师:上课,同学们好。昨天我们讲了光的直线传播,对吧?今天继续往下讲。在讲新课之前,先来看一段视频。
(播放视频)
师:同学们,大家好。能看到我吗?看不到,对吧?抱歉抱歉,忘了开灯。现在能看到我了吗?能看到了。这里有个问题,在漆黑的房间里,不开灯看不到我,为什么开了灯就能看到我呢?带着这个问题,我们开始今天的课程。
(视频播放结束)
师:看完视频,思考一下,为什么不开灯看不到我,开了灯就能看到我呢?带着这个问题,我们学习第四章的第二节——光的反射。首先,看一组图片。大家看,图片里的是什么?
生:太阳、电灯。
师:思考一下,为什么能看到太阳和电灯呢?
生:因为它们发光。
师:对,它们能够发光。那我们把它们叫做什么呢?
生:光源。
师:非常好。那什么叫做光源呢?能够发光的物体就叫做光源。再看,为什么能看到教室里的课桌、书本,以及操场上的同学呢?
生:因为有光。
师:这个光是同学们发出来的吗?
生:不是。
师:那为什么能看到呢?这个光是哪来的呢?
生:太阳。
师:注意,能看到物体,是因为有光射到我们眼睛里。这些物体本身不能发光,但可以反射光。所以,能看到本身不发光的物体,是因为物体反射的光射到了人的眼睛里。现在能解释为什么在漆黑房间不开灯看不到我了吧?
生:因为老师不发光。
师:对,没有光源。开灯之后呢?
生:老师可以反射灯光。
师:没错,反射的光射到你们眼睛里,就能看到我了。现在看,有一本书放在地上,小同学能看到它,是因为这本书反射了什么光呢?
生:太阳光。
师:当一束光射到物体表面后,会被反射出去。我们能看到本身不发光的物体,就是因为物体表面发生了反射。那什么样的物体能反射光呢?常见的像桌面、水面以及其他物体表面都会发生反射。在教室这么多同学,你们的身体表面会不会反射光呢?
生:会。
师:那我问你们,能不能相互看到彼此?
生:能。
师:你们发不发光呢?
生:不发光。
师:那为什么能看到彼此呢?
生:因为我们反射了光。
师:对,教室中有灯,我们可以反射灯光。在外面可以反射什么光?
生:太阳光。
师:要是外面没太阳,屋里也没灯,就看不见了,对吧?明白这个问题了吧?现在看看生活中常见的反射现象有哪些。第一个是什么呀?
生:太阳镜。
师:对,夏天太阳比较强的时候,人们习惯戴太阳镜。太阳镜能把光怎么样?
生:反射。
师:所以人看外面物体或光的时候,就不会那么刺眼。这是玻璃表面,玻璃表面也能反射光,对吧?这个是什么呢?汽车表面的漆皮非常亮,也可以发生反射。这是什么呀?
生:大海水面。
师:对,大海水面波光粼粼,也会发生反射。这些都是反射现象。现在考虑一下,在反射当中,我们需要了解一些基础概念。看,我发出这样一束光,大家看到了吧?
生:看到了。
师:这束激光是激光笔发出来的。这一侧光线入射过来,这一侧反射出去。我们把入射过来的这条光线称为入射光线,用 AO 来表示。入射光线射到反光面上的这一点,叫做入射点,用字母 O 来表示。此时还有一条线,是什么线呢?
生:法线。
师:对,什么叫做法线呢?过入射点,且与反射面垂直的这条线叫做法线。这里要强调两点,第一,法线跟反射面是垂直关系;第二,法线要过入射点 O。那这条是不是反射光线呢?
生:是。
师:我们用字母 OB 来表示反射光线。现在学到几个概念了?入射光线、入射点、法线、反射光线。再看,法线和入射光线中间有个夹角,看到了吗?
生:看到了。
师:我们把这个夹角叫做入射角,用 i 来表示。入射角是谁与谁的夹角呢?
生:入射光线与法线的夹角。
师:非常好。那反射光线与法线的夹角叫做什么角呢?
生:反射角。
师:很棒。这几个概念大家理解了吗?
生:理解了。
师:理解之后,看这个典型的反射图像。现在我们研究一下,在反射现象中,有没有规律可循呢?入射光线、反射光线和法线这三条线有什么规律,这两个角又有什么特点呢?这是今天探究的重点内容。首先考虑这三条线的位置关系,大家先猜想一下它们是什么关系。我把光线画出来,这条是入射光线,这条是反射光线。刚才有同学说它们垂直,我改变一下入射角,变小了,还是 90 度吗?
生:不是。
师:所以这两条线不是垂直关系。考虑它们的位置关系,中间是法线,那反射光线和入射光线应该位居法线的两侧,这是我们的猜想。现在大家拿出实验器材组装好,发出一束激光,正对镜面,逐渐改变入射角,观察反射光线和入射光线的位置关系。
(学生进行实验)
师:大家做完实验了吗?
生:做完了。
师:在实验过程中,发现入射光线、反射光线和法线三条线的位置关系是什么样的呢?来,李世璐,你来说。
生:反射光线和入射光线位于法线两侧。
师:很好,请坐。反射光线和入射光线位于法线两侧,这是它们的位置关系。接下来考虑反射角和入射角之间的关系。看黑板上这个演示图,中间最竖直的线跟镜面是什么关系?
生:它是法线。
师:这条是入射光线,这条是反射光线。大家想一下,反射角和入射角大小有什么关系呢?
生:相等。
师:是吗?现在大家用手中实验器材验证一下,反射角和入射角大小是否相等。实验过程中要考虑,怎么操作证明它们相等呢?是不是每次都要先改变入射角,然后观察反射角跟它的大小关系?而且要得出正确结论,至少做几次实验呢?
生:3 次。
