(一)光的反射定律
[演示实验1]
在桌面上放一盆水,用强光的手电筒照射到水面上.
实验现象:可以看到墙壁上有明亮的光斑.
师生共同活动得:光射到任何物体表面都能发生反射(板书)
[师]光的反射有什么规律?在讲光的反射规律时,让我们先弄清几个光反射中的名词.
[演示实验2]让氦氖激光器发出的一束光线射在平面镜上,引导学生观察一点、两角、三线.
教师在黑板上画出反射图.
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入射点:(O)入射光线与镜面上的接触点.
入射光线(AO)
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.
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(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.
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角i |
角r |
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第一次 |
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第二次 |
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第三次 |
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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
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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.
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(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.