初二【物理(人教版)】光的反射 教学设计

课程基本信息课例编号学科物理年级8年级学期第1学期课题光的反射教科书书名：物理八年级上册出版社：人教版出版日期：2012年6月教学人员姓名单位授课教师指导教师教学目标教学目标：知识目标：了解光的反射现象；通过实验探究认识光的反射规律，了解法线、入射角和反射角的含义；通过实验理解反射现象中光路可逆；通过身边的实例和实验现象，了解镜面反射和漫反射。能力目标：通过探究光的反射定律，使学生经历科学探究过程，培养学生根据现象提出问题的能力、科学猜想的意识及利用用实验器材设计实验的能力。情感目标：通过探究光的反射定律，让学生养成实事求是、尊重规律的科学态度；通过对生活中的镜面反射和漫反射现象的分析，培养学生联系生活实际，并将科学技术应用于日常生活的意识。教学重点：光的反射定律教学难点：用光的反射定律的知识解释生活中的相关现象教学过程时间教学环节主要师生活动2分钟11分钟2分钟4分钟4分钟2分钟引入探究光的反射规律光路可逆镜面反射和漫反射光的反射的应用及光污染课堂小结+布置作业【点PPT】播放视频。【问】通过视频，你有什么发现？【点PPT，手指图片】我想同学们一定都发现了，是镜子反射太阳光，来实现发电的。【问】那么，光的反射具有什么规律呢？光的反射还有什么应用呢？【点PPT出板书】光的反射。【点PPT】【说】为了让同学们了解光的反射现象，老师为同学们准备了一个实验，请同学们与老师一起，先做些准备，然后再来观察实验现象。【点PPT】【说】这是光照射到镜面上的情景，光在镜面上发生了反射；这是光照射到水面上的情景，在这个情景中，有一部分光进入到水中，还有一部分返回到空气，光在水面处发生了反射现象。【点PPT出板书】【说】通过对以上现象的分析，我们发现它们的共同点是：光都是从一种介质射到另一种介质时，在界面处，光返回到原介质中继续传播。我们把这种现象叫做光的反射。【点PPT】【说】同时，把射向镜面的这条光线称之为入射光线；光线入射到镜面的这个点称之为入射点；经过镜面反射后的这条光线称之为反射光线。同学们知道了入射光线、入射点和反射光线，接下来，我们一起再来看看光的反射现象吧。【播放视频】【说】我们看到，一束光照射到平面镜上，就有另一束光从入射点反射；入射点移动，反射光也随之移动；反射光与入射光共同形成了一个大写英文字母V。在某一个观测位置，可以观察到入射光被反射光遮挡，看起来好像只有一束光。这些现象，似乎在告诉我们，有某种规律在等待同学们去发现。【点PPT】【问】光的反射遵循什么规律呢？【点PPT】【说】要研究光的反射遵循什么规律，首先，我们需要将这个问题具体化。这个问题可以具体为：反射光线的方向与入射光线的方向有什么关系呢？由于光线的方向是一个立体空间问题，要准确的描述光线的方向，就应准确的确定光线在立体空间的位置，以及如何描述这个位置。因此，我们可以进一步明确研究的问题是：反射光线与入射光线的位置满足什么关系？【问】同学们，根据前面的实验现象，你能确定反射光线与入射光线的位置满足什么关系吗？【点PPT】【说】老师再加上一条辅助线，你能看出它们的位置关系吗？【点PPT】【说】我们发现：反射光线和入射光线是以过入射点且垂直镜面的轴线对称。【点PPT】【说】不改变入射点的位置，使入射光向中间靠拢，发现反射光也向中间靠拢，反射光的位置随着入射光位置的改变而改变。反射光和入射光好像始终是以过入射点且垂直镜面的轴线对称。【说】为了方便描述入射光线和反射光线的位置，我们把过入射点，且垂直反射面的这条轴线称之为法线。【点PPT出板书】【说】由于法线是为了描述入射光线和反射光线的位置而引入的，相当于一条辅助线，因此作图时用虚线表示。【点PPT出板书】【说】同时，我们还把入射光线与法线的夹角叫入射角，用字母i来表示；反射光线与法线的夹角叫反射角，用字母r表示。【点PPT】【说】因此，现在我们可以初步确定反射光线和入射光线相对于法线的位置关系是：反射光线和入射光线分居在法线两侧。【说】为了进一步确定反射光线和入射光线具体的位置关系，接下来，我们要确定它们的立体空间关系，即：反射光线、入射光线和法线是否在同一平面？【点PPT】【问】如何设计实验来判断：反射光线、入射光线和法线是否在同一平面？【答】如果我们在某一个角度，能观察到一条线把另两条线恰好都挡住了，就说明它们在同一平面内。【播放视频】【点PPT】【说】实验中，我们确实可以找到一个角度观察到：反射光线把入射光线和法线都挡住了。【说】反射光线、法线、入射光线在同一平面内。【点PPT】【说】现在，我们知道了反射光线、入射光线和法线面的关系为：反射光线、入射光线和法线在同一平面内。由于法线是反射光线和入射光线的对称轴，因此，反射光线、入射光线相对于法线，线的关系为：反射光线和入射光线分居在法线的两侧。【说】如果我们能进一步确定反射角和入射角的大小关系，我们就可以准确的确定反射光线和入射光线的位置关系。【点PPT】【问】反射角与入射角的大小满足什么关系呢？【猜想】反射角等于入射角。【说】那么它们是否真的大小相等？下面我们来进行实验探究。【点PPT】【手指PPT】介绍实验器材。【播放视频】【点PPT】【问】根据实验数据，你能得到什么结论？【答】反射角等于入射角。【点PPT出板书】【点PPT】为了便于同学们记忆，我们也可以把光的反射定律概括为：三线共面，两线分立，两角相等。【说】关于光的反射定律，同学们还要注意反射光线和入射光线的因果关系，光的反射定律的作用，就是帮助我们来确定反射光线在立体空间中的具体位置。这就像我们日常生活中找某件物品的过程，一是首先要说出要找的物品的名称，二是要把寻找的范围逐步缩小。光的反射定律的第一层，把反射光线的寻找范围从三维立体空间缩小为一个平面；第二层把寻找范围继续缩小为半个平面；第三层把反射光线的位置用反射角来确定。三个层面，缺一不可。用这个思路来帮助同学们理解并记忆光的反射定律，会有事半功倍的效果。【点PPT】【问】在下图中画出反射光线，并在图中标出反射角的大小。【答】根据光的反射定律，我们知道：反射光线和入射光线分居在法线两侧，且反射角等于入射角，因此我们可以确定反射光线的位置，同时还可以确定反射角等于40°。【点PPT】【问】如果让入射光逆着原来反射光的方向射到镜面，那么，它的反射光会与原来的入射光重合吗？【点PPT】【说】根据光的反射定律，我们知道：反射光线和入射光线分居在法线两侧，且反射角等于入射角，因此我们可以确定反射光线将会与原来的入射光线重合。【播放视频】【点PPT】通过实验，我们观察到：反射光线逆着原来入射光线的方向射出。【点PPT出板书】【点PPT】【说】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。【播放视频】【问】你们观察到什么现象？【点PPT】【答】当板转动到某一个角度时，看到平面镜反射耀眼的光，而纸片却没有反射耀眼的光。【点PPT】【问】难道光照在纸片就不遵守光的反射定律了吗？【答】其实这种观点是错误的，导致上述现象出现的原因是：镜子的反射面是光滑的，而纸片的表面看上去很平，但与平面镜相比，纸片的表面显然是凹凸不平的。【点PPT】【手指屏幕说】老师把这种现象在实验室中做了这样一个模拟实验。左边模拟的是平行光照射在平面镜上，我们看到的现象是：平行光经过平面镜反射后平行射出。右边模拟的是平行光照射在纸片的表面，由于反射面凹凸不平，平行光经过这样的反射面反射后射向四面八方。【点PPT】【手指屏幕说】我们再用光路图把这两种情况分别表示出来，左边代表平面镜，右边代表表面凹凸不平的纸片。并根据光的反射定律画出了它们反射光线。作图结果和我们刚才看到的现象是相吻合的。这两种反射现象的不同，源于反射面上各点的法线是否相互平行。【点PPT出板书】【说】这种平行光射向物体表面，其反射光线也平行射出的反射现象叫做镜面反射。镜面反射的方向性很强，迎着反射光看过去，会看到很刺眼的反射光；而偏离开反射光的方向，就看不到反射光。【点PPT】强调：无论是镜面反射，还是漫反射都遵守光的反射定律。【点PPT】【说】而这种平行光射到物体表面，由于物体表面不平，其反射光线射向不同方向的反射现象叫做漫反射。这里的漫，是弥漫的意思，即反射光的方向性不强，各个方向都有反射光。【点PPT】【手指屏幕说】光的反射在日常生活中有广泛的应用。例如：我们能够从各个方向看到不发光的物体，都是由于光在物体表面发生了漫反射。【点PPT】【手指屏幕说】再比如：自行车的尾灯其实不是灯，它相当于很多的小平面镜互相垂直放置，当汽车灯光照到它上面时，它能使光束经多次反射后按原方向返回，给后面的汽车以清晰的警示信号。【点PPT】前面我们观看了塔式光热发电的视频。【点PPT】【问】如何摆放平面镜才能让阳光反射到达塔顶吗？【答】根据光的反射定律，我们知道：反射光线和入射光线分居在法线的两侧，反射角等于入射角，因此，我们做出入射光线和反射光线所夹的角的角平分线，这就是法线，而平面镜是与法线垂直的，这样，我们就可以确定平面镜是如何摆放的。【说】这么多平面镜，每天随着阳光照射角度的改变，平面镜摆放的角度也要随之改变。显然，依靠人力是不现实的。那么发电装置是如何解决这个问题的呢？下面，我们通过视频来揭秘答案。【播放视频】【说】我国的塔式光热发电技术处于世界第一梯队，很多国家都采用我国的技术。【点PPT】【手指屏幕说】光的反射在生活有广泛的应用，给人们带来了很多方便。但是我们知道，任何事物都具有两面性。【手指屏幕说】比如城市中的玻璃幕墙，镜面反射可以让建筑物显得璀璨夺目，而耀眼的反射光会对人的眼睛造成伤害，形成光污染。科技真的是一把双刃剑啊，因此，我们要合理利用科学技术，保护地球，造福人类！