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反射光线(OB)
法线(ON):通过入射点且垂直于镜面的直线.
入射角(i):入射光线与法线的夹角.
反射角(r):反射光线与法线的夹角.
紧接着对光的反射规律进入探究阶段.
[探究]光反射时的规律
1.提出问题
光在反射时遵循什么规律?
也就是说,反射光线沿什么方向射出?
2.设计实验和进行实验
我们用演示实验和学生实验研究光的反射,其中选择对光反射能力强的平面镜做反射面,用白色硬纸板和白纸显示光束传播的路径.
(1)按图甲所示,先使E、F成为同一平面,使入射光线沿纸板射向镜面上的O点,让学生观察从镜面反射的光线的方向.
(2)改变入射光线的方向,让学生观察反射光线的方向怎样改变.
(3)按图乙那样,把纸片F向前折或向后折,让学生观察能看到反射光线吗?
4.反射角和入射角的关系让学生两人一组做实验研究,可采取如丙图所示的实验装置.
①将一张16 K的白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上,在白纸中间画出直线ON作为法线;在ON的一侧画几条角度不同的直线OA、OA1、OA2.
②让从手电筒前面纸缝中射出的光分别沿OA、OA1、OA2射向镜面,观察反射光线.
③分别在每条反射光线的位置上用大头针扎一个孔B、B1、B2.用刻度尺画出直线分别将OB、OB1、OB2连接起来.
④再用量角器量出反射角(r)和入射角(i)的大小,并记录大小进行比较.
角i 角r
第一次
第二次
第三次
⑤使光线分别沿OB、OB1、OB2射向镜面,观察每条反射光线的方向.
3.分析和论证
(1)上述步骤1和2可看到E和F在一个平面内时有反射光线,且反射光线随着入射光线的改变而改变.
(2)按步骤3把纸片F向前折或向后折,学生将观察不到反射光线.
(3)从步骤4的①-④可看出反射角等于入射角.
(4)从步骤4的⑤可看出反射时光路是可逆的.
师生共同分析总结出光的反射定律
①反射光线与入射光线、法线在同一平面内.
②反射光线和入射光线分居法线的两侧.
③反射角等于入射角.
说明:(1)光的反射定律可概括为十二个字三线共面,两线分居,两角相等.
(2)反射定律的第三条反射角等于入射角,不能说入射角等于反射角,因为先有入射,后有反射;入射在前,反射在后;入射是因,反射是果.
(3)在反射时,光路是可逆的.
上述过程中,学生动眼观察、动手实验、动脑分析,有利于引发学习兴趣,加强对知识的理解.
[出示投影片]
[例1]画出下列入射光线的反射光线
解:①过入射点画出与反射面的垂直线ON即法线.如图乙所示.
②根据光的反射定律,反射角等于入射角画出反射光线(如图丙所示)
[例2]已知反射光线与入射光线成90°夹角,请画出镜面的位置.
[分析]反射线的法线,既是反射面的垂线,又是反射光线和入射光线的角平分线,掌握法线的这种双重作用,作图就容易了.
(1)根据已知条件作图甲.
(2)画出反射光线入射光线的角平分线,即法线ON(如乙所示).
(3)根据法线与反射面成垂直,画出镜面,如图丙所示.
(二)镜面反射和漫反射
光射到任何物体的表面都能发生反射.不同的表面对光的反射是不一样的.
[演示实验3]让氦氖激光的平行光射入平面镜.
[现象]看到经平面镜反射后的光线仍是平行的.而且在反射光线的方向上的光是很强的.其他方向无反射光.
[师]这种光滑镜面的反射叫镜面反射.如图甲所示.
[演示实验4]让氖氦激光的平行光射入毛玻璃片上.
[现象]入射光线是平行的,但经毛玻璃反射后的光线不是平行的,而是射向各个方向.[师]我们把这种反射叫漫反射.如图乙所示.漫反射能使我们从各个方向看到物体.
说明:
(1)物体表面光滑时产生镜面反射;物体表面粗糙时,发生漫反射.
(2)漫反射和镜面反射都遵守光的反射定律.讲完漫反射和镜面反射后,为了加深理解,可以提出以下问题,引导学生讨论:
黑板“反光”时为什么粉笔字反而变得看不清楚了?为了保护同学的眼睛,请你根据所学的知识提出改变这种状况的建议.
解答:(1)这是因为光射到黑板和粉笔字上都要发生光的反射.黑板上“反光”部分发生镜面反射,粉笔字上发生漫反射,这两部分反射光同时射入眼睛时,由于“反光”部分耀眼的反射光比漫反射的光强,对眼睛的刺激强烈,所以黑板“反光”时粉笔字反而变得看不清楚.
(2)为了保护同学的眼睛,改变这种现状的建议是:改变同学的座位位置,或改变黑板的角度.用不反光材料.
[想想做做]
晚上,在桌上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射,从侧面看去,白纸被照亮,而平面镜却比较暗.想想看,并解释为什么.
说明:这个小实验让学生回家认真做一下,以对镜面反射和漫反射有一个比较深刻的理解.
本题的答案为:因为镜面很光滑,垂直入射到镜面的光被垂直反射回去,射到其他方向的光极少,从侧面看去,基本没有光线射入眼中,所以平面镜看起来比较暗.而白纸表面粗糙.入射到白纸上的光发生漫反射后,反射光线射到各个方向,所以从侧面看到白纸比较亮.
三、知识小结
通过本节课的学习我们主要学习了以下几个问题:
1.光射到任何物体的表面都能发生反射现象.
2.光的反射定律.
3.光在反射时光路是可逆的.
4.物体对光的反射分镜面反射和漫反射.
5.漫反射使我们能够在不同方向看到本身不发光的物体.
四、布置作业
1.复习本节课本.
2.P41动手动脑学物理①②③④.
3.预习“平面镜成像”一节.
五、板书设计
(一)光的反射
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