黑龍江省哈爾濱市木蘭高級中學(xué)高中物理 光的反射定律平面鏡成像教案

1、光的反射定律平面鏡成像 2通過演示實(shí)驗(yàn)，概括出平面鏡成像的特點(diǎn)，應(yīng)用光的反射定律推導(dǎo)出平面鏡成像的特點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力，通過相關(guān)物理量變化規(guī)律的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)分析、推理能力3通過簡單的物理問題的解決使學(xué)生理解解決物理問題的基本原理和基本方法，如何建立已知與未知和所求之間的關(guān)系從而加深物理方法的學(xué)習(xí)二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1重點(diǎn)是使學(xué)生掌握平面鏡成像的原理及推導(dǎo)過程平面鏡成像的特點(diǎn)是解決平面鏡問題的關(guān)鍵平面鏡成像是虛像，學(xué)生作圖時(shí)要注意用虛線；平面鏡成像，其像和物關(guān)于平面鏡對稱的含義是像正立且與物等大2教學(xué)難點(diǎn)之一是如何澄清學(xué)生頭腦中“像”的概念要突破這一點(diǎn)就要讓學(xué)生清楚物理中像的準(zhǔn)確定義，生活中

2、像、影、相又指的是什么意思嚴(yán)格區(qū)分教學(xué)中的相似與物理的“相似”有什么不同3教學(xué)中的另一個(gè)難點(diǎn)是如何應(yīng)用平面鏡成像的特點(diǎn)解決實(shí)際問題最關(guān)鍵的是要抓住最簡單、最基本的方法三、教具1平面玻璃，蠟燭兩只（完全相同），火柴，大白紙一張（8開或更大一些），直角三角板，鉛筆2教學(xué)用直角三角板、直尺四、主要教學(xué)過程（一）引入新課光的反射現(xiàn)象和平面鏡在初中物理中已經(jīng)學(xué)到一些知識，今天我們來進(jìn)一步研究光的反射現(xiàn)象處處可見，平面鏡也是日常生活中常見的物品，它們有什么特性呢？（二）教學(xué)過程設(shè)計(jì)1光線和光束光線是利用光的直線傳播而從光束中抽象出來的概念物體發(fā)出的光束，用一條帶箭頭的直線來表示光的傳播方向光線光線是光束的

3、抽象結(jié)果，實(shí)際是不存在的，而光束是客觀存在的在畫光線時(shí)注意光的傳播方式用直線表示，要用實(shí)線，而光的傳播方向箭頭一般標(biāo)在直線段的中央部分光束可分為平行光束、發(fā)散光束、會聚光束三種情況2光線傳播到兩種介質(zhì)的分界面所發(fā)生的現(xiàn)象：反射和折射現(xiàn)象可能同時(shí)發(fā)生，也可能只發(fā)生反射現(xiàn)象，但有折射現(xiàn)象的同時(shí)一定有反射現(xiàn)象，只是反射現(xiàn)象有時(shí)極不明顯而不考慮通過作圖介紹入射點(diǎn)、法線、入射光線、反射光線、入射角和反射角的概念光在介質(zhì)中傳播時(shí)會有能量損失（被吸收）光在兩種介質(zhì)界面上發(fā)生反射或折射時(shí)也要有能量損失3光的反射定律（1）（三線共面）反射光線在入射光線和法線所決定的平面內(nèi)；（因果關(guān)系要注意）（2）（法線居中）反

4、射光線跟入射光線分別位于法線的兩側(cè)；（3）（兩角相等）反射角等于入射角（因果關(guān)系）4鏡面反射和漫反射（1）鏡面反射：能成虛像的反射，入射光線是有規(guī)律的，反射光線仍遵從一定規(guī)律進(jìn)行排序（2）漫反射：入射光線是有規(guī)律的，而反射光線是無序的，不能成虛像的反射，但每一條光線都遵從光的反射定律，漫反射是由于兩介質(zhì)的界面不光滑平整而造成的5平面鏡成像演示 在白紙中央用直尺畫一條直線，然后平放在水平桌面上，在直線的一側(cè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)A，將平面玻璃垂直于紙面且與紙上直線重合放置，將一支蠟燭點(diǎn)燃豎直放在A處，在A點(diǎn)這側(cè)看點(diǎn)燃蠟燭的像將另一支未點(diǎn)燃的蠟燭放在直線（平面玻璃）的另一側(cè)，緩慢移動直至未點(diǎn)燃的蠟燭與點(diǎn)燃的蠟燭

5、的像重合，好像未點(diǎn)燃蠟燭也燃燒起來一樣在紙上記下未點(diǎn)燃蠟燭的位置在同學(xué)們都看清楚的前提下，將點(diǎn)燃的蠟燭熄滅讓同學(xué)討論看到的現(xiàn)象，總結(jié)平面鏡成像的特點(diǎn)（1）像：由物發(fā)出（或反射）的光線經(jīng)光具作用為會聚的光線（或發(fā)散的光線）所形成的跟原物“相似”的圖景這里的“相似”一詞與數(shù)學(xué)的相似含義不完全相同，數(shù)學(xué)中的相似是指對應(yīng)處成相同的比例，而這里的“相似”有時(shí)不同對應(yīng)處比例不同例如哈哈鏡中人的像與人相比相差很大，但仍認(rèn)為是人的像（2）實(shí)像：是由實(shí)際光線會聚而形成可用眼直接觀察，可在光屏上顯示，具有能量到達(dá)的地方（3）虛像：是實(shí)際光線的反向延長線會聚而形成，不可在光屏上顯示，只能用眼睛直接觀察關(guān)于像的概念讓

6、學(xué)生一定要很清楚，特別是要區(qū)分生活中的“像”的概念A(yù)像片是物而不是“像”，畫像和像片具有相同的含義B照相，實(shí)質(zhì)上是取得一個(gè)與人“相似”的一幅畫片，只不過不是用筆畫，而是通過成像的原理制作就是了照“相”與長“相”具有相同的含義C“看電影”也有人誤認(rèn)為是“看電像”，在初中就學(xué)過像的概念但人們在電影院看電影是要看銀幕上的圖景，銀幕上的圖景對于底片（拷貝）來說是像的位置，像呈現(xiàn)在銀幕上，作為物被眼晴看到，若真看“像”應(yīng)眼睛向著放映機(jī)看，那是不可能的D“成像是客觀的，觀像是有范圍的”若電影院銀幕處未放銀幕，放影機(jī)放影時(shí)，拷貝上的像仍呈在放銀幕處戴近視鏡的同學(xué)看到的并不是真實(shí)的物，而是這些物正立縮小的虛像

7、（4）平面鏡成像A平面鏡對光的作用，只改變光的傳播方向，不改變光束的性質(zhì)即平行光束經(jīng)平面鏡反射仍為平行光束發(fā)散（會聚）光束經(jīng)平面鏡反射仍為發(fā)散（會聚）光束B平面鏡成像為虛像，作圖時(shí)用虛線表示C（將演示實(shí)驗(yàn)中的白紙呈現(xiàn)給學(xué)生，通過作圖，測量得出）像點(diǎn)和物點(diǎn)關(guān)于平面鏡呈面對稱6平面鏡的應(yīng)用（1）平面鏡控制光路例1 已知入射光線及平面鏡的位置，控制反射光線一束光線與水平成40°角射來，欲使光線沿水平方向傳播，所放平面鏡與水平面成_角答案：20°或70°解析：題目中只要求反射光線水平，一定要注意可能出現(xiàn)兩種情況一種是入射光線與反射光線之間的夾角是40°，一種是入

8、射線與反射光線之間的夾角是140°例2 證明：若入射光線的方向不變，將平面鏡繞入射點(diǎn)轉(zhuǎn)動角，則反射光線的方向轉(zhuǎn)動2角證明：因?yàn)槠矫骁R轉(zhuǎn)動角，則法線轉(zhuǎn)動角，當(dāng)入射光線不變時(shí)，則入射角增加（或減少）角，由光的反射定律可知反射光線與法線的夾角也增加（或減少）角，則反射光線與入射光線之間的夾角增加（或減少） 2角，即反射光線轉(zhuǎn)動的角度為 2角若上題改為若入射光線的方向不變，平面鏡繞入射點(diǎn)以角速度勻（2）平面鏡成像的觀察例3 一人站在湖邊塔樓頂上觀察空中的氣球，已知樓頂離湖面高為H，人高不計(jì)他看空中靜止的氣球時(shí)，仰角為30°他看水中氣球的虛像時(shí)，俯角是60°，問氣球靜止在湖

9、面上方，離湖面多高？答案：2H解析：幾何光學(xué)的突出特點(diǎn)是幾何作圖此題作圖的技巧是：先畫一條水平線（在塔樓頂上）ABA為塔樓頂端，過A點(diǎn)做AS直線且SAB=30°過A點(diǎn)作垂直于AS的直線（用虛線）AS，且 SS直線（用虛線）要垂直于 AB SS直線交AB于C點(diǎn)找到SS直線的中點(diǎn)O，過O點(diǎn)作SS的垂線MN，MN交AS于D點(diǎn)，用實(shí)線連接AD，DS，且標(biāo)明AS、AD、DC的光線箭頭如圖所示，注意箭頭方向不要畫反A點(diǎn)為觀察者過A點(diǎn)作MN的垂線交MN于E點(diǎn)AE即為塔樓高，S為氣球S的像SO即為所求h解得：h=2H度的一面朝著平面鏡），MN是屏，三者相互平行，屏MN上的ab表示一條豎直的縫（即a、

10、b之間是透光的）某人眼睛緊貼米尺上的小孔S（其位置見圖），可通過平面鏡看到米尺的一部分刻度試在本題的圖上用三角板作圖求出可看到的部位，并依次寫出作圖的步驟圖3作圖步驟：作S點(diǎn)對AB的對稱點(diǎn)S，S就是S的像點(diǎn)連接S、a并延長，與AB交于C點(diǎn)連接S、C并延長，與P1P2交于一點(diǎn)，此點(diǎn)就是可看到部位的左端連接S、b并延長，與P1P2交于一點(diǎn)，此點(diǎn)就是可看到部位的右端上述順序也可以是或圖4作圖步驟：分別作 P1P2、Ma、bN對于 AB的對稱線P1P2、Ma、bN，則P1P2就是P1P2對于平面鏡 AB的像， M N是 MN對于平面鏡AB的像連接S、a并延長，與P1P2交于一點(diǎn)，并作該點(diǎn)對于AB的對稱點(diǎn)，此對稱點(diǎn)在P1P2上，是可看到部位的左端連接S、b并延長，與P1P2交于一點(diǎn)，作該點(diǎn)對于AB