1、1镜面反射与漫反射对于漫反射,学生理解起来比较困难,建议首先通过实验观察,让学生感性认识镜面反射和漫反射;然后通过作图分析,理解镜面反射和漫反射的成因。教学时,教师可就地取材进行实验,如把平面镜放在从窗口(或门口)射进来的太阳光下,反射光照在天花板上,形成一个明亮的光斑;然后随手将一张白纸放在阳光下,让学生观察天花板上是否还有反射光斑。观察后问学生:此时还有反射光吗?反射光哪儿去了?(既然每位同学都看到了这张纸,说明反射光进入了大家的眼中,反射光射向了四面八方。 )也可以做做下面的趣味实验:准备几张编织稀疏程度不同的纱布,一面大镜子,一个投影仪。演示时先将镜子放在教室前面,镜面稍微向着教室的天
2、花板倾斜,然后在镜面上铺几层纱布,用投影仪把一幅漂亮的向日葵画投影到纱布上,因为纱布表面粗糙,发生的是漫反射,所以教室里各个角落的同学都能看见,而且画面很清晰。接着把纱布一层一层地取下来,原来清晰的向日葵不再清晰,变得越来越模糊,当把最后一层纱布取下来后,整个向日葵都不见了(如图 3.2-3 所示) 。图 3.2-3咦!这是怎么回事呢?“向日葵”跑到哪里去了呢?当学生纳闷儿时,教师指向天花板,学生发现刚才纱布上的向日葵跑到天花板上去了。接着教师将取下的纱布又一张一张地放回镜面上,结果向日葵又出现在纱布上,而且越来越清晰。学生非常兴奋和好奇,急切地想知道原因。在上述实验的基础上,教师运用光路图说
3、明镜面反射和漫反射。可以参考教材图 3-15和图 3-16 所示的光路图,制作多媒体动画课件:画面先出现两种不同的反射面,再依次播放出每一条光线的反射过程。播放完毕,让学生比较镜面反射和漫反射的异同点;并回扣上面的实验,让学生解释其中的原因。最后,可以让学生列举生活和生产中应用镜面反射和漫反射的实例,或播放一些相关的录像资料,以丰富学生的认识。光反射的应用本 部 分 教 材 意 在 对 学 生 进 行 STS 教 育 , 丰 富 学 生 对 光 的 反 射 的 认 识 。 教 学 时 不 必 拘 泥于 教 材 , 要 开 放 课 堂 空 间 , 可 以 让 学 生 课 后 通 过 互 联 网
4、或 查 阅 图 书 报 刊 等 获 取 信 息 , 广 泛收 集 相 关 资 料 ; 能 联 系 当 地 实 际 进 行 教 学 效 果 更 好 , 如 让 学 生 在 自 己 社 区 、 市 区 和 学 校 附近 开 展 调 查 , 用 鲜 活 的 事 例 来 说 明 光 反 射 的 应 用 和 光 污 染 的 危 害 及 防 止 。 建 议 学 生 把 收 集的 资 料 制 成 课 件 , 或 拍 摄 成 录 像 、 照 片 等 , 在 课 堂 上 或 校 园 网 上 发 布 交 流 。4教学评价课堂测评1在探究光的反射定律时,你是如何发现“反射光线跟入射光线、法线在同一平面内”2的?2一
5、条入射光线与镜面的夹角是 20,则入射角是 ,反射角是 。如果使入射光线逐渐靠拢法线,反射光线将 。3下列哪种材料适合做放电影的银幕( )A.光滑的白布 B.粗糙的白布 C.平面镜 D.玻璃板4如图 3.2-4 所示,一束光照在竖直放置的平面镜上,与镜面的夹角是 30。请在图中画出法线和反射光线。 图 3.2-4 图 3.2-55有人设想在高空放置一面巨大的反光镜,在夜间把太阳光反射到地面,为城市和野外活动提供照明。1993 年 2 月 4 日,俄罗斯曾利用“进步 M15”号货运飞船做过试验,用直径为 20m 的反射镜,将宽 4km、亮度相当于 23 倍满月的光带扫过欧洲好几个国家。如图 3.
6、2-5 所示,要使太阳光经平面镜反射后能照亮地球背面的 B 点,应如何放置平面镜?在图中 A 处画出平面镜。请你对这种做法作出评价。【参考答案】1略。 270 70 逐渐靠拢法线 3B 4如图 3.2-6 所示。5如图 3.2-7 所示。先连反射光线 AB;再作法线(入射光线和反射光线的角平分线) ;最后画平面镜(过入射点、与法线垂直) 。 这样做的好处:可节省路灯照明等所消耗的电能,为夜晚出行或工作的人们提供方便;弊端:有可能形成光污染,扰乱人和其他动植物的生物钟,对生态造成不利影响。“自我评价与作业”指导1.A2.55 如图 3.2-8 所示。 3.如图 3.2-9 所示。30o图 3.2
7、-6 图 3.2-730o 地 球A 地 球A 5535图 3.2-83图 3.2-94.如图 3.2-10 所示。5.月光照在水面上发生镜面反射,照在路面上发生漫反射。甲同学迎着月光走,水面反射的光线恰能射入眼中,而路面反射的光线射向四面八方,所以甲同学看起来水面比路面亮。乙同学背着月光走,水面反射的光线基本没有射入眼中,而路面反射的部分光线进入眼中,所以乙同学看起来路面比水面亮。图 3.2-10 图 3.2-116.如图 3.2-11 所示。尾灯反射出的光线总是与射来的入射光线平行。在夜间,汽车灯光照到自行车的尾灯上,不论入射光的方向如何,反射光都能反回到汽车上,强烈的反射光线足以让司机观
8、察到。3.3 探究平面镜成像特点1教学目标知识与技能知道平面镜成像的特点,会应用平面镜成像的特点分析解释简单的现象。知道什么是凹面镜和凸面镜以及它们对光线的作用。过程与方法经历用实验探究平面镜成像特点的过程,重点培养设计实验和观察比较得出结论的能力。学习用“等效替代”的方法确定虚像的位置、比较像与物的大小。情感态度与价值观4尽管平面镜所成的像是虚像,我们却可以用实验的方法研究它的特点,从中体会到成功的喜悦和科学方法的神奇。平面镜和球面镜在生活中应用很普通,可以解决生活中的许多实际问题,从而激发学生学习物理知识的兴趣。2教材说明本节主要内容有:探究平面镜成像的特点,了解平面镜成像特点的应用,认识
9、凹面镜和凸面镜。关于平面镜成像,学生既熟悉又好奇,对平面镜成像特点怀有强烈的探究愿望,这是学生学好本节的基础。从知识体系上来看,平面镜和球面镜是上一节光的反射现象的重要应用;另外通过本节课的学习,学生初步建立“像”的概念,为进一步学习凸透镜成像奠定基础。本节的编写思路是:开头用几幅画面,从生活现象入手,引入平面镜,感性认识平面镜成像。 “活动 1”引发学生进一步思考平面镜成像:平面镜所成的像与物体之间有什么关系呢?于是接下来安排了“活动 2”,实验探究像与物到平面镜的距离、像与物的大小之间的关系,归纳总结出平面镜成像的特点。知道了平面镜成像的特点,再介绍平面镜在生活、生产、科技方面的应用,并进
10、一步学习球面球及其应用。与传统教材相比,本教材在探究平面镜成像特点之前,增设了问题情境(活动 1) ,激发学生探究平面镜成像特点的心理动因。本教材删去了平面镜成像的原理及球面镜对光线作用的有关光路图,原因是这些内容抽象难懂,学生掌握起来比较困难,实用价值又不是太大;而用较多的篇幅介绍平面镜和球面镜的应用,密切教材内容与生活实际的联系,有利于增强学生的学习兴趣。本节教学重点:学生对平面镜成像怀着浓厚的兴趣,探究平面镜成像特点的实验方法非常巧妙,让学生经历“探究平面镜成像特点”的过程,能够很好地培养学生的探究能力,使学生领悟其中的科学方法,增强学生对科学实验的兴趣。所以平面镜成像特点的探究过程,是
11、本节教学的重点。本节教学难点:在探究平面镜成像特点的过程中,实验的设计方法学生难以想到,对于初学者来说也不易理解,实际操作起来又较为复杂,所以该实验的设计与操作是本节教学的难点。3教学建议本节课应把主要精力放在“探究平面镜成像特点”的过程中,让学生充分经历探究过程,感悟科学方法,体会到在司空见惯的日常现象中蕴含着重要的科学规律,将“过程与方法” 、 “情感态度与价值观”目标真正落到实处。本节课的引入,既可以让学生观看教材中的图片(教材图 3-25) ;教师也可以事先从网上下载一些有关平面镜成像的有趣、有用、美丽的图片,课上用多媒体投在大屏幕上,激发学生的兴趣;还可以给学生每人发一块平面镜,让学
12、生把玩,观察平面镜和自己的像。对于什么是“平面镜” ,要让学生知道它实质是一个表面光滑的反射平面,由于光的反射而成像。至于什么是“像” ,可利用学生的生活经验,结合具体实例,把学生头脑中的前概念迁移过来,予以明确即可,例如:镜子里的那个“你” ,就是你的像。不必探讨像的成因、像的定义等。探究平面镜成像规律活动 1 镜前观像“活动 1”的目的是让学生由生活中无意识地照镜子,到有意识地研究照镜子,引导5学生思考像与物的关系。教学时让学生观察教材图 3-26,针对教材中的问题“哪一个是该同学的像” , 让学生充分讨论、猜测,乃至争辩,并让学生说出判断的理由。学生可能从像与物的对应点离镜面的远近、左右
13、位置关系等方面进行判断,教师不置可否,留有悬念,以激发学生进一步探究平面镜成像的特点。活动 2 探究平面镜成像的特点“活 动 2”的 目 的 是 探 究 平 面 镜 成 像 的 特 点 : 一 是 探 究 像 的 位 置 , 即 像 到 平 面 镜 的 距 离与 物 到 平 面 镜 的 距 离 有 什 么 关 系 ? 二 是 探 究 像 的 大 小 , 即 像 跟 物 的 大 小 有 什 么 关 系 ? 三 是 探究 像 的 虚 实 , 即 平 面 镜 所 成 的 像 能 否 呈 现 在 光 屏 上 ?对于活动 2,建议从以下 4 个方面进行教学。明确实验目的结合“活动 1”中学生的讨论发言,
14、教师总结、引导:同学们在讨论中都认为平面镜中的像与镜前的物体有关系,并且对像与物的关系做出了种种猜测。其实要研究像与物的关系,首先要搞清楚两点:像的位置问题,即像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系?像的大小问题,即像的大小与物体的大小是否相等?教师可把以上两个问题板书下来,以明确活动目的。对于“平面镜所成的像能否呈现在光屏上” ,不是下一步设计实验的重点和难点,所以这里可以暂且不提,以免冲淡重点,等到安排学生进行实验时,教师直接告诉学生即可。设计和进行实验这个实验若让学生独立设计,将是非常困难的。教学时可以让学生阅读教材,按照教材中的步骤进行实验,不过这样处理,学生往往认识不到用玻璃板做
15、实验的好处,对于“等效替代”这一巧妙的方法体会不够深刻,也不利于培养学生设计实验的能力。建议采取以下两种教学方法:方法 1:教师点拨、引导,师生共同设计实验。关于“像在哪里” :先不给学生玻璃板,让学生用普通平面镜做实验,尝试确定像的位置,学生碰了“ 钉子” 、有了体验后,教师问学生:有什么困难?学生摆出了困难,然后教师出示玻璃板和另一支蜡烛,让学生利用它们想办法、出主意,确定像的位置。在学生充分思考、讨论、回答的基础上,教师总结(如果有学生能够总结当然更好) ,明确具体的实验方法:拿一支与前面蜡烛等大的蜡烛,放在玻璃板后面并移动,左右移动头部,直到看上去它跟前面蜡烛的像位置重合,则后面这支蜡
16、烛的位置就是像的位置。教师(或发言的学生)边说明边演示具体做法,让全体学生真正弄懂实验方法,并体会其中蕴涵的科学方法。关于“像与物体的大小是否相等”:让学生接着上面的思路继续讨论:怎样比较像与物的大小呢?教师视情况学生回答的情况点拨,如:像与镜前的蜡烛相距较远,容易比较它们的大小吗?对玻璃板后面放置的蜡烛大小有什么要求?方法 2:让学生自选器材,合作探究。提供的器材:平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛、火柴、刻度尺。 可以用下面的问题提示、引导:把点燃的蜡烛放在平面镜前,观察镜中的像,你能找到镜后像的确切位置吗?换用玻璃板做上面的实验,再借助另一支蜡烛,你能找到镜后像的确切位置吗?你怎样比较像与物
17、的大小及像与物到镜面的距离?将一张纸放在像的位置上,在纸上能呈现出像吗?学生在上面问题的启发引导下,讨论实验,进行自主探究。为保证实验取得良好的效果,实验要注意以下几点:6玻璃板宜选用薄一些的,因为用厚玻璃板做实验,可能会看到两个不重合的虚像;为了准确地标记物、像、镜的位置,实验前在桌面上铺一张颜色较深的纸;玻璃板的放置一定要与桌面垂直;点燃玻璃板前的蜡烛,但不要点燃玻璃板后面的蜡烛。实验结论平面镜成像的特点平面镜成像的特点是:像与物到镜面的距离相等,像与物的大小相等,像与物关于镜面对称,平面镜所成的像不能呈现在光屏上。得出平面镜成像的特点后,可结合具体实例介绍什么是“实像”和“虚像”:平面镜
18、所成的像不能呈现在光屏上、只能用眼观察到,是虚像;放电影时,银幕上的像是实际光线照射形成的,能呈现在银幕上,是实像。另外,为便于学生记忆平面镜成像的特点,可以将其概括为八字口诀:“等距、等大、对称、虚像” 。学了平面镜成像的特点,可适当安排一些例题和练习。例题:如图 3.3-1 所示,作出 AB 在平面镜中的像。解析:由 A 向镜面作垂线 AM,延长 AM 至 A点 ,使 AM AM,则 A点 即为 A 点在平面镜中的像。同理作出 B 点的像 B。连接 AB,就得到了 AB 的像,如图 3.3-2 所示。练习:小明身高 1.7m,站在平面镜前 1m 处,他在镜 中的像多高?他与像间的距离多远?
19、当他走近平面镜时, 像的大小和位置是否变化?如何变化?如图 3.3-3 所示,作出ABC 在平面镜中的像。最后回扣到“活动 1”:让学生根据平面镜成像的特点,重新回答“活动 1”中的问题,并说明原因。对于人体上的每一点来说,平面镜中的像点都与物点对称,物点距离平面镜越近,则对应的像点距离平面镜亦越近,通过观察比较可知,教材图 3-26 中的 D 图是该同学在平面镜中的像。平面镜的应用平面镜在生活及生产实践中有广泛的应用,除教材中提到的外,可以由学生或教师再列举一些,如:有些房间安装的装饰用平面镜,使房间显得更宽敞;牙医用的小平面镜,可以帮助医生看清病人口腔内的牙齿;还有一些精密仪表,在指针后面
20、的刻度盘上有一条平面镜,保证观察者的视线与刻度盘平面垂直,以减少读数误差等。还可以让学生课下在网上收集有关信息,与同学交流。关于潜望镜的道理,教师要引导学生理解它的光路:来自物体的光线经第一个平面镜反射后照到第二个平面镜上,再经第二个平面镜反射进入人的眼睛,于是人眼看到了物体。可以让学生利用两块平面镜,观察自己的后脑勺或后背,以加深理解。在此不要介绍二次A AB BM NBA图 3.3-1 图 3.3-2ACB图 3.3-37成像问题。各种面镜关于凹面镜和凸面镜,让学生常识性了解即可。为激发学生的学习兴趣,可以先让学生对着不锈钢勺子的凹面和凸面观看自己的像,让学生提问题。然后教师介绍:什么是凹
21、面镜和凸面镜;它们对光线各有怎样的作用;在生活实际中各有哪些应用。凹面镜对光线的会聚作用、凸面镜对光线的发散作用,可以用光具盘和配套仪器演示。如果没有专用仪器,可这样来做:在纸盒(一面开口,便于观察)上平行划三道间距相等的窄缝,把球面镜放在盒子里,盒中充些烟雾,然后让窄缝正对着太阳光(也可以用三只激光笔或投影仪做光源) ,调节球面镜的位置,就可以清楚地看到凹面镜使光线会聚或凸面镜使光线发散的光路。关于太阳光的利用,可参考本章“课程资源”之“2.利用太阳光作平行光源” 。需要指出的是,这里只让学生观察、体会球面镜对光线的作用,不要求画有关光路图。4教学评价课堂测评1在探究平面镜成像特点的实验中,
22、为什么用玻璃板代替平面镜?你是怎样确定像的位置的?你是如何比较像与物大小的?2一只小鸟在平静的湖面上方飞过,湖面映现出小鸟的 (选填“实”或“虚”) 像,当小鸟距水面 3m 时,该像距小鸟 m。3视力检查时要求被测人与视力表间隔 5m。小明借助一块平面镜检查视力(如图3.3-4 所示) ,则他应坐在镜前 m 处。图中小明正在用手示意他所看到的“E”字朝向,其示意方向应与视力表中“E”字的实际朝向 (选填“相同”或“相反” ) 。4张颖在探究平面镜成像的特点时,将一块玻璃板竖直架在一把刻度尺的上面,如图3.3-5 所示,再取两段等大的蜡烛 A 和 B 一前一后竖放在刻度尺上刻度尺的作用是便于比较
23、 ;取两段等大的蜡烛,是为了比较 ;移去蜡烛 B,并在其所在位置放一光屏,则光屏上 呈现出蜡烛 A 的像(选填“能”或“不能” ) ,这表明 。5如图 3.3-6 所示,AB 是物体,A B 是它在平面镜中所成的像,请根据平面镜成像的特点画出平面镜。图 3.3-6图 3.3-5图 3.3-4图 3.3-786如图 3.3-7 所示,医生检查病人的耳道时,所戴的面镜是凹面镜、还是凸面镜?为什么?【参考答案】1玻璃板既能像平面镜一样成像,又能透过它看到后面的物体,便于确定像的位置。拿一支与前面蜡烛等大的蜡烛,放在玻璃板后面并移动,直到看上去它跟像的位置重合,则后面这支蜡烛的位置就是像的位置。因为玻
24、璃板后面的蜡烛与前面的蜡烛大小相同,所以通过比较后面蜡烛与像是否完全重合,就能知道像与物的大小是否相等。2虚 6 32 相同4像与物到镜面的距离 像与物的大小 不 能 平 面 镜 成 的 是 虚 像5连接 AA ( 或 BB ) ,作线段 AA ( 的垂直平分线即为镜面的位置。如图 3.3-8 所示。6凹面镜。因为凹面镜对光线有会聚聚作用,可把射向它的灯光会聚于病人的耳道内,照亮耳道道。“自我评价与作业”指导1.之所以用玻璃板代替平面镜,一是由于玻璃板能起到平面镜的成像作用,二是由于玻璃板能透光,透过它能看到后面的物体,便于确定像的位置、比较像与物的大小。2.运用平面镜成像的特点,作 S 的对称点:过 S 点向平面镜作垂线并延长,用刻度尺量出 S 点到平面镜的距离,依此距离在其延长线上截取相同的长度,截取点即为像点 S。3.根据平面镜成像的特点,尝试画出熊猫的像。4. 2 5. 6 1.68 不变图 3.3-8