上海教育出版社八年级《物理》第一学期(试用本)第二章光第一节《光的反射》
二、实验器材
演示实验:自制三维光路演示器;玻璃板、白纸、量角器、激光灯、激光夹、三根铁丝、砖形泡沫。
学生:有马眼睛的磁性贴纸、平面镜、激光灯、激光夹、光具盘、量角器。
三、实验创新要点(备注:*号为后继光学教学所用到的创新点。)
三维光路演示器的创新要点:因为光的传播知识的教学中,光路的一般情况下不可见,所以设计了这个教具。它具有直观、多功能、易操作的特点,有利于提高教学效率。
具体实验创新点:
1.光路可见。便于描述光的反射现象,理解入射光线、反射光线和入射点的
概念。
2.三线共面。可旋转,多角度观察。解决原有器材虽然可见,但入射光线、
反射光线不在同一平面的困惑,还加入了法线实现三线共面的直观展示。
把教具放在玻璃板上,便于旋转,能多角度观察。下一步准备在底部安装转盘,转动更方便。法线这里采用铁丝,可沿横向凹槽移动,用两颗螺丝加弹簧使其稳定。下一步,准备用一块强力磁铁焊接铁丝,用另一块强力磁铁将其吸在教具的顶部的面板上作为法线,移动一块强力磁铁,就能移动铁丝的位置。既增加了密闭性使烟雾更稳定持久,也增加了法线的可调节范围,还能在转动时使铁丝不易晃动。
3.镜面反射与漫反射的放大立体呈现。
4.精准的光路可逆。光路可逆能多角度观察,加深对光路可逆的理解。
手持激光灯模拟光路可逆,易晃动光线,不可能实现精准的光路可逆。激光夹能随意调整角度,不晃动,易实现稳定精准的光路可逆。
*5.多角度呈现光在固、液、气中的直线传播。
*6.光在不均匀介质中改变光路。
*7.多角度呈现折射现象。
*8.多角度呈现折射现象中光路可逆。
*9.其它光学实验呈现光路。
四、实验原理
1.光的反射。
原理:光的反射现象。光在两种介质的界面上改变传播方向,并返回原有介质中的现象叫光的反射现象。
利用密闭的空间中悬浮微米级颗粒,光在颗粒物表面反射,使光线可见稳定持久。
2.三线共面。
原理:反射光线、入射光线法线在同一平面内。
在转动教具时,用单眼观察,发现三线慢慢的重合了,推理得出三线共面。
3.漫反射与镜面反射。
原理:因为反射面粗糙,所以用平行光线入射,产生非平行的反射光线。因为反射面光滑,所以用平行光线入射,产生平行的反射光线。
4.光路可逆。
原理:在光的反射中光路是可逆的。
五、实验教学目标
(一)知识与技能
1.知道光的反射现象,理解光的反射定律。
2.知道在光的反射现象中光路是可逆的。
3.认识漫反射与镜面反射,并能解释生活中简单现象。
(二)过程与方法
经历探究光的反射定律,感受“问题、猜想、设计、实验、结论”的科学方法。
(三)情感态度与价值观
经过探究实验,培养学生对自然和科学技术的兴趣,形成合作交流、实事求是的科学态度。通过观察光的反射和光路可逆,体会物理中对称美。联系生活,知道事物具有两面性。
六、实验教学内容
目标:便于描述光的反射现象,理解入射光线、反射光线和入射点的概念。
目标:直接观察反射光线、入射光线法线在同一平面内。
目标:观察立体空间中的漫反射与镜面反射现象,并观察两种反射面的区别。
目标:多角度观察精准的光路可逆。
七、实验教学过程
(一)新课引入
观看电影“赤壁”中“回光阵”的片段,引出光的反射现象。
(二)新课教学
1、光的反射现象
(1)学生活动1:模拟情境“回光阵”。
器材:激光笔、平面镜、有马眼睛的磁性贴纸。
每组两人,一人用激光笔,另一人用镜面,调整镜面与入射光的角度后照射到马的眼睛。体会光可以在两种介质的界面上改变传播方向并有一定的规律,描述光的传播路径的变化,但描述不精准。
(2)演示实验1:光的反射。
器材:三维光路演示器
(3)引出学生所需器材。反射需要平面镜,光源需要激光笔,光线呈现需要平面,量角需要量角器。介绍光具盘、激光夹具有以上器材功能。
2、探究光的反射定律
学生实验1:反射角等于入射角。
器材:激光灯、激光夹、光具盘。
实验步骤:确定入射点在零刻度线与镜面的交点。再取任意角度的入射角照射,观察并记录反射角。重复上述步骤,多次测量。
入射角
反射角
结论:反射角等于入射角。
演示实验2:反射光线、法线和反射光线模型。
器材:三根铁丝、砖形泡沫。
步骤:呈现反射角等于入射角的反射光线可能有无数条。
结论:反射光线唯一,所以还存在位置方面的规律。
演示实验3:三线共面。
步骤:教师旋转三维光路演示器,单眼观察特定角度看上去三线重合了,推导出三线在统一平面。
结论:反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
演示实验4:模型展示两条光线在法线共面但同侧。
步骤:模型展示两条光线在法线共面但同侧。发现和多组实验现象矛盾。、
结论:反射光线、入射光线分别位于发现两侧。
总结:光的反射定律:光发生反射时,反射光线、入射光线与法线在统一平面内;反射光线和入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
3、漫反射与镜面反射
学生活动2:完成学习单,利用光的反射定律画出反射光线
教师板书演示一个反射光线,学生完成其它的。发现入射光线都是平行的,但是反射光线射向四面八方,不平行。定义这就是漫反射。
演示实验5:漫反射与镜面反射。
步骤:用平行分别光照射粗糙反射面与镜面,观察反射光线的位置变化。
结论:粗糙反射面上产生漫反射,平滑反射面上产生镜面反射,都遵循光的反射定律。
4.光路可逆
学生活动3:通过镜面看对方眼睛
步骤:同时都能看到对方眼睛,或者同时看不到对方眼睛。
结论:可能光路是可逆的。
演示实验6:光路可逆
步骤:多角度观察沿红色的反射光线发出一条绿色的入射光线,绿色的反射光线沿红色的入射光线射出。
结论:在光的反射中,光路可逆。
(三)应用
光的反射在我们的生活中有哪些例子?
1.高楼上玻璃幕墙的光污染。
2.交警的反光服。
3.……
总结:光的反射在生活中有利有弊,我们要利用所学,趋利避害。
(四)小结与布置作业:
今天我们学习了哪些内容:光的反射现象、光的反射定律、漫反射与镜面反射、光路可逆。
回家作业:见学习活动单背面。
八、反思与评价
本节课的四个演示实验都由“三维光路演示器”一个器材完成,操作简单、视觉效果明显,便于通过观察实验现象,自主归纳得出相应结论,从而落实本节课的实验教学目标。
本节课物理学科的核心素养体现:
1.物理观念:光的反射现象中光路是可逆的。
2.实验探究:经历探究光的反射定律,感受“问题、猜想、设计、实验、结论”的科学方法。
3.科学思维:在探究光的反射定律教学中,经历了模型建构、科学推理和科学论证,发展了学生的科学思维。
4.科学态度与责任:在生活中光的反射现象中,理解科学·技术·社会·环境(STSE)的关系基础上逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任感。
附页:学习活动单
学习活动单
一、光的反射现象:
1.光射到上,传播方向会,并返回的现象。
一点:(1)。
两角:(2),(3)。
三线:(4)。(5)。(6)。
二、探究光的反射定律实验现象及数据记录:
1.反射光线、入射光线与法线的位置关系:
2.反射角与入射角关系:
3.结论:
三、请根据光的反射定律画出反射光线:
回家作业
想一想
1.(1)光不能反射,只能直线传播,你的生活会怎样?(2)物体表面都是光滑的,你的生活又会怎么样?
画一画
做一做
3.用两个平面镜自制潜望镜,目镜和物镜对调后,影响“潜望”功能吗?