光的反射定律平面鏡成像

1、光的反射定律平面鏡成像一、教學(xué)目標(biāo)在物理知識(shí)方面要求.（1）掌握光的反射定律，會(huì)用光的反射定律解釋有關(guān)的現(xiàn)象；（2）掌握平面鏡成像的原理和規(guī)律；（3）應(yīng)用平面鏡成像的規(guī)律解決一些簡(jiǎn)單的物理問題.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.通過簡(jiǎn)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

2、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(duì)稱的含義是像正立且與物等大.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.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(jiǎn)單、最基本的方法.三、教具平面玻璃，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.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(shí)，今天我們來進(jìn) 一步研究.光的反射現(xiàn)

3、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)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一一光線.光線是光束的抽象 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(huì)聚光束三種情況.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

4、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(huì)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.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）.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.平面鏡成像

5、.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(dòng)直至未點(diǎn)燃的蠟燭與點(diǎn)燃的蠟 燭的像重合，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(huì)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(duì)

6、應(yīng)處成相同的比例，而這里的“相 似”有時(shí)不同對(duì)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(huì)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(zhǎng)線會(huì)聚而形成，不可在光屏上顯示， 只能用眼睛直接觀察.關(guān)于像的概念讓學(xué)生一定要很清楚，特別是要區(qū)分生活中的“像”的概 念.像片是物而不是“像”，畫像和像片具有相同的含義.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(zhǎng)“相”具有相同的含 義.“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

7、 人們?cè)陔娪霸嚎措娪笆且淬y幕上的圖景，銀幕上的圖景對(duì)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.“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.（4）平面鏡成像.平面鏡對(duì)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(huì)聚）光束經(jīng)平面鏡反射仍為 發(fā)散（會(huì)聚）光束.平面鏡成像為虛像，作圖時(shí)用虛線表示.（將演示實(shí)驗(yàn)中的白紙呈現(xiàn)給學(xué)生，通過作圖，測(cè)量得出）像點(diǎn)和 物點(diǎn)關(guān)于平

8、面鏡呈面對(duì)稱.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(dòng)。角，則反 射光線的方向轉(zhuǎn)動(dòng)2。角.證明：因?yàn)槠矫骁R轉(zhuǎn)動(dòng)。角，則法線轉(zhuǎn)動(dòng)。角，當(dāng)入射光線不變時(shí)，則 入射角增加（或減少）0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

9、之間的夾角增加（或減少）2 0角，即反射光線轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為20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3勻 諫轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則反射光線轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，=2.3=：,= 20）.（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）AB. A為塔樓頂端，過A點(diǎn)做AS直線且ZSAB=30.過 A點(diǎn)作垂直于AS的直線（用虛線）AS，且SS，直線（用

10、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.圈1tan 30由圖可知4tan 60代入數(shù)據(jù)得昭用=尸1 h-H3 = h +HSC h-H-AC AC_ CS1 _ h + H AC ACh-HACh + HAC解得：h=2H.例4圖沖AB表示一直立的平面鏡，F(xiàn)R是水平放置的米尺（有刻 度的一面朝著平面鏡），MN是屏，三者相互平行，屏MN上的

11、ab表示一條 豎直的縫（即a、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（屏的像的位置）（尺的像的位置）圈4圖3作圖步驟：作S點(diǎn)對(duì)AB的對(duì)稱點(diǎn)S, S，就是S的像點(diǎn).連接S、a并延長(zhǎng)，與AB交于C點(diǎn).連接S、C并延長(zhǎng)，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(zhǎng)，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(duì)于AB的對(duì)稱線P 1P 2、M a、b N ，則P P就淄6對(duì)于平面鏡 AB的像，M N是 MN對(duì)于平面鏡 人8的像.21 2連接S、a并延長(zhǎng)，與P2交于一點(diǎn)，并作該點(diǎn)對(duì)于AB的對(duì)稱點(diǎn)， 此對(duì)稱點(diǎn)在P1P2上，是可看到部位的左端.連接S、b并延長(zhǎng)，與P2交于一點(diǎn)，作該點(diǎn)對(duì)于AB的對(duì)稱點(diǎn)， 此對(duì)稱點(diǎn)也在P1P2上，是可看到部位的右端.上述順序也可以是.平面鏡與運(yùn)動(dòng)學(xué)的綜合應(yīng)用.例題略.課堂小結(jié)平面鏡是一個(gè)非常重要的光學(xué)元件，在生活中應(yīng)用也很廣，這部分 光學(xué)知識(shí)為將來的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ).幾何光學(xué)的學(xué)習(xí)要突出幾何作圖，同學(xué)們應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范化的作圖 格式進(jìn)行訓(xùn)練，緊緊抓住