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文檔簡介
第四章光現(xiàn)象
-光的直線傳播
教學(xué)目標(biāo):
1.知識與技能
(1)了解什么是光源。
(2)知道光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播。
(3)知道光在真空中的傳播速度。
2.過程與方法
(1)通過觀察與實驗,培養(yǎng)學(xué)生初步的觀察能力和設(shè)計實驗的能力。
(2)經(jīng)歷“光是怎樣傳播的”探究過程,培養(yǎng)初步的科學(xué)探究能力。
3.情感、態(tài)度與價值觀
(1)能領(lǐng)略色彩斑斕的光之美,具有對科學(xué)的求知欲,樂于探索自然現(xiàn)象。
(2)認(rèn)識交流與合作的重要性,有主動與他人合作的精神。
教學(xué)重點:光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的
教學(xué)難點:用光的直線傳播來解釋簡單的光現(xiàn)象
課時安排:2課時
教學(xué)方法:創(chuàng)設(shè)情景一導(dǎo)入目標(biāo)一自主探索一實驗論證一表達(dá)交流一總結(jié)歸納。
教學(xué)器材:激光手電、蚊香、玻璃磚、火柴、蠟燭、光屏、中間有孔的不透明硬紙板、盛水的小
燒壞(水中放適量粉筆末)、果凍。
引入新課:
①我們?yōu)槭裁纯梢钥匆娢矬w?……物體有光線射入我們的眼睛。例如:陽光、日光燈、電視等。
②學(xué)生探討:光線是如何傳播的
課前預(yù)習(xí):
1.光源是指?
2.在物理學(xué)中,用表示光的傳播路徑.并把它稱為o
3.影子是由于形成的.
4.用步槍射擊時,當(dāng)準(zhǔn)星、標(biāo)尺和目標(biāo)“三點一線”時,就能擊中目標(biāo),這是因為o
5.光在真空的速度大約是m/s,在玻璃中的傳播速度大約是m/s。
原理及探究:
新知1光源
(1)概念:能夠發(fā)光的物體叫光源。
(2)分類:①自然光源:太陽、星星、螢火蟲、深海中的水母等.②人造光源:電燈、蠟燭、
霓虹燈等。
(3)注意:光源與非光源的區(qū)別.如月亮不是光源,因為它不是自己發(fā)光。
【例1】試判斷下列哪一組都是光源()
A.電池和螢火蟲B.電池和燭焰C.螢火蟲和月亮D.螢火蟲和燭焰
解析光源是指自身能夠發(fā)光的物體,光源分為天然光源和人造光源。螢火蟲是一種能在尾部
發(fā)光的小飛蟲。是天然光源;燭焰是人造光源;月亮雖然看上去亮,但它和地球一樣本身不能發(fā)
光,不是光源:電池也不是光源。
簡單應(yīng)用
下列物體屬于光源的是()
A.晶瑩的鉆石B.耀眼的流星C.皎潔的月亮D.放電影時看到的銀幕
新知2光沿直線傳播
(1)實驗:用激光演示器演示光在空氣中、光在水中、光在玻璃中傳播的情況.通過觀察發(fā)現(xiàn):
光在空氣中、水中、玻璃中是沿直線傳播的.進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn):光沿直線傳播的條
件是:在同種、均勻、透明物質(zhì)中.
(2)光傳播的規(guī)律:在同種均勻透明物質(zhì)中是沿直線傳播的.
(3)光線:為了形象地表示光的傳播,物理學(xué)中引入光線.光線——表示光的傳播方向的帶箭
頭的直線.
注意:①光是真實存在的。
②光線是人們?yōu)榱诵蜗蟮乇硎竟獾闹本€傳播而畫出的帶_(直線)r
箭頭的直線。畫法(箭頭)光線
③用這種方式來表示物理中一些概念的方法,在物理學(xué)中叫模型法.
【例2】關(guān)于光的傳播規(guī)律,下列幾種說法中正確的是()
A.光只有在真空中才能沿直線傳播B.光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的
C.光在同種介質(zhì)中沿直線傳播D.光在任何條件下都是沿直線傳播的
解析認(rèn)清光沿直線傳播的條件是解答此題的關(guān)鍵。
簡單應(yīng)用
下列實例中光不是沿直線傳播的是()
A.挖掘隧道時,采用的“激光準(zhǔn)直”技術(shù)
B.排縱隊時,如果看到自己前面的一位同學(xué)擋住了前面所有的人,隊就排直了
C.通過硬紙板上的小孔向外看時,眼睛離洞越近,看到的范圍越大
D.光在不均勻的大氣層中傳播
新知3光的傳播速度
(1)真空中的光速是宇宙間最快的速度,在物理學(xué)中用字母c表示:c=2.99792x108m/s,在
我們的計算中,真空中的光速取為c=3.0x10sm/so
(2)光在空氣中的速度十分接近光在真空中的速度,也可以視為3.0x108m/s.光在水中的速度
約為真空中光速3/4,在玻璃中光速約為真空中光速的2/3。
(3)由于光的速度比聲的速度快得多,打雷下雨時,雷聲和閃電是同時發(fā)生的,但是我們總是
先看到閃電,后聽到雷聲。
(4)光年:光在一年內(nèi)傳播的距離,是天文長度單位.1光年=9.46x1012km。
【例3】有一位在北京劇場里觀看演出的觀眾坐在離演奏者30m遠(yuǎn)處,另一位在上海的聽眾在自己
家里收音機(jī)旁收聽實況轉(zhuǎn)播,北京與上海相距1460km,問:哪一個先聽到演奏聲?已知無
線電波與光的傳播速度相同。
解析:上海的聽眾聽到的演奏聲是靠無線電波傳播,其速度c=3X10%n/s.北京的觀眾聽到的演
奏聲是靠空氣傳播,其速度為340m/so
解北京聽眾聽到演奏聲的時間為:
_30m
0.09s,
京340m/s
上海聽眾聽到演奏聲的時間:
=_1460km_=5x10-3s,
3x10s
因為‘京>£海,所以上海的聽眾先聽到演奏聲。
簡單應(yīng)用
民間有個牛郎織女的故事.據(jù)天文測量,牛郎星和織女星相距為160萬億km。估算一下,牛
郎眨眨眼,織女要隔多長時間才能看到?
新知4用光沿直線傳播解釋有關(guān)的現(xiàn)象
(D影子
光在傳播過程中,遇到不透明的物體,在物體
后面光不能到達(dá)的區(qū)域便產(chǎn)生影。
例如:手影就是很好的例證,如圖2TT所示。
⑵日食和月食
當(dāng)月球到地球和太陽之間,并且在同一直線上時,月球就擋住了射向地球的太陽光,由于
光的直線傳播,在地球陰影區(qū)的位置就發(fā)生了日食,如圖2T-2所示;當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)到月球和太陽
之間,并且在同一直線上時,地球就擋住了射向月球的太陽光,由于光的直線傳播,在陰影部
分的月球則不能反射太陽光,這就形成了月食,如圖2-1-3所示。
圖2-1-2圖2-1-3
【例4】關(guān)于日食的成因的說法正確的是()
A.是天狗吞日的結(jié)果B.是地球擋住了太陽的光
C.是月球擋住了太陽的光D.太陽一部分不發(fā)光
解析:日食和月食都是由于光的直線傳播形成的.日食是太陽發(fā)出的光部分或全部被月亮擋住的
緣故,人們看不到那部分光線,便形成了日食。
簡單應(yīng)用
發(fā)生月食的時候,下面說法中正確的是()
A.月球的影子落在地球上B,太陽、月亮、地球在一條直線上,月亮在中間
C.太陽、地球、月亮在一條直線上,地球在中間
D.月亮不發(fā)光,它背著太陽的一面向著地球,所以地球上的人看不見它
新知5小孔成像
在較暗的屋子里,把一支點燃的蠟燭放在一塊半透明的塑料薄膜黑二
前面,在它們之間放一塊鉆有小孔的紙板,由于光沿直線傳播,塑料
薄膜上就出現(xiàn)燭焰的倒立的像,如圖2T-4所示,這種現(xiàn)象叫做小孔u(yù)圖2-1-4
成像。
【例5】太陽光垂直射到一個極小的“△”形孔上,那么它在地面上產(chǎn)生的像的形狀是()
A.“△”形的B."V”形的C."o”形的D.“口”形的
解析:此題屬于小孔成像問題,成的是太陽的像,應(yīng)該與太陽的形狀相同,與小孔形狀無關(guān)。
簡單應(yīng)用
太陽光垂直照射到一很小的正方形孔上,則在地面上產(chǎn)生光斑的形狀是的,這
種現(xiàn)象叫,這種現(xiàn)象可用原理來解釋.
方法規(guī)律:
1.理想化模型法及作圖法
為了更形象、簡單地描述和研究光現(xiàn)象及其規(guī)律,物理學(xué)采用理想化模型的方法,用光線來
表示光的傳播路線,用作圖法解決光學(xué)問題.作圖法就是根據(jù)題目所給的條件,靈活運(yùn)用有關(guān)物
理概念和規(guī)律,通過作圖求解未知量的方法.因此必須注意作圖的規(guī)范性,掌握光線、光線的反
向延長線、實像、虛像等畫法的規(guī)定,逐步學(xué)會這種研究問題的方法.
2.光的直線傳播的三類現(xiàn)象:
a.是直線光柱的形成,包括燈光柱、太陽光柱等;
b.是影的形成,包括日食、月食、手影、立竿見影等;
c.像的形成,小孔成像.
要會用學(xué)過的知識解釋三種現(xiàn)象.
綜合應(yīng)用:
【例1】能自行發(fā)光的物體叫做光源,下列物體屬于光源的是()
A.太陽B.地球C.月亮D.房屋
解析:光源是指自身發(fā)光的物體,有些物體本身不發(fā)光,但由于它們能反射太陽或其他光源射出
的光,好像它們也在發(fā)光一樣,它們并不是物理學(xué)中所指的光源,如月亮和所有的行星。
1.(同類拷貝.中考預(yù)測)下列物體中不屬于光源的是()
A.水母B.正在工作的微機(jī)顯示器
C.璀璨奪目的金剛石D.通電的電爐爐絲
【例2】大偉同學(xué)在課外按如圖2-1-5所示的裝置做小孔成像實驗.如果易拉
罐底部有一個很小的三角形小孔,則他在半透明紙上看到的像是()小孔成像
A.蠟燭的正立像B.蠟燭的倒立像圖2-1-5
C.三角形光斑D.圓形光斑
解析小孔成像的原理是光的直線傳播.燭焰上部的光線,通過小孔后,射到了半透明紙的下部:
下部的光線,通過小孔后,射到了半透明紙的上部.因此通過小孔后所成的像是倒立的實像。
小孔成像與孔的形狀無關(guān)。
2.(同類拷貝.中考預(yù)測)下列現(xiàn)象中不能用光的直線傳播知識解釋的是()
A.小孔成像B.日、月食的形成原因
C.人在陽光下形成的影子D.傍晚當(dāng)太陽到了地平線以下,我們還能看到它
課后作業(yè):
A卷(基礎(chǔ)演練)
一、選擇題:
I.下列現(xiàn)象中,不能利用光的直線傳播規(guī)律解釋的是()
A.雨后天空出現(xiàn)彩虹B.射擊瞄準(zhǔn)時“三點成一線”
C.操場上戰(zhàn)士們列隊看齊D.挖掘隧道時,用激光引導(dǎo)掘進(jìn)機(jī)
2.在硬紙板上穿一個小洞,通過小洞向外看,眼睛向小洞靠近,看到外面景物范圍()
A.變小B.變大C.不變D.先變大后變小
3.設(shè)光在真空中的傳播速度為匕,在水中的傳播速度為嗎,在普通玻璃中的傳播速度為匕,它
們之間的大小關(guān)系是()
A.v]<v2<v3B.Vj>v2=v3C.Vj>v2>v3D.v)=v2=v3
4.晚上,人在馬路上經(jīng)過路邊一盞路燈的過程中,其影子長度變化情況是()
A.先變短后變長B.先變長后變短C.逐漸變短D.逐漸變長
5.下列說法中,正確的是()
A.光是沿直線傳播的
B.太陽光射不到影子里,是因為光在同一種均勻介質(zhì)中傳播路徑是直的
C.太陽和月亮都是光源D.小孔成像實驗中,孔越大,像越清楚
二、填空題
6.的物體叫光源.太陽、月亮、行星、點燃的蠟燭、開亮的電燈,其中不是光源
的是。
7.光在同一種均勻介質(zhì)中是沿傳播的,光在中的傳播最快,速度為m/So
光年是天文學(xué)上使用的單位。1光年=km。
8.2005年春節(jié)聯(lián)歡晚會上,表演者用精美絕倫的舞蹈把我國佛教文化中的“千手觀音''演繹得淋漓
盡致,給人以美的熏陶、善的啟迪、在表演過程中,觀眾看不見邰麗華(領(lǐng)舞者)身后站著的其
他舞蹈者,這是光的的緣故。
9.古代人們用“屠”來測算時間,在圓形石板(稱唇面)上刻有時間的度數(shù),圓心立一小棍(稱唇針)。
小棍的陰影由長而短,由短而長地映在暑面的刻度上,由此可標(biāo)示時間.它是根據(jù)
的道理制成的。如果陰影是由短而長,則表示時間為(填“上午”或“下午”)?!耙淮绻怅?/p>
一寸金”就是由此而來的。
10.“一葉障目.不見泰山”這句話證明了光在同一種均勻介質(zhì)中是沿傳播的規(guī)律。
11.在100m跑的比賽中,如果計時員在聽到發(fā)令槍響時才開始計時,則記錄的時間比運(yùn)動員實
際跑步的時間(填“多''或"少”)了s?
B卷(鞏固提IWJ)
三'作圖題
12.如圖2-1-6所示,小孔前有一物體AB,請畫出AB經(jīng)過小孔成像的光路圖,
并在光MN上標(biāo)出AB所成的像。
四、綜合能力題
13.小東與幾位同學(xué)做手影游戲時發(fā)現(xiàn),手影大小經(jīng)常在改變,影子
的大小與哪些因素有關(guān)?他猜想:影子的大小可能與光源到物體
的距離有關(guān)。他們借助如圖2-1-7所示的實驗裝置,來探究影子
高度與物體距離的關(guān)系。手電筒黑板擦
實驗中,把手電筒正對黑板擦由近及遠(yuǎn)先后放在距離黑板擦不
同位置,保持其他因素不變,分別測量影子在墻上的高度,記錄數(shù)
據(jù)如下表:
手電筒到黑板擦
(1)分析數(shù)據(jù)他們發(fā)現(xiàn),若保持其他因素不
距離〃cm
變,當(dāng)手電筒由近處遠(yuǎn)離黑板擦?xí)r,影
黑板擦影子高度
子的高度隨之。
(2)為了進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律,他們根據(jù)數(shù)///cm
高度隨手電筒到黑板擦距離L變化的圖象(如圖2-1-8)
由圖象可知,當(dāng)手電筒到黑板擦的距離L=35cm時,
影子的高度日大致是cm。
(3)當(dāng)手電筒距黑板擦較遠(yuǎn)時,觀察圖象的變化趨勢發(fā)現(xiàn),
影子變小得(選填"快”或"慢》當(dāng)手電筒距黑板
擦足夠遠(yuǎn)時,影子大小將圖2-1-8
教學(xué)反思
二光的反射
教學(xué)目標(biāo):
1.知識與技能
(1)了解光在一些物體表面可以發(fā)生反射。
(2)認(rèn)識光反射的規(guī)律,了解法線、入射角和反射角的含義。
(3)理解反射現(xiàn)象中光路的可逆性。
(4)了解什么是鏡面反射,什么是漫反射。
(5)通過觀察,理解鏡面反射和漫反射的主要差異。
2.過程與方法
(1)通過實驗,觀察光的反射現(xiàn)象。
(2)體驗和感悟我們是如何看見不發(fā)光的物體的。
3.情感、態(tài)度與價值觀
(1)在探究“光反射時的規(guī)律”過程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。
(2)密切聯(lián)系實際,提高科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活和社會的意識。
(3)鼓勵學(xué)生積極參與探究活動。
教學(xué)重點:光的反射定律和應(yīng)用
教學(xué)難點:反射定律中的“三線共面”的理解和兩種反射現(xiàn)象的應(yīng)用
教學(xué)方法:
1.模型演示法:通過模型演示向?qū)W生展示清晰、直觀的光的反射現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生帶著問題去觀
察思考、探究歸納總結(jié)出光的反射定律。突破性模型裝置是幫助學(xué)生最直觀的
解決重、難點問題的關(guān)鍵。
2.競賽法:充分利用學(xué)生的好奇、好勝心理,在課堂上展開競爭,激發(fā)興趣。
3.多媒體演示:教學(xué)的全過程采用多媒體輔助教學(xué),并引導(dǎo)、歸納教學(xué)過程。
教學(xué)器材:能發(fā)出激光的手槍一把,平面鏡、白紙板各一,多媒體計算機(jī)、實物投影儀等。
引入新課:
①我們?yōu)槭裁纯梢钥匆娢矬w?……物體有光線射入我們的眼睛。例如:蠟燭、日光燈、電視等。
②學(xué)生探討:許多物體本身并不發(fā)光,我們?yōu)槭裁匆部梢钥吹囊?
課前預(yù)習(xí):
1.如圖2-2-1是光在平面上發(fā)生反射的情況,圖中法線、反射角和入射
角分別是、、.
2.入射光線與鏡面的夾角是35。,則反射光線與入射光線的夾角為—
;當(dāng)入射光線向法線偏轉(zhuǎn)時,反射角變?yōu)?0。。
3.我們在教室的各個方向都能看到黑板上的字,這是光的現(xiàn)象;
學(xué)習(xí)或工作中使用的臺燈上有一個燈罩如圖2-2-2.是利用光的圖2-2-1
規(guī)律將光線盡量集中照到需要照射的地方,因此燈罩內(nèi)表面應(yīng)盡量
原理及探究:
新知1光的反射
(1)光的反射是指光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)表面時,有部分光反射回原來
的介質(zhì)的傳播現(xiàn)象。
【例1】人眼能夠看到物體是因為()
A.物體一定是光源B.人眼發(fā)出的光射到物體上
圖2-2-2
C.物體反射或發(fā)出的光進(jìn)入人眼D.物體和眼睛在一條直線上
解析:人能夠看見物體,是因為從物體射來的光進(jìn)入人眼引起視覺的緣故,而光的來源一是物體
本身發(fā)出的,二是物體反射的光。
簡單應(yīng)用
下面幾個現(xiàn)象中與光的反射有關(guān)的是(
A.太陽光下物體有影子B.看到不發(fā)光的物體
C.晚上看到的五顏六色的霓虹燈光D.利用激光給隧道準(zhǔn)直
新知2光反射時的規(guī)律
(1)要學(xué)好這部分內(nèi)容首先要重視觀察和實驗,其次要弄清楚一點(入射
點)、二角(指入射角和反射角)、三線(反射光線、入射光線、法線)
的含義,如圖2-2-3.
一點:指入射點,用字母“D”表示。
二角:指入射角i和反射角r。
入射角是指入射光線和法線的夾角,反射角是指反射光線和法線的夾角。圖2-2-3
三線:指入射光線AD,反射光線OB.法線ON。
法線是通過入射點作的垂直于反射面的虛線,是為了研究問題的方便而引入的。沒有具體的物
理含義,但在確定入射角、反射角時法線卻是關(guān)鍵,因為反射角和入射角都是指光線與法線的夾角。
(2)反射規(guī)律:反射光線與入射光線、法線在同一平面上;反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè):
反射角等于入射角還能反述來說△.射角.笠壬反射角。
⑶在反射現(xiàn)象中,光路是可逆的。麗加集橫尼超善彰挽獲而三頡寸入,反射光一定逆著原來
的入射光線的方向射出。
光的反射規(guī)律可以表述為“三線共面、法線居中,兩角相等、光路可逆
【例2】入射光線與平面鏡的夾角為30°,轉(zhuǎn)動平面鏡使入射角減小5°,則入射光線與反射光線
的夾角為()
A.50°B.130°C.105°D.110°
解析:入射光線與平面鏡夾角為30°,法線與平面鏡垂直,入射光線與法線的夾角為60°。若入
射角減小5°則變?yōu)?5°,根據(jù)光的反射定律,反射角也為55°。即反射光線與法線的夾
角為55°,由此可知,人射光線與反射光線夾角為110°。
簡單應(yīng)用
如圖2-2-4所示,一束光線跟平面鏡的夾角是60°則它的反射光線與法
線的夾角為()
A.30°B.60°C.90°D.120°圖2-2-4
新知3鏡面反射和漫反射
(1)平滑的表面,例如鏡面、拋光的金屬面等,能使平行的入射光線沿著
同一方向反射出去,即反射光線也是平行的,這種反射叫做鏡面反射。
(圖2-2-5甲)
(2)粗糙不平的表面,如屏幕,即使入射光線是平行的,反射后的光線也
不平行,而是射向各個方向.這種反射叫漫反射.發(fā)生漫反射的時候,
每一條光線還是遵守反射定律的.(圖2-2-5乙)
(3)物體表面情況不同,對光的反射不同,但無論是鏡面反射還是漫反射,
對于每一條反射光線與入射光線之間的關(guān)系,同樣遵循反射定律.
日常見到的絕大部分反射面都會發(fā)生漫反射,由于漫反射才能夠使我們從:
教室里的黑板用毛玻璃、電影幕用粗布,都是為了使各個方向的人都能看到,
現(xiàn)“反光”現(xiàn)象,就是因為發(fā)生了鏡面反射,使某些方向反射光線較強(qiáng),從而看不見黑板上的字。
【例3】一個雨后的晚上,天剛放晴,地面雖己干,但仍留有不少水潭,為了不踩到地面的積水,
下列判斷正確的是()
A.迎著月光走,地上暗處是水;背著月光走,地上發(fā)亮處是水
B.迎著月光走,地上發(fā)亮處是水:背著月光走,地上暗處是水
C.迎著月光走或背著月光走,都應(yīng)是地上發(fā)亮處是水
D.迎著月光走或背著月光走,都應(yīng)是地上暗處是水
解析:月光照在地面和水潭中的水面會發(fā)生反射,但路面和水面對月光的反射情況是不同的。路
面粗糙,月光照上去發(fā)生漫反射;水面平滑,月光照上去發(fā)生鏡面反射。當(dāng)人迎者月光走
時,月光照射到路面的漫反射光和水面的鏡面反射光都能看到。鏡面反射光強(qiáng),漫反射光
弱,看到的水面比路面亮。故B正確,A錯誤.當(dāng)人背著月光走時,月光照射到水面的
鏡面反射光向人的正前方反射,不能進(jìn)入人眼中,所以人看不到水面的反射光,只能接收
到路面的漫反射光,相比較,水面暗而路面亮些,故C、D錯誤。
簡單應(yīng)用
光照射到下列物體的表面上,不發(fā)生漫反射的是()
A.平面鏡B.電影幕布C.墻壁D.書本
新知4應(yīng)用光的反射定律作圖A
本講解點是對反射定律的應(yīng)用。學(xué)習(xí)的目的就是為了應(yīng)用,因此,這類空氣、
題目在中考中出現(xiàn)的機(jī)率比較大,可以通過下面的題型將這部分知識學(xué)好。60隊
【例4】如圖2-2-6所示,AD是由空氣向水面斜射的一條光線。光線與水平永~o
面夾角為60°,請畫出反射光線,并標(biāo)出反射角度數(shù)。
解析反射光線的方向根據(jù)反射定律可以確定,它與入射光線分居法線兩側(cè)???黑,2二?名八」
入射角、反射角。具體做法是:①首先確定法線。過入射點O作一條與界面垂直的直線為
法線DN,法線是用來確定角的輔助線,因此用虛線表示。②確定反射角。題目給定的入射
光線與水平面夾角600。不是入射角,入射角是入射光線與法線的夾角N1,通過計算可知
Nl=30。。根據(jù)反射定律,反射角等于入射角,所以N2=30。。③作反射光線OB。用量角器
畫一條與法線夾角為30。的射線OB,OB為反射光線,并標(biāo)出箭頭方向。
簡單應(yīng)用|4
如圖2-2-8所不,0A是經(jīng)平面鏡反射后的一條光線,請你補(bǔ)I田I出它的入
射光線,并標(biāo)出入射角。°
方法規(guī)律:圖2-2-8
能夠進(jìn)行有關(guān)光的反射規(guī)律的科學(xué)探究活動,這類探究活動一般分為兩類:
一類是驗證性探究實驗。這類驗證性實驗關(guān)鍵是寫出實驗的器材、步驟、實驗中觀察到的現(xiàn)象,
實驗得出的結(jié)論,實驗中觀察到的現(xiàn)象必須能夠說明結(jié)論。這類實驗的實質(zhì)是通過已經(jīng)做過的實驗
或創(chuàng)造性的實驗說明已經(jīng)成立的物理規(guī)律或結(jié)論。
如:(1)請設(shè)計實驗驗證:在光發(fā)生反射時,“光路是可逆的”這句話的正確性。
(2)請設(shè)計實驗驗證:在光發(fā)生反射時,“反射光線與入射光線在同一平面上”這句話的正確性。
另一類是探究性實驗。這類實驗也需要寫出器材、步驟、實驗中觀察到的現(xiàn)象,探究性實驗的實質(zhì)
是寫一個探究性實驗報告。而且在實驗過程中,一般需要寫出幾組探究數(shù)據(jù)和記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表格。
通過探究光的反射規(guī)律建立起基本的光路模型,光線、法線等都不是客觀存在的,只是為了研
究問題方便而抽象出來的模型,這里用到了物理學(xué)解決問題的常用研究方法:模型法。
如:(1)探究在光發(fā)生反射時,反射角與入射角的關(guān)系。
(2)探究在光發(fā)生反射時,反射光線與入射光線的關(guān)系。
【例1】(中考母題.2007天津)關(guān)于光的反射,下列說法正確的是()
A.當(dāng)入射光線與反射面的夾角為20。時,反射角也為20°
B.入射光線靠近法線時,反射光線也靠近法線
C.入射角增大5。時,反射光線與入射光線的夾角也增大5。
D.鏡面反射遵循光的反射定律,漫反射不遵循光的反射定律
解析;當(dāng)入射光線與反射面的夾角為20。時,入射角為70。,由光的反射定律知,反射角也為70。,
A錯誤;入射角增大50。時,反射角也增大50。,故反射光線與入射光線的夾角增大10。,C
錯誤;無論是鏡面反射還是漫反射,都遵循光的反射定律,故D錯誤;
1.(同類拷貝。綜合應(yīng)用)為慶祝中國中部貿(mào)易博覽會在河南省召開,
在鄭州市鄭東新區(qū)舉辦了焰火晚會.如圖2-2-9所示,一簇簇禮花
在空中綻放。湖水中倒映出了“萬點禮花”,湖中的"禮花”是由于光
的現(xiàn)象而形成的。
【例2】(中考母題.2007廣東)畫出下圖2-2T0中的入射光線。
解析:先作出法線,然后根據(jù)光的反射定律:反射角等于入射角,即可
作出入射光線.
2.(同類拷貝綜合應(yīng)用)小明同學(xué)想將一束與水平面成30。角的太陽
光豎直射入深井中,如圖2-2-12所示.請畫出反射光線并標(biāo)出反
射角的度數(shù)。
A卷(基礎(chǔ)演練)
一'選擇題圖2-2-12
1.關(guān)于光的反射,下列說法中錯誤的是(
A.在反射現(xiàn)象中,光路是可逆的B.反射光線和法線的夾角叫反射角
C.入射角隨反射角的變化而變化D.漫反射也遵循光的反射規(guī)律
2.關(guān)于法線概念的敘述,下列說法中錯誤的是()
A.法線是垂直界面的一條光線,它的入射角為0。
B.法線是為了研究光的反射規(guī)律所作的幾何直線
C.法線經(jīng)過入射點,并且與界面垂直
D.法線總是平分反射光線和入射光線的夾角
3.以下四種說法中,能正確體現(xiàn)“在反射現(xiàn)象中,光路是可逆的”這一思想的是()
A.甲同學(xué)從一塊平面鏡中看到乙同學(xué)的眼睛,乙同學(xué)也從該平面鏡中看到甲同學(xué)的眼睛
B.甲同學(xué)從一塊平面鏡中看到乙同學(xué)的腳,乙同學(xué)也從該平面鏡中看到甲同學(xué)的腳
C.甲同學(xué)從一塊平面鏡中看到乙同學(xué)的眼睛.乙同學(xué)從該平面鏡中看到甲同學(xué)的腳
D.甲同學(xué)從一塊平面鏡中看到乙同學(xué)的腳.乙同學(xué)從該平面鏡中看到甲同學(xué)的眼睛
4.教室里的黑板“反光”,使一部分同學(xué)看不清黑板上的字跡,造成這個現(xiàn)象的原因是()
A.黑板油漆不夠B.黑板的油漆太多C.發(fā)生了漫反射D.發(fā)生了鏡面反射
二'填空題
5.所有的物體表面都光,我們能夠看見不發(fā)光的物體,是因為物體的光進(jìn)
入了我們的眼睛。
6.太陽光與水平面成25。角射到平靜的湖面上.則反射角為;若太陽光垂直射向湖面,
則入射角是,反射角是。
7.我們能看到周圍的物體,如樹木、公路、行人等,是因為這些物體在太陽光下發(fā)生_______反
射。遠(yuǎn)處瀝青馬路上有一段“反光”,是因為那里發(fā)生了反。我們能看清楚物理課本
是因為光在課本上發(fā)生__________反射.光的反射過程中,光路是____________的。太陽光
8.有一光電控制液面高度的儀器,它是通過光束在液面上的反射光線反]J”
射到光電屏上的光斑位置來判斷液面高低的。圖2-2-13所示光路中,________4
一光束與液面的夾角為40。,則反射角的大小為;當(dāng)液............j々《平線
面升高時,光電屏上的光斑s將向(填“左”或“右”)移動。
圖2-2-14
9.為了把太陽光反射到一座洞口朝向正東方的水平涵洞中去,小明設(shè)計安裝了
光電屏
一塊能自動調(diào)節(jié)方向的平面鏡M,如圖2-2T4所示.正午時刻,太陽光垂、
直于水平地面照射,圖中表示平面鏡方向的那個角度應(yīng)為a=;、/液面
午后,隨著太陽西斜,僅應(yīng)適當(dāng)(填“增大”或“減小”)
BB2-2-13
B卷(鞏固提高)
三、作圖題
10.如圖2-2-15所示,平面鏡水平放置,光線與平面鏡成30度角射入.請在圖中畫出反射光線并
標(biāo)出反射角的大小。
11.如圖2-2-16所示,兩平面鏡相互垂直,一束光線斜射到平面鏡上,請完成光路圖。
12.如圖2-2-17所示為一個反射式路燈,S為燈泡位置,圖中己畫出燈泡射出的兩條最邊緣的出
射光線.MN是一個可以調(diào)節(jié)傾斜程度的平面鏡.請在圖中畫出燈S照亮路面的范圍(保留作
圖中必要的輔助線),請?zhí)岢鲆环N能夠增大燈照亮范圍的方法。
四、綜合能力題
13.閱讀下文,回答問題.
為什么光可竊聽?
激光竊聽器,就是用激光發(fā)生器產(chǎn)生的一束極細(xì)的紅外激光,射到被竊聽房間的玻璃上,當(dāng)
房間里有人說話的時候,玻璃因受室內(nèi)聲音變化的影響而輕微地振動,從玻璃上反射回來的激光
包含了室內(nèi)聲波振動信息,人們在室外一定的位置上,用專門的接收器接收,就能解調(diào)出聲音信
號,用耳機(jī)監(jiān)聽到室內(nèi)人的說話。由于激光本質(zhì)上是一種頻率極純、極高的電磁波,加上其方向
性好,照射和反射的能量集中,所以解調(diào)并不困難。解調(diào)反射激光的基本原理與用收音機(jī)收聽廣
播的原理是相似的。激光竊聽法的最大優(yōu)點是,不需要在竊聽的房間里安裝任何竊聽器就可以實
現(xiàn)竊聽。由于激光竊聽法對激光的發(fā)射點、接收點和被竊聽點的位置關(guān)系要求很嚴(yán)格,以及易受
到外界環(huán)境的干擾,很容易影響激光竊聽的效果?,F(xiàn)在有人設(shè)想,用易于穿透玻璃的某種頻率的
激光,瞄準(zhǔn)房間里的一物品照射,用其反射的激光來達(dá)到竊聽的目的。因為這些物體只隨室內(nèi)的
聲波振動,而不受外界噪聲的干擾及玻璃是否振動的影響,竊聽到的談話聲可能比較清晰,從而
提高激光竊聽的效果。
請回答:
(1)激光竊昕法的最大優(yōu)點是什么?
(2)你如何理解文中“激光竊聽法對激光的發(fā)射點、接收點和被竊聽點的位置關(guān)系要求很嚴(yán)格”
這句話?請通過作圖來說明。
教學(xué)反思
三平面鏡成像
教學(xué)目標(biāo):
I.知識與技能
(1)了解平面鏡成像的特點。
(2)觀察實驗現(xiàn)象,感知虛像的含義。
2.過程與方法
(1)經(jīng)歷平面鏡成像特點的探究學(xué)習(xí)。
(2)體驗和感悟我們是如何看見不發(fā)光的物體的。
3.情感、態(tài)度與價值觀
(1)在探究平面鏡成像特點中領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧,獲得“發(fā)現(xiàn)”成功的喜悅。
(2)培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度。
教學(xué)重點:平面鏡成像的特點
教學(xué)難點:平面鏡成像的特點
課時安排:2課時
教學(xué)方法:引導(dǎo)、設(shè)問、點撥、討論交流
教學(xué)器材:平面鏡、手電筒、實物投影儀、投影片。
引入新課:
①試驗:平面鏡可以成像,為什么?
②學(xué)生探討:平面鏡成的像有什么特點?
③討論:把鏡后面的水銀去掉,還能成像嗎?
課前預(yù)習(xí):
1.能夠呈現(xiàn)在_____的像叫實像;_______呈現(xiàn)在光屏上的像叫虛像.
2.平面鏡成像的特點:
(1)平面鏡所成的像與物大小:
(2)像與物的連線與平面鏡;
(3)像與物到平面鏡的距離.
3.在做探究平面鏡成像的特點的實驗中,我們要拿一支相同的蠟燭在玻璃板后面移動,直到看
上去它跟像完全重合。這樣做的目的是,像這樣做憑借
的是視覺效果的相同,因而可以說是采用了的科學(xué)方法。
4.平面鏡的作用有兩個:一是;二是。
5.球面鏡分為、兩種。凸面鏡對光有作用,凹面鏡對
光有作用0
原理及探究:
新知1平面鏡成像的特點
(1)結(jié)論:平面鏡成像特點
①像、物大小相等;②像、物到鏡的距離相等;③像、物對應(yīng)點連線與鏡面垂直;
④像、物左右相反;⑤像是虛像。
可簡記為:“等大、等距、垂直、虛像”。
(2)平面鏡成像的原理:光的反射規(guī)律。
(3)平面鏡的應(yīng)用:一是成像,二是改變光路。
在理解平面鏡成像特點的基礎(chǔ)上,做題時應(yīng)注意以下幾點:①平面鏡所成的像與物體是軸對
稱圖形;②物體運(yùn)動時,像也隨著運(yùn)動,且運(yùn)動的速度大小相對于平面鏡來說是相等的:③軸對
稱圖形的知識是平面鏡作圖的基礎(chǔ)。
[例1]一個身高1.8m的人站在豎放的1m高的平面鏡前2m處,像高為m,像和人的距離
為m;當(dāng)人向平面鏡走近了1.5m時,像到平面鏡的距離是m。像的大?。ㄌ?/p>
“變大”“不變”或“變小”)。
解析:依據(jù)平面鏡成像特點:(1)像、物大小相等;(2)像、物到鏡面距離相同.當(dāng)人在距平面鏡前
2m忖,人在鏡中的像距平面鏡是2m,像和人的距離為4m,像高和人高相同,即1.8m;
當(dāng)人向平面鏡走近了1.5m,則人距離平面鏡為0.5m,人在鏡中的像到平面鏡的距離也應(yīng)
是0.5m,像高仍然不變,與人高相等。
簡單應(yīng)用
某同學(xué)從遠(yuǎn)處走向一面穿衣鏡前.他在鏡中像的大小及像與人之間的距離將()
A.像變大,人和像間的距離變大B.像變大,人和像間的距離變小
C.像大小不變,人和像間的距離不變D.像大小不變,人和像間的距離變小
新知2虛像
平面鏡成虛像是本節(jié)中的難點內(nèi)容.如圖2-3T所示.發(fā)光點S發(fā)
出的光入射到平面鏡上,經(jīng)平面鏡反射后是發(fā)散的.反射光線進(jìn)入人眼,
由于人們習(xí)慣上認(rèn)為光是沿直線傳播的.所以人逆著反射光線的方向看
過去,覺得光線好像是從鏡后的s'射出的.s'便是發(fā)光點s的虛像。
這個虛像是光的反射光線反向延長線的交點,不是實際光線會聚成的。
因此它不能在光屏上顯示出來。
【例2】如圖2-3-2所示,點燃的蠟燭AB在平面鏡中成虛像A'B'。若從
A'B'與平面鏡之間放置一塊足夠大的遮光板EF,則人眼_£
(填“能”或“不能”)通過平面鏡觀察到像AB。J
解析:平面鏡成的是虛像,進(jìn)入人眼的光線并非是從像發(fā)出的。
簡單應(yīng)用
當(dāng)人站在穿衣鏡前照鏡子時,人的左右部位跟像的左右部位對換,而人的上下部位跟像的上
下部位保持一致,這是因為()
A.人和像是以某一個點對稱,而不是以鏡面對稱B.人眼有錯覺
C.人體結(jié)構(gòu)左右對稱,而上下不對稱
D.平面鏡成像特點是成正立的,左右相反的虛像
新知3球面鏡
如果鏡子的反射面是球面的一部分,這樣的鏡子叫做球面鏡。用球面的內(nèi)表面作反射面的,
叫做凹面鏡,用球面的外表面作反射面的,叫做凸面鏡。/k機(jī)
⑴凸面鏡的特點
如果將一束平行光照在凸面鏡上,凸面鏡使平行光束發(fā)散,J-
如圖2-3-3所示.找一凸面鏡照照自己的臉.你會發(fā)現(xiàn)凸面鏡所'/Qf/
成的像是縮小的,如圖2-3-4所示,但是從凸面鏡中觀察到的范"一
圍比從大小相同的平面鏡中觀察到的范圍大.汽車上的后視鏡用圖2-3-3圖2-3-4
凸面鏡,就是為了使司機(jī)從鏡中能觀察汽車后面較大范圍內(nèi)的物體,以利于行車安全.馬路拐彎
處安裝大的凸面鏡,可以使來往車輛和行人看到彎路那邊較大范圍內(nèi)的交通情況.避免發(fā)生交通
事故(2)。凹面鏡的特點義:-:
凹面鏡能把射向它的平行光線會聚在一點,因此凹面鏡使平行光線會聚,:
如圖2-3-5所示。Z~
圖2-3-5
由凹面鏡制成的太陽灶,利用會聚的太陽光可以燒水、煮飯,既節(jié)省燃料,
又不污染環(huán)境,凹面鏡的面積越大,會聚的太陽光越多,溫度也就越高,大的
太陽灶甚至可以用來熔化金屬。
【例3】下列說法中不正確的是()
A.探照燈是將燈泡安在凸面鏡的焦點上
B.太陽灶是利用平行光線射到凹面鏡上會聚的原理制成的
C.汽車后視鏡是利用凸面鏡對光線起發(fā)散作用的原理制成的
D.醫(yī)生檢查耳道戴一個凹面鏡,能照亮耳道
解析:解本題的關(guān)鍵是了解凸鏡、凹鏡對光的作用和應(yīng)用。A是錯誤的,探照燈是將燈泡放在凹
鏡的焦點上,將光會聚后平行射出。
簡單應(yīng)用
手電筒的燈碗相當(dāng)于鏡,它能使平行光;街頭拐彎處的鏡子是
鏡,它能使平行光。
新知4平面鏡成像作圖
平面鏡成像作圖有兩種方法:(1)根據(jù)光的反射定律作圖.應(yīng)用該方法S?
時。應(yīng)強(qiáng)調(diào)每個物點應(yīng)畫兩條入射光線和對應(yīng)的反射光線,并注意虛線和
實線的位置。其次,虛像要畫虛線。(2)根據(jù)平面鏡成像特點作圖。這種方
法也就是幾何對稱法作圖。應(yīng)用該法作圖時應(yīng)注意:①作構(gòu)成物體形狀的W7FW
關(guān)鍵的幾個點的對稱點:②像、物對應(yīng)點線必須與鏡面垂直:③像必須要圖2.3-6
畫成虛線。
【例4】用兩種方法作出發(fā)光點s的像(如圖2-3-6所示),并簡要說明作圖步驟。
解方法一:用光的反射定律來作圖。步驟:①從發(fā)光點S任引兩條光線射到平面鏡上;②作出兩
條入射光線的法線;③根據(jù)反射定律中反射角等于入射角,作出兩條入射光線的反射
光線;④作出兩反射光線的反向延長線,相交于點s,,s,即為發(fā)光點s的像,如圖2-3-7
所示。
方法二:用平面鏡成像特點作圖。步驟:①過發(fā)光點S向平面鏡引垂線,并延長;②取一點.s,
使s到鏡面距離等于。s到鏡面距離;③標(biāo)出像點s即為發(fā)光點s的像,如圖2-3-8
方法規(guī)律:
1.替代法
在探究平面鏡成像的過程中,為了確定平面鏡成像的位置,我們讓一個與像相同的物體在像的
附近移動,當(dāng)它與像完全重合時所在的位置就是像的位置,像這樣用一個實際的物體去代替另一
個難以把握的物體的方法稱為替代法。
2.光的反射和平面鏡成像綜合作圖
光的反射中“二角”和“三線”的關(guān)系及作圖(“三線”中知“二線”作另“一線”)、平面鏡成像原理及作
圖。作圖規(guī)律如下圖表所示。
「已知入射光線畫反射光線
'反射光路圖《已知反射光線畫入射光線"RJ
已知入射光線和反射光線畫鏡面
光
的「成像原理圖
反
射
綜合應(yīng)用:
【例】(中考母題桂林)如圖所示,在房間的墻上水平排
120072-3-104平面鏡
列著兩個字母“FB”,
:①“FB"或②"8T’(填寫序號);若A墻與曰墻相距4
則字母的像與字母間的距離為.mo
解析:根據(jù)平面鏡成像的特點可知,物體在平面鏡中成的是正立、等大
的虛像,像與物關(guān)于鏡面對稱,左、右相反,故小明通過平面鏡圖2-3-10
看到字母的像是②;又因為像物到鏡面的距離相等,則像與物體
之間的距離為物體到鏡面距離的2倍,故字母的像與字母間的距
離為4mx2=8mo
1.(同類拷貝.中考預(yù)測)如圖2-3-11所示,江邊山峰最高處距江面
江水深映在平靜江水中山峰的倒影是(填“實”
120m,10m,圖2-3-11
或“虛”)像,該山峰的最高處與倒影的最低處相距m?
A卷(基礎(chǔ)演練)
一、選擇題
1.某同學(xué)站在平面鏡前0.8m處,當(dāng)他向平面鏡靠近0.2m時,下列說法正確的是()
A.他在鏡中的像變大了一些B.他在鏡中的像向他靠近了0.2m
C.像到平面鏡的距離變?yōu)?.6mD.像大小不變,離他的距離也不變
M
2.關(guān)于物體在平面鏡中所成像的大小,下列說法中正確的是()
A.與物體到平面鏡的距離有關(guān)
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