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1.5 光的反射和折射
第一课时
教学目标:观察光的反射现象和反射分类。 掌握光的反射定律。 理解光路可逆。
学会用光的反射解决实际问题。 教学重点:光的反射定律的探究活动。
教学难点:漫反射实验和漫反射遵循光的反射定律。 教学过程: 一、复习引入
1、光线?(光通过的路线,带箭头的直线表示)
(演示)点亮手电筒。看到手电筒的光和看到屏幕有什么不同?——手电筒是光源,它发出的光直线传播,进入眼睛引起视觉。
——屏幕不是光源,光在屏幕发生反射,反射光进入眼睛引起视觉。 (小结)我们能看到本身不发光的物体,是光反射的缘故。(板书课题)
当人们在潜水艇里观察海面上的景物时,常用潜望镜;我们平时经常照镜子等等都与光的反射有关,那光的反射有什么特点? 二、光的反射现象
(演示)1.激光在空气中传播。2.激光在平面镜反射。对比前后的光线,发现有什么不同? 问题:光不是直线传播吗?第2次光线为什么弯曲? (提示)光直线传播的条件。
概念:光从一种均匀的物质射向另一种均匀物质时,在分界面有一部分光要返回原物质继续传播,这时光的传播方向发生了改变。(板书 一、光的反射现象)
解释:1、返回——一定逆着原来的传播方向吗?有没有可能逆着原来的方向传播?当逆着时,在同一条直线,传播方向相同吗?(副板书 光线的读法与箭头!)
2、一部分——还有光呢?不透明物质:吸收一部分光;透明物质:光进入发生折射。 三、光的反射探究活动 (一)提出问题
假如有一条光线射到物体上,反射光线是沿任何方向都有可能呢,还是仅存在一个方向?如果改变入射光线的方向,反射光线会不会随着改变,还是保持不变。你认为光的反射是遵循一定的规律?今天我们就来
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探究这个问题。 (二)建立假设
为了研究问题更直观、形象,我们用沙子和竹筷来模拟光的反射现象。 介绍名词并画图(副板书):“三线两角” 1、沙子的表面——反射面MM; 2、一根竹筷——入射光线AO; 3、入射点O;
4、一根竹筷——法线ON(为了研究问题的方便,人为引入一条假想的线,实际上并不存在,它经过入射点与反射面垂直,所以画虚线);
5、入射角——入射光线与法线的夹角(注意不是线与界面的夹角,而是线与法线的夹角); 6、另一根竹筷——反射光线OB; 7、反射角——反射光线与法线的夹角。
下面请同学们将竹筷插在沙面上模拟光反射的实验。
学生分组实验,四个模型展示,标明1、2、3、4组,要找出第1、2组,1、3组,1、4组的不同。 针对子问题,建立假设:
1、 反射光线、入射光线和法线是否在同一平面。
(1) 第1组——反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 (2) 第2组——反射光线、入射光线和法线不在同一平面内。 2、 反射光线、入射光线和是否在同侧。
(1) 第1组——反射光线、入射光线在法线的异侧。 (2) 第2组——反射光线、入射光线在法线的同侧。 3、 反射角、入射角的大小关系。
(1) 第1组——反射角等于入射角。 (2) 第2组——反射角不等于入射角。 下面我们就通过实验来检验假设。 (三)设计实验,检验假设。
1、问题:需要什么器材?——光源、反射面、量角器、光屏。
问题:光屏有什么用处?(背景、量角度、检查是否共面)——出示实验器材 2、问题:实验如何进行?介绍小门的作用。 3、注意事项:镜子靠近光屏;入射点在光屏的圆心。 4、学生分组实验,填写现象,总结结论。
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5、学生汇报(投影),教师引申:
(1)小门后转,反射光线随之转动?反射光线消失了?如何简单证明没有消失?反射光线在哪里? (2)当入射光线在法线左侧,反射光线必定在哪里?
(3)入射角=反射角与反射角=入射角有什么不同?(强调因果关系)当光线垂直入射,三条线的关系如何?两个角的关系如何?——(演示) 6、总结,修正。 四、光的反射定律内容
反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分别位于法线的两侧。反射角等于入射角。(板书,画图)《多媒体》——光的反射定律阐述了三线、两角的关系。
判断:当你从平面镜里看见别人的眼睛的同时,别人也可以从平面镜里看见你的眼睛对吗? 五、光反射时,光路可逆。 学生继续实验。 六、练习
1、 根据入射光线画反射光线。 2、 根据反射光线画入射光线。
3、 根据入射光线和反射光线确定反射面。 七、光反射的分类
(学生演示)问题:同一个实验,同是光的反射,为什么在不同位置会看到不同的现象? (提示镜子和纸的表面) (演示)分析:
平面镜——平行光入射,平行光反射。在反射光线范围内,觉得特别亮,其它位置几乎没有光反射就很暗。——镜面反射
纸——平行光入射,非平行光反射。在任何方向都有反射光线,都能看到物体,没有特别亮的地方。——漫反射(副板书:2个光路图。漫反射有无数个面向不同方向的小反射面,也遵循光的反射定律,所以光的反射定律适用于每一个反射现象) 讨论:1、皮鞋涂上油——越擦越亮?
2、黑板反光? 八、回顾:
1、你发现有哪些光的反射现象?
2、某城市新建了一座大楼,外墙全部用玻璃和铝合金装饰,大楼造好了,非常气派,但是对面的居民发现一直到晚上七点家里都很亮,生活受到了影响,非常苦恼。你知道为什么?你有什么好办法来帮助他们
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吗?
第二课时平面镜成像
一、本节三维目标要求
1.知识与技能 ? ? ?
了解平面镜成像的特点。
了解平面镜成虚像,了解虚像是怎样形成的。 了解日常生活中平面镜成像的现象。
2.过程与方法 ? ?
经历“平面镜成像特点”的探究过程,学习实验探究的基本思路和方法。 通过折纸,感悟虚像的形成原因。
3.情感、态度与价值观 ?
在探究“平面镜成像特点”中体会克服困难、解决问题,“发现”成功的喜悦。 ?
通过对桂林山水的图片观察,感受大自然的美。通过对平面镜的物与像对称的讨论,领略平面镜成像中的简洁对称之美。 ? ?
通过实验,培养实事求是的科学态度。
通过利用平面镜的小发明、小制作,认识平面镜在科学技术、生产和生活中的广泛应用。 二、重点与难点
本节的重点是设计探究平面镜成像特点的实验探究活动,它是本节教学活动开展的中心。 本节的难点是虚像概念的建立过程。
三、教学实施建议
(一)教学过程
本节分为三个教学板块,(1)通过实验探究平面镜成像的特点;(2)了解虚像是怎样形成的;(3)了解平面镜成像的一些应用。
1.实验探究过程设计
学生对平面镜很熟悉。可以通过节首图“桂林山水”,将平面镜的概念进一步拓广,同时学生能感受大自然之美。
在平面镜成像实验探究中,要解决两个问题:一是掌握平面镜成像的特点,二是要学习实验探究的基本思路。这个探究是学生遇到的第一个比较完整的科学探究。科学探究是需要学习的,这个探究在整个初中物理探究性学习中起示范作用,因此,教材中对探究过程的叙述比较完整、详细。
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(1)创设情景,提出问题
学生对实像与虚像的概念比较模糊,往往会产生误解;同时学生对于平面镜所成虚像的大小以及像距常常存在前概念上的错误,这是探究的起点。人们只有发现和提出了问题,才会积极认真地思考,努力寻求解决问题的途径和方法,在讨论交流中完善探究方案,最后探究出事物的规律,体验成功的欢乐。
课堂上,让学生观察自己在平面镜内所成的像,并对成像的大小提出看法。通过观察,很多同学会象小聪一样,得出像比物小的想法。老师可以象小明那样把手放在镜子上,得出不同的结果。在此情景下,学生产生认知冲突,提出平面镜成像到底有什么规律的问题。
(2)设计实验,进行探究
制定计划与设计实验是本节课的重点。要让学生展开想象的翅膀,通过讨论,确定实验器材,制定实验计划及实验步骤。在课堂讨论中老师可适当提问加以引导,这样做可充分调动同学思维的主动性,使学生思路更加清晰,实验更有兴趣,实验探讨更有创造性,使学生有了敢于思考,敢于探索,敢于创新的精神。
用玻璃板作平面镜,用相同的物体与像进行比较,通过视觉和触觉来感知虚像,是这个实验设计的三个极巧妙之处。如何让学生想到这些方法,是设计探究的关键。教材中,在实验中发现问题,学生讨论交流,以对话为路标,来经历这个设计过程。
探究中,应该让学生把蜡烛至少换一个位置,再重做一遍实验。这样要求的目的,是为培养科学态度,以免由于为了节省时间而忽略缺少必要实验的环节,长此以往,会使学生养成不良的研究习惯,或形成以偏盖全的片面的思维方法。
(3)分析与论证,提出新的猜想与假设
在学生对若干次实验结论的分析时,要引导学生感知对称之美,提出关于物距和像距的猜想,进行探究。
学生的探究活动,因为具有示范作用,所以要求学生按探究的环节进行。为了使学生通过动手实验,自己总结出规律,老师要积极引导学生讨论交流,帮助学生制订探究的计划。
(4)结论
通过探究活动,要求能总结出平面镜成像特点: ①像与物体大小相同。 ②像和物体到镜面的距离相等。 (5)实验探究中的几点说明
找出物体在平面镜中所成的像的位置,是学生探究出平面镜成像特点的关键。实验时选用的玻璃要薄些,如果用厚玻璃做这个实验,可能会看到两个不重合的像。为了准确总结出“物像等距”的特点,可以在纸上事先画好坐标。
这个实验也可以用两个相同的跳棋子来做。把一张白纸的半边涂黑(或贴上一张复写纸)铺在桌面上,把一个跳棋子放在玻璃板前面纸的白的半边上,玻璃板后面就出现清晰的棋子的像。另外拿一个棋子放在玻璃板后面,移动这个棋子,直到看上去它跟像完全重合。这样做实验更为简便易行,学生都可以做好。
2.了解虚像是怎样形成的
实验探究中,学生可以通过视觉和触觉来感知虚像,但很难从根本上理解平面镜的虚像是怎样形成的。