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科学:第1章第5节 光的反射和折射教案(浙教版七年级下)

发布时间:2013-10-27 13:57:38  

第五节 光的反射和折射

教材分析:

光的反射和折射现象在生活中十分常见,学生有一定的生活经验认识,但是学生对现象的产生知之甚少,其中所隐含的光学知识学生更是不清楚了,或者说一知半解吧。但是又考虑到学生目前的思维水平,本节要学习的有关反射和折射知识较浅显,所以教学中要注意的是要基于学生原有的生活经验,去引导学生自主分析,做到理论与实际的紧密联系,要抛弃原来的生活经验的理解误区,对各种现象从感性认识上升到理性认识。

其次做好这节课中的几个演示实验尤为重要,因为一来要让学生从实验现象中得出规律,二来是能极大的调动学生的积极性和学习热情,所以教师穿插进去的生活小情景或者小常识,学生都会产生极大的兴趣。值得注意的是,学生对反射和折射这两种现象会混淆,因此在讲这部分知识的时候,要明确光碰到透明体和不透明物体产生不同的效果,同时学生对折射规律理解存在一定困难,因此这部分教学应尽量多提供一些素材,不断帮助学生理解其中的科学道理,取代原来的经验观点。

教学目标:

1、 知识目标:理解光的反射定律的得出过程,能根据光的反射定律完成光路图;

理解平面镜成像规律的得出,理解虚像的物理意义;

理解光的折射现象,把握住光的折射定律;

理解在光的反射和折射中光路的可逆性原理。

2、 技能目标:能从实验现象中得出光的反射、折射定律和平面像成像规律;

能直接应用平面镜成像规律,作出虚像,并找到像与物的对应关系;

在实验过程中,培养学生的实验能力、观察、分析、交流的能力;

规范学生的作图能力;

训练学生运用科学原理解决问题和表达问题的能力。

3、 情感目标:注重实验素养的培养和渗透;

引导学生重视作图的科学规范性;

体验到科学与生活的密切相关性,知道自己多思考、多动手实验去探究的重

要性,科学研究并不可怕,科学就在我们身边;

通过丰富的实验和生活情景调动学生对科学的兴趣,调动学生的学习积极

性。

教学重点:

光的反射定律、光的折射规律、平面镜成像的特点。

教学难点:

光的反射定律的运用、对虚像的理解、光折射时的效果呈现的理解。

教学过程:

实验探究和师生分析、整理为主,然后针对学生的疑问或者教师创设的一个个情景展开 讨论,最后对光学知识有一个较具体、清晰的认识和运用。

教具准备:

具有量角功能的光屏、平面镜、激光光源、玻璃块、平面镜、潜望镜、球面镜、手电筒、 鱼缸、筷子、透明长水杯、刻度尺、课件。

课时安排:3课时

第一课时

教学过程:

一、引入:

提问:我们看到日光灯的灯光和我们看到科学课本有什么不同呢?也就是说为什么我们能看

- 1 -

见它们?其中的原理一样吗?

其实不然:(光源)看到灯光是沿直线传播进入我们的眼睛而产生视觉的;(本身不发

光物体)看到科学课本是光在课本上发生了反射现象,是反射光进入眼睛而产生视觉的。

归纳:说明我们能看到物体是因为物体自己发出的光进入我们的眼睛或者是反射的光进入我

们的眼睛,所以我们之所以能看见那么多本身不发光的物体,是因为光发生反射的缘故,比如人在潜水艇里可以利用光的反射原理看见海面的景物,还比如我们平时照镜子看到镜中的自己跟光的反射也有关系。那么你们还能举出光的反射在生活中的利用情景吗?(鼓励学生在课外继续自主学习)今天,我们就来学习光的反射定律,帮助同学们解释更多的光学现象!

二、新课:

(一)、光的反射:

演示:激光在空气中的传播路线,然后请学生来想办法,如何让射入地面的激光移到门上面

来呢?前提是我们不能移动激光笔。

----借助于平面镜,应该如何放置呢?那么我们不断的调整镜子的位置和角度,能使

光照到教室中的不同物体上吗?结果看到了如期的现象,说明平面镜的存在改变了光原先的传播方向。

思考:平面镜的存在使光发生了什么现象呢?----光的反射现象。说到底到底什么是光的反

射呢?如果让你给大家来介绍光的反射定义的话,你打算怎么科学表述光的反射现象呢?----鼓励学生多多尝试,合理都是可以接受的。

1、定义:光从一种均匀的物质射向另一种均匀的物质时,在它们的分界面上会改变光的传

播方向,又返回到原先的物质中,这种现象就是光的反射。

2、作用:改变光的传播方向。

补充:其实一束光入射一个界面,只是一部分光被反射,还有的光呢?透明物体就透过去,

就是我们接下来要学到的光的折射现象,如果是不透明物体就吸收了部分光。

设疑:请问我现在从这个角度入射一条光线,你们认为反射的光会从哪个方向传播呢?即朝

哪个角度反射呢?各个方向都有,还是?(听取学生意见,但不做评价)

探究:光的反射遵循什么规律?光的反射有什么特点?

讨论:研究这个实验,我们前提先要具备哪些条件呢?

研究对象---反射光线;

确定----入射光线(激光)、界面(反射面,通常用平面镜)。

注意:给出两个专业名称:入射光线、反射光线。

演示:完整的演示光反射现象,重点是找到反射光的方向或者角度?(学生观察到后,作出

解释,后面这个白色背景可以衬托光,接到光。)

器材:平面镜、具有量角功能的白色光屏,并可以折叠、激光笔。

示范:利用刻度尺在黑板上板演实验表现出来的现象。

边画边介绍专业名称:

界面(不透明)

AO---- 入射光线

O点---入射点:入射光线跟界面的交点(思考:我们如何确定入射光线的方向或者

角度呢?)

ON----法线:过入射点垂直于界面的直线(为了研究问题的方便,人为引入一条假想

的线,实际上并不存在,所以要画成虚线。)为了确定入射光线的入射角度或

者说方向吧。

- 2 -

α----入射角:入射光线跟法线的夹角。

观察:在示范的基础上继续观察和重复演示,先确定入射光线和入射角为30度,仔细观测

反射光线的反射方向和角度?

结果:发现反射光线和入射光线极其的对称,注意提醒同学们假象法线的存在,此时

反射光线和法线的夹角是多少?----30度。

示范:继续作图,介绍专业名称,结合观察到的现象。(启发学生如何科学作图,把握因果

关系)

OB----反射光线

β---反射角:反射光线和法线的夹角。

强调:反射光线是不能随意画的,要根据入射光线和入射角来定夺的!

交流:那么如果现在让你来说反射角和入射角的关系?反射光线和入射光线的关系?你觉得

会不会太草率呢?一组数据是不能说明问题的!怎么办?

表格:记录实验数据:

实验:为调动学生的学习积极性,让学生来做、让学生来观察读数,教师指导实验。

注意:看学生情况,教师来演示入射角为90度和0度的情形。

结论1:科学表达,注意因果逻辑关系---反射角等于入射角。还有其它特点的发现吗? 引导:教师来继续演示,将白色光屏F绕ON向前、向后转动,此时你还能看见反射光线吗?

这个现象能说明什么问题呢?三线的关系?

点拨:入射光线在E面上,只要你保证F与它共面,就能看到反射光线。

结论2:反射光线、入射光线和法线是在同一个平面内,而且反射光线和入射光线分别分居

在(位于)法线两侧。

综合结论1就是光的反射定律,既光反射时所遵循的规律、光反射的特点!

3、光的反射定律:光反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射

光线分居在法线两侧;反射角等于入射角。

三线共面、法线居中;两角相等。

说明:先有入射光线还是反射光线,先有反射角还是入射角,所以这有个因果关系,所以我

们应先说反射角再说入射角。

展示:通过多媒体对整个光反射过程和专业名称做一次回顾。

判断:入射角是入射光线和镜面的夹角,对吗?

当入射光线在法线的右侧,那么反射光线必定在?(板画)

但入射光线平行紧靠界面入射时,入射角是?反射角呢?

什么时候会出现三线合一现象?此时反射角还等于入射角吗?是多少呢? 当入射光线不断靠拢法线时,反射角变大还是变小?

----反射角和入射角的变化是同步的,增大而增大,减小而减小。

检验:让学生上台作图,真正灵活应用光的反射定律,并对学生的作图能力进行锻炼,进行

不断的规范性训练。

1、根据入射光线和镜面,画反射光线。

2、根据反射光线和镜面,画入射光线。

3、根据入射光线和反射光线,确定反射面。

强调:三线出现、角的大小、法线实际上是一条角平分线。(对称关系)

讨论:给出无数条的反射光线和入射光线,然后讨论如果在反射光线的路线上入射一光线,

- 3 -

那么这条入射光线对应的反射光线会是哪一条呢?这说明什么问题呢?

演示:在白色光屏上用彩色粉笔做2个记号,改变入射方向。

现象:得到的反射光刚好是逆着原来入射光线方向射出的。路线不变,方向变。

4、光反射时,光路是可逆的。(光路的可逆性)

解释:当你从平面镜里看见别人的眼睛的同时,别人也可以从平面镜里看见你的眼睛,为什

么?通过作图运用光路的可逆性来解释。并课件演示一次。

探究:教学过程中,坐在边上的同学容易遇到这么一种现象---黑板反光现象,看不到粉笔

字。知道是怎么一回事吗?

讨论:一束太阳光离我们是很远的,所以我们默认是平行光入射,到它斜射到平面镜的表面

时,就会在平面镜另一侧看到耀眼的亮光;而同样的太阳平行光斜射到木板表面,则无论从哪个角度看,都看不到耀眼的亮光。为什么会这样呢?

分析:这两个物体表面有什么特点?一个平滑一个粗糙,光为什么照到两种不同的表面会产

生不同的效果?演示实验(在光具器上分别放平面镜和不平的铝板。两束平行光射入其表面)观察现象。再打出课件镜面反射和和漫反射的光路图,进行分析。

现象:光线出现了不交叉和交叉;一个集中朝向某一方向,一个各处都有。

5、光反射分类:镜面反射和漫反射。

区分:都平行光入射,一个朝一个方向平行反射,结果在这个方向特别亮,其他是暗的;一

个是朝各个方向反射,不再是平行光线,就不会出现耀眼的地方。但是不管它们两者如何的不同,它们都是遵循光的反射定律的。虽然漫反射看过去好象很乱,但并不是乱反射,还是遵循光的反射定律。

解释:暗室里,把平面镜贴在墙上,正对平面镜入射太阳光或者手电筒入射光,请旁边位置

的同学观察镜子和墙的亮暗情况?

现象:墙是白色的,镜子是黑色的。同样是反射,为什么会产生不同的现象呢?

皮鞋涂上油——越擦越亮?

黑板反光?所以应该怎么处理呢?

电影银幕为什么要用粗糙的白布?

三、结课:学生来谈学习感受,对光的反射现象有一个较完整的认识!

布置作业:

1、必做:课后练习;作业本;复习+预习;你还能发现哪些光的反射现象?---倒影。

2、选做:电视机的遥控器可发射红外线,它是一种不可见光。试试如不把遥控器对准电视

的控制窗口,你有办法控制电视的工作吗?想一想,为什么?

观察自行车尾灯结构,思考为什么汽车灯照射到尾灯上看起来特别亮?

某城市新建了一座大楼,外墙全部用玻璃和铝合金装饰,大楼造好了,非常气派,

但是对面的居民发现一直到晚上七点家里都很亮,生活受到了影响,非常苦恼。

你知道为什么?你有什么好办法来帮助他们吗?

第二课时

(平面镜)

教学过程:

一、复习:光的反射定义、规律、性质、分类、判断。

二、引入:平时我们照镜子,就能看到自己的像,你知道其中的光学原理吗?怎么发生的?

是幻觉、错觉吗?还有这个所成的像有什么特点呢?(针对学生的意见,先暂不

作评价)

- 4 -

三、新课:

(二)平面镜:

观察:让一个同学上台演示照镜子过程,谈谈镜子里的你和真实的你有什么不同呢? ----像与物是左右相反的。还有吗?那么有没有相同之处呢?

引导:像的大小、位置、光屏能不能接到等。

观察:画半个圆,沿镜子边沿放好,你观察到什么现象呢?

-----是一个完整的圆出现,由此可以告诉我们像与物的的联系。

像与物的大小相等

像和物离镜面的距离相等(像距、物距),且它们的连线跟镜面是垂直的! 演示:教师拿白色光屏放到你所看到的像的方向和位置,光屏能不能接到像呢? ----不能,说明平面镜所成的像是虚像!(实像和虚像的区别)

判断:小孔成像的像是虚像还是实像?理由?

1、 平面镜成像特点(规律):物像等大,左右相反;物像等距,且连线与镜面垂直;虚像! 交流:平面镜有什么用途?生活中还有类似的平面镜吗?(平静的湖面、光滑的铜镜) 展示:课件放映平面镜的生活应用和现象----水中倒影、电影特技等。

承接:一开始我们提到的潜望镜也是利用了光的反射定律,来改变光的传播方向,从而看到

了水面上的事物的。

设计:给出一个空的潜望镜构造图,问学生怎么样让这里的光进入我们人的眼球呢?

----安置平面镜,目的是什么?改变光的传播方向。然后呢?再安置一个平面镜。请

问此时入射角是多少度?如何计算?--角平分线道理。

注意:教师指出入射光线,反射光线是相对的!

观看:给出一个真正的或者组装的潜望镜给学生观察班级里的同学!增加学习的趣味性,从

而消除学生的疲劳,提高学习热情。可见,平面镜此时的价值就是利用光的反射定律来改变光的传播方向!

归纳:平面镜的用途!

2、 应用:可以成像---遵循光的反射定律;

可以改变光的传播方向---遵循光的反射定律。

作图:根据学生的掌握情况和学习能力,介绍平面镜成像的原理。

1 进入人眼,引起视觉的光线来自物体S,而不是来自像S,其实镜子后面根本不存在

1一个发光点S,所以物体在平面镜中成的是虚像,应该画虚线!而人的视觉效果有一

个特点,认为光一直是沿同方向直线传播的,所以在视觉上就认为是镜子后面有一个发光点发出光造成的。

注意:入射光线和反射光线都要化箭头,表示光线方向的箭头一般要求画在光线的中间;如

果表示物体正、倒的箭头应画在光线顶端。

探讨:从数学角度看,你会发现物像有什么联系呢?是以镜面为对称轴的轴对称图形,但是

镜子后面的线、像都必须是虚线做图,不能完全于数学方法等同!

练习:以作业本为例子,让学生上台展示学习成果!针对学生出现的问题再加于点拨和引导!

1、 一个人向平面镜走近进,他在镜在的像将作如何变化?

2、 立竿见影与倒影的影分别指什么?

3、 身高为1.7米的人站在高1米的竖直平面镜前3米,他在镜中的身高为多少米,像

和他相距多少米

阅读:自学材料----球面镜。

(三)、球面镜:遵循光的反射原理。

提纲:凸面镜和凹面镜遵循光的反射定律吗?平行光入射球面镜时,反射光线有什么特点?

- 5 -

生活应用事例有哪些?----显微镜下的反光镜、医生检查耳道的额镜。

展示:利用丰富的实物和形象的课件来解释球面镜的光学特点。

结论:凸面镜对光有发散作用,可以扩大观察视野,如汽车观后镜、后视镜、街头拐弯处的

反光镜等;凹面镜对光有会聚作用,可以聚光,能量集中,如太阳灶、探照灯、手电筒的反光装置(它们利用光路可逆原理加于运用)。

1、 凸面镜:发散作用---反光镜、汽车后视镜。

2、 凹面镜:会聚作用---太阳灶、探照灯。

介绍:光污染现象,先听取一段生活素材,让学生意识到光污染的严重性,明白应该辨证的

看待事物。

阅读:书本30页,简单的接触城市目前比较严重的眩光现象和镜面反射现象。

四、结课:学生来总结,然后教师出示总结的线索方式,渗透学习方法。

布置作业:

1、 必做:课后练习;作业本;预习+复习;同步量力而行。

2、 选做:上网查找有关球面镜成像的特点;了解光污染的危害和减少光污染的方法。

第三课时

(光的折射)

教学过程:

一、复习:综合光学的两大规律展开复习巩固—光的直线传播、光的反射、平面镜成像规律

(寻找生活中的平面镜效果)。

二、引入:那么生活中还有这么一种现象---筷子在水中,俯视时会往上折;还比如小西红

柿放入水杯中,看过去变大了;再比如在岸上看游泳池很浅似的等。你们能否解

释其中所隐含的科学道理吗?---光的折射现象造成的,好,那么中间整个过程、变数还是要学了光的折射定律才会真正茅舍顿开的!

三、新课:

(五)、光的折射:

实验:演示筷子斜插入水中,俯视时,筷子发生了向上弯折现象,你们都觉得问题出在哪里?

难道你们就没有想过筷子本身出了问题吗?怎么办?应该多多尝试:再将其他笔直的 物体斜放入装有水的杯子中,观察现象?---说明问题主要是水的存在引起了光的折

现象!

继续:你怎么做,可以让筷子看过去不发生弯折呢?(竖直、水倒掉)

交流:谁来定义光的折射概念呢?---学会类比:光的反射的定义!

观察:激光从空气斜射到玻璃中,注意:激光在空气中是怎样传播的?在玻璃中又是怎样传

播的?那么你们说光在两种物质的分界面上发生了什么现象呢?

-----光的反射,在分界面上改变了光的传播方向,使一部分光重新回到原来的物质

中。

-----光的折射,在分界面上也改变了光的传播方向,使一部分光透射到新的物质中

去。

1、定义:光从一种透明物质斜射入另一种透明物质时,传播方向会发生改变的现象。 引导:其实不单单是改变了它的传播方向,还改变了光的什么呢?----光速!

正是光的折射现象的存在使我们看到了事实上不存在的东西:海市蜃楼、彩虹等,还比如我们从侧面看鱼缸里的鱼和草,那么进入我们眼球的光线发生了几次折射了呢? 只要是不同的物质,斜射入就会发生光的折射现象。

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作图:通过作图把光的折射现象表示出来,其中贯穿介绍专业的名称。

入射光线、界面、法线、入射角、入射点;

研究对象:折射光线、折射角;

折射角:是折射光线与法线的夹角—γ。

思考:如何确定折射光线的偏折情况呢?即如何确定折射角呢?

演示:光从空气进入水中、玻璃中的情况发现:折射后光线更靠拢法线一些。

说明:光从空气斜射入其他透明物质中,折射角〈入射角。

没有必要知道折射角是多少,只要通过作图表示出比入射角就可以了。

板画:画出完整的光的折射现象后,请学生思考,如果是从其他透明物质斜射入空气中,又

是怎么样的呢?即这个时候折射角与入射角又是什么关系呢?

启发:光在反射时,光路是可逆的;----光在折射时,光路也是可逆的。让学生上台完成光

路图。

结论:光从其他透明物质斜射入空气中,折射角〉入射角。

分析:两角关系我们已经比较清晰了,那三线又是什么关系呢?---折射光线、入射光线、

法线。----三线共面、法线居中,即折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。

注意:三线的关系体现出来的位置和光的反射有什么不同,应该让学生说出来。

2、光的折射定律:

当光从空气斜射入其他透明物质,折射角小于入射角;

当光从其他透明物质斜射入空气中,折射角大于入射角。

提问:当入射角的大小改变时,你觉得折射角怎么变呢?但是其中的大小关系是不变的。 填空:完成书本有关光的折射的结论。(靠拢、偏离)

提醒:光在空气中速度大,空气中的那个角就是大的。

3、 光折射时,光路是可逆的。

训练:学生的作图能力。通过学生的作图对光的反射和折射有进一步的理解和指导。

书本、课后的、附加的。(检验他们的理解能力和运用能力)

强调:特殊情况---光垂直入射到透明物质中,或者入射到空气中,又是怎样的一种情形? 垂直入射时:其实说没有折射现象,光的传播方向不变;反射光线、折射光线、入射

光线、法线四线合一;反射角=折射角=入射角=0°。

应用:通过光的折射定律来解释生活现象。

筷子为什么俯视时是弯折的呢?能看到筷子,是筷子身上发出的光经过折射进入我们

的眼球。但是人又有一种错觉,认为光始终是直线传播的。(通过作图分析)

综合:光入射透明物体表面时,光的反射和折射现象!

举例:我们在岸上看水中的鱼、我们在水中看岸上的事物等都是光的折射造成的。看到的是

什么呢?是实际物体的虚像!

所以,我们在涉水时要注意安全!

四、结课:学生来总结、质疑;教师对光的三大光学原理进行整理!(定义、规律、运用、

生活现象)

布置作业:

1、 必做:作业本;自己要梳理出光学规律;预习题。

2、 选做:作业本里的探究题;自己有兴趣可以通过自主学习对光学知识有更深入和完整的

认识。

预习题:

1、 透镜和面镜有什么不同?构造上、对光的作用上考虑。

2、 如何区分凸透镜和凹透镜?它们在生活上有哪些运用呢?我们的眼属于哪一种呢?

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3、 你知道什么是盲点吗?

教学小记:

发现难度大的地方是学生无法把光学原理用到生活中来,理论与实际有一定的距离,学生只能单独接受理论的知识和内容,而区分它们的主动性远远不够。

另外光的折射实验没有办法做成,主要才用讲授形式,发现其中的原因,个人觉得教师在这里一定要渗透一种方法和技巧---那就是学会画图去理解和记忆甚至是区分,效果会比较好。

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