点2：镜面反射和漫反射 2. 日常生活中的反射现象 （1）日常生活中的一些反射现象 日常见到的绝大部分反射面都会发生漫反射，由于发生了漫反射，我们才能从不同方向看到物体。 想一想：电影的屏幕做得粗糙好还是光滑些好呢？为什么？　 屏幕粗糙一些好。 屏幕粗糙可以加强漫反射，向各个方向反射光，让各个位置的人都能看清屏幕上的画面。 知识点2：镜面反射和漫反射 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。 【解析】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2：镜面反射和漫反射 （2）光污染 当强烈的太阳光照射高楼大厦的玻璃幕墙、大理石墙面时，就会发生镜面反射，造成“光污染”。 知识点2：镜面反射和漫反射 【例题5】晚上，在桌面上铺上一张白纸，把一块小平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如图所示，从侧面看去，白纸是_____（选填“亮”或“暗”，下同）的，这时因为光照在白纸发生了____反射，此时光反射_________ （选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。 遵循 【解析】 手电筒的光是正对着平面镜照射，因为平面镜发生的是镜面反射，所以所有的反射光都垂直镜面竖直向上。因为人是从侧面看的，所以镜面反射的光几乎没有进入眼睛；而入射到凹凸不平的白纸上的光会发生漫反射，会向四面八方反射，即使人站在侧面看，也会有反射光线进入人眼，所以人看到白纸是亮的。漫反射也遵循光的反射定律。 亮 漫 课堂小结 课堂小结 光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生反射。 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：一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射。这种反射叫作镜面反射。 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 课堂小结 课堂练习 课堂练习 1. 如图所示，阳光下一本书掉到地上，小明和小红 从不同的位置都能看到它。下列说法正确的是（　　） A．书是光源，它发出的光射入小明和小红的眼睛中 B．小明和小红眼睛发出的光都射在物理书上 C．阳光在书上发生漫反射，且满足反射角等于入射角 D．小明看到书是由于光在书的表面发生了漫反射，小红看到书是由于光在书的表面发生了镜面反射 C 【解析】 AB．小明和小红眼睛以及书本身不会发光，故不是光源，之所以能看见书，是因为书反射的光线进入人眼，故AB错误； CD．书的表面凹凸不平，光照在上面发生的是漫反射，反射光线是向着四面八方的，所以小明和小红从不同的位置都能看到书；漫反射也遵循光的反射规律，反射角等于入射角，故C正确，D错误。故选C。 课堂练习 A 【解析】 光的反射遵循“三线共面、两线分居、两角相等”。 A．当入射光线垂直镜面，入射角等于0° ，反射角也等于0° ，故A正确；B．为了能够从各个方向看到光线，应选择粗糙的纸板，让光线在纸板上发生漫反射，故B错误； C．由光的反射定律可知，绿光对应的反射光线应该是①号反射光线，故C错误； D． 前后翻折纸板B，虽然看不到反射光，但反射光线还是存在的，反射光线与入射光线和法线在同一平面，故D错误。故选A。 2. 在“探究光的反射规律”实验时，用红、绿、蓝光激光笔进行实验，将位于同一平面内的白色纸板A、B立在平面镜上。下列说法中正确的是（　 ） A．红色光线的反射角为0° B．纸板应选择表面光滑白色纸板 C．反射光②号为绿色光线 D．前后翻折纸板B，看不到反射光，表明反射光消失了 课堂练习 3. 若要使图中的反射光线射中墙上的目标，可将（　） A．激光笔水平向左移动 B．平面镜水平向左移动 C．激光笔水平向右移动 D．平面镜水平向右移动 C 【解析】 A．激光笔水平向左移动，入射角不变，反射角也不变，入射光线水平向左移动，则反射光线也水平向左移动，光斑会向下移动，则反射光线不能射中墙上的目标，故A不符合题意； B．平面镜水平向左移动，入射光线不变，则反射光线也不变，光斑不会移动，则反射光线不能射中墙上的目标，故B不符合题意； C．激光笔水平向右移动，入射角不变，则反射角也不变，入射光线水平向右移动，则反射光线也水平向右移动，光斑会向上移动，则反射光线能射中墙上的目标，故C符合题意； D．平面镜水平向右移动，入射光线不变，则反射光线也不变，光斑不会移动，则反射光线不能射中墙上的目标，故D不符合题意。故选C。 课堂练习 4．甲图是我国的敦煌塔式光热电站。它由12000面“定日镜”围绕吸热塔组成，每面镜子能追踪太阳并把阳光反射到塔顶的吸热器上。请根据图乙中的光路，画出平面镜的位置并标出反射角的大小。 【解析】 由图乙可知，入射光线与反射光线的夹角为80°，作该夹角的角平分线，即为法线（用虚线表示），过入射点作垂直于法线的直线，即为平面镜的位置。反射角是反射光线与法线的夹角，大小为80°/2=40°。如图所示： 课堂练习 5．在探究光的反射定律中，老师把一块平面镜CD竖立在讲台上，坐在A点的乙同学通过平面镜看到了坐在B点的甲同学的眼睛，坐在B点的甲同学通过平面镜同样看到了坐在A点的乙同学的眼睛（如图），A点的乙同学看到B点的甲同学，光线的入射角是______（选填“∠1”、“∠2”、“∠3”或“∠4”） ∠2 【解析】 由图可知，N1N是法线，A点的乙同学看到B点的甲同学，甲同学（B点）反射的光线经平面镜反射后进入乙同学的眼睛，说明BO是入射光线，入射光线与法线之间的夹角叫做入射角，则∠2是入射角。 课堂练习 6. 如图所示为“探究光的反射规律”的实验装置。白色纸板竖立在水平放置的平面镜上，纸板由E、F两部分组成，可绕ON翻折。 （1）将一束光贴着纸板E从A点射到镜面的O点，纸板F上显示出反射光OB；接着将纸板F绕ON向后翻折，此时纸板F上看不到反射光，该现象说明：反射光线、入射光线与法线在____________。 （2）分析表格数据可得出结论： ____________ 。（写出一个即可） （3）让另一束光沿BO方向射向平面镜，发现反射光沿OA方向射出，该现象说明：在光的反射现象中，光路是_______的。 同一平面内 反射角等于入射角 可逆 实验次数 1 2 3 4 入射角 20° 30° 40° 50° 反射角 20° 30° 40° 50° 课堂练习 【解析】 （1）纸板F向后翻折后，与纸板E不在同一平面，此时看不到反射光，说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。 （2）表格中每组反射角与入射角的数据相等，因此可得出结论为：光的反射现象中，反射角等于入射角。 （3）让一束光沿BO方向射向平面镜，即让光线逆着原来的反射光线射向镜面，反射光将沿OA方向射出，即反射光线逆着原入射光线方向射出，该实验现象说明，在反射现象中，光路是可逆的。 实验次数 1 2 3 4 入射角 20° 30° 40° 50° 反射角 20° 30° 40° 50° 课后作业 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 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.45.100 Lavf58.45.100 $