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(共16张PPT)
第4节 光的反射和折射
(1)
光的反射与反射定律
浙教版 八年级上 第1章 对环境的察觉
乐清市柳市镇黄华实验学校
内容要求
《科学课程标准（2022年版）》 3.3 声音与光的传播
通过实验了解光的反射定律、折射现象及其特点，知道平面镜成像的特点。
知道光的直线传播，了解相关现象（如针孔成像等）。
【学习目标】
· 通过实验了解光的反射现象，认识光的反射定律，能根据光的反射定律绘制光路图。
· 认识光的反射和折射中光路的可逆性。
【学业要求】
· 知道光的直线传播、反射、折射和色散等现象。
· 根据光的反射规律解释平面镜成像的特征。
探究实践活动
探究光的反射定律（教材探索活动）
课时（1）聚焦：光射到物体表面时会发生什么现象？反射光射出的方向有什么规律？
情境引入
照镜子
早晨对着镜子整理校服，
镜子里出现一个「你」
水中倒影
江边的楼房，
在水中留下清晰的倒影
水洼发亮
夜晚走路，
地面的水洼比路面更亮
我们能看见这些不发光的物体，光是怎样进入眼睛的？反射光射出的方向有什么规律？
探索活动：光射到平面镜上会怎样？
1. 在桌面上放一面平面镜，将激光笔（或其他光源）发出的光束射到平面镜上。
2. 观察光传播方向的变化情况，用笔在纸上描出光的径迹。
3. 改变光束射到平面镜上的角度，多做几次，观察反射光的方向如何变化。
同伴互动 和同伴交换角色，一人持激光笔一人描径迹；比一比谁描出的光路更准确。
图1.4-1 激光束的路径
激光笔
平面镜
一、光的反射
知识讲解
【反射】与声音遇到障碍物会反射一样，光射到水面、桌面或其他物体的表面时也会发生反射（reflection）。
【关键】入射角、反射角都是与法线的夹角，不是与镜面的夹角。
图1.4-2 光的反射
【看见不发光物体】我们能够看见不发光的物体，是因为从物体表面反射的光进入了我们的眼睛。
【一点两角三线】入射点 O：光线射到反射面上的点；法线 ON：经过入射点并垂直于反射面的直线；入射光线 AO、反射光线 OB；入射角 α、反射角 β。
概念 定义 易错提醒
入射点 O 光线射到反射面上的点 在反射面上
法线 ON 过入射点垂直于反射面的直线 是辅助线，实际并不存在
入射角 α 入射光线与法线的夹角 不是与镜面的夹角
反射角 β 反射光线与法线的夹角 不是与镜面的夹角
探索活动：反射光射出的方向有什么规律？
1. 把一面平面镜 M 放在水平桌面上，再把一块硬纸板 ENF 竖直地立在平面镜上，纸板由可以绕 ON 折转的 E、F 两块板组成，纸板上的直线 ON 垂直于镜面。
图1.4-3 探索光的反射
2. 使 E、F 两板面处于同一平面，让一束光贴着纸板沿着某一个角度射到 O 点，在纸板上用红色笔描出入射光 AO 和反射光 OB 的径迹。
. 改变光束的入射角度，多做几次，用其他颜色的笔描出入射光和反射光的径迹。
3. 将 F 板绕 ON 向前折转或向后折转，在 F 板上还能看到反射光吗？这一现象说明了什么？
4. 取下硬纸板，用量角器量出入射角和反射角，记录在表1.4-1中。
M
E
N
F
A
B
O
α
β
甲
M
E
N
F
A
O
α
乙
5. 关于反射光射出的方向，能得出什么结论？
光的反射定律
知识讲解
【三线共面】反射光线和入射光线、法线在同一平面内。
【关键】只能说「反射角等于入射角」，不能倒过来说「入射角等于反射角」——反射角是由入射角决定的。
【两线分居】反射光线和入射光线分居在法线的两侧。
【两角相等】反射角等于入射角。
【反射定律】以上三条合起来就是光的反射定律。
图1.4-3 探索光的反射
M
E
N
F
A
B
O
α
β
甲
M
E
N
F
A
O
α
乙
光路的可逆性
知识讲解
【可逆性】若使入射光逆着原反射光的方向射到平面镜上，得到的反射光恰巧逆着原入射光方向射出，这种现象叫作光路的可逆性。
【关键】光路可逆是指「路径」可逆——必须逆着原来的反射光方向入射，不是随便换个方向都行。
图1.4-4 光路的可逆性
【生活验证】当我们从平面镜里看见别人的眼睛时，别人也可以从平面镜里看见我们的眼睛。请试一试，并做出解释。
镜面反射与漫反射
知识讲解
【镜面反射】平面镜的表面很光滑，射到平面镜表面的太阳光发生镜面反射，只能在某一方向看到耀眼的亮光。
【关键】镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律，区别只在反射面是否光滑。
图1.4-5 镜面反射
图1.4-5 漫反射
【漫反射】白纸的表面看上去很光滑，但实际上是凹凸不平的，凹凸不平的纸面把射来的太阳光向四面八方反射，这种反射叫作漫反射。
【都能看清】我们的眼睛能从不同的方向看到周围不发光的物体，就是因为光照在物体表面发生漫反射后进入了人的眼睛。
类型 反射面 反射光方向 生活实例
镜面反射 光滑 （平面镜、抛光金属） 沿某一方向，集中 镜子、平静水面、
玻璃幕墙
漫反射 粗糙（白纸、墙壁） 向四面八方 书本、衣服、电影银幕
科学 · 技术 · 社会 · 环境（光污染）
【白亮污染】城市里玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等镜面反射的眩光带来「白亮污染」。
图1.4-6 灯光与星光的「博弈」
【人工白昼】夜幕降临后，强光束直冲云霄，亮度过大的夜景照明，使得夜晚如同白昼。
【彩光污染】娱乐场所的旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构成了「彩光污染」。
【危害】光污染会影响人们的工作和生活，也会影响动物的自然生活规律，使其昼夜不分；扰乱植物的生长节律，影响植物休眠等。
课堂小结
课时1 核心知识
1. 光的反射
· 光射到物体表面会发生反射
· 能看见不发光物体，是反射光进入了眼睛
· 入射角、反射角都是与法线的夹角
2. 反射定律
· 三线共面、两线分居、两角相等
· 反射角等于入射角
· 反射角由入射角决定，不能倒过来说
3. 光路可逆
· 逆着原反射光入射，反射光就逆着原入射光射出
· 从镜中看见别人的眼睛，别人也能看见你
4. 两类反射
· 镜面反射：光滑面，光集中射向一个方向
· 漫反射：粗糙面，光射向四面八方
· 两者都遵守光的反射定律
1、如图所示，EO、OF分别为入射光线和反射光线，为验证“光路可逆”的原理，则下一步实验中，入射光线的路径应为（ ）
A.EO B.PO
C.FO D.QO
C
练习与应用
2、如图是“光的反射”演示装置，探究反射角与人射角关系时，对该装置进行的操作是（ ）
A.激光笔移至左半面的其它位置
B.将激光笔移至右半面50°位置
C.沿法线将右半面面板向后转动
D.沿法线将左半面面板向后转动
A
练习与应用
3、为了探究光的反射定律。如下图，小明先将平面镜A放在水平桌面上，再经硬纸板B竖直放置在平面镜A上，让激光紧贴纸板射向0点。
（1）为了显示光路，纸板的表面应__________（光滑／粗糙）些；
（2）在纸板上标出刻度的优点是_______________________________；
（3）多次改变入射光的方向，测得了几组数据如表所示，由此可得出结论：______________________________。
粗糙
序号 入射角 反射角
1 30° 30°
2 45° 45°
3 60° 60°
方便测量反射角和入射角的大小
反射角与入射角大小相等
练习与应用
练习与应用
第 4 题 用久了的黑板常会因「反光」而看不清上面的字，这是为什么？怎样才能使黑板不「反光」？
答案：黑板用久后表面被磨得光滑 → 发生镜面反射 → 反射光集中射向某一方向，该方向的同学感到刺眼，反而看不清字。办法：把黑板表面做得粗糙一些，让它发生漫反射；或改变黑板角度、调整座位与照明方向。
解析：判断反光类型，关键看反射面：光滑 → 镜面反射（集中刺眼）；
粗糙 → 漫反射（各方向都能看清）。
在图（1）中画出入射光线对应的反射光线。
在图（2）中画出反射光线对应的入射光线。
在图（3）中画出镜面。
（1） （2） （3）(共14张PPT)
第4节 光的反射和折射
(2)
平面镜成像
浙教版 八年级上 第1章 对环境的察觉
乐清市柳市镇黄华实验学校
内容要求
《科学课程标准（2022年版）》 3.3 声音与光的传播
通过实验了解光的反射定律、折射现象及其特点，知道平面镜成像的特点。
【学习目标】
· 通过探究平面镜成像特点，学习记录与分析实验数据，认识平面镜成像的特点和虚像的含义。能应用平面镜成像特点画出虚像。
【学业要求】
· 根据光的反射规律解释平面镜成像的特征。
探究实践活动
探究平面镜成像特点（课标探究实践活动）
课时（2）聚焦：平面镜里的像跟物体本身有什么关系？这个像究竟是怎样形成的？
情境引入
照镜子
镜子里的「你」，
跟你自己一样大吗？
水面倒影
岸边的树映在水里，
倒影离水面有多远？
玻璃橱窗
商店的玻璃橱窗，
也能映出你的样子
平面镜所成的像，大小、位置跟物体有什么关系？这个像究竟是怎样形成的？
二、平面镜
知识讲解
【平面镜】我们平时使用的镜子的表面是平的，这样的镜子就是平面镜（plane mirror）。
【关键】用玻璃板代替平面镜，是为了在看到像的同时看到镜后的物体，从而确定像的位置。
【像】利用平面镜可以看到镜子里有一个跟你一样的「人」，镜子里的那个「人」就是你的像。
【探究设想】用一块玻璃板作为平面镜来探究
——玻璃板既能反射成像，又能透光看到后面的蜡烛，便于确定像的位置。
探究实践：探究平面镜成像特点
目标：用实验探究平面镜成像特点　　器材：玻璃板、蜡烛、刻度尺、白纸等
1. 在桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在纸上，在纸上记下玻璃板的位置。
图1.4-7 探究平面镜成像
2. 选取两支大小相同的蜡烛，把一支蜡烛点燃后放在玻璃板的前面，看一看玻璃板后面有没有蜡烛的像。
3. 再拿另一支没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合为止。这个位置就是点燃的蜡烛所成像的位置，用笔在纸上记下这两支蜡烛的位置。实验中，观察到的蜡烛的像与蜡烛的大小是否相同？
4. 移动点燃的蜡烛到另一个位置，重做上面的实验。用直线把每次实验中的蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测量出它们到玻璃板的距离，并加以比较。
5. 分析与论证：蜡烛所成像的位置和蜡烛的位置有什么关系？它们的大小有什么关系？
平面镜成像的特点
知识讲解
【等大】平面镜所成像的大小与物体的大小相等。
比较项目 物体 像 结论
大小
到镜距离
左右
【关键】像的大小只跟物体大小有关，与物体离镜子远近无关——「走近镜子像变大」是视角变化造成的错觉。
【等距】像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。
【连线垂直】像与物体的连线跟镜面垂直，像与物关于镜面对称。
蜡烛高 h
像高 h
像与物等大
物距 d
像距 d
像距等于物距
左手
像的右手
像与物左右相反
虚像
知识讲解
【虚像】蜡烛火焰向四处发光，一部分光经过平面镜反射后进入我们的眼睛，产生视觉，我们感到这些光好像是从蜡烛的像上发出的，而实际上像并没有发出光，这样的像称为虚像。
【关键】虚像不能用光屏承接——在镜子后面放一张白纸，纸上不会出现蜡烛的像。
图1.4-8 平面镜中的像是虚像
S S＇
【与实像对比】实像：实际光线会聚而成，能用光屏承接；
虚像：不是实际光线会聚，不能用光屏承接。
【对称性】平面镜所成的像与物体相对平面镜具有对称性。
也可以表述为：平面镜所成的像是正立的虚像，像与物体关于镜面对称。
实践活动：用对称法作平面镜中的像
知识应用
【对称法】根据平面镜成像的对称性，可以作出物体在平面镜中的像：从物体上的关键点作镜面的垂线，在镜后取等距离的点，即为对应的像点。
【关键】像与物关于镜面对称——抓住「连线垂直、距离相等」就能作图。
图1.4-9 平面镜成像作图
【作图步骤】
① 过物体端点 A、B 分别作镜面的垂线；
② 在镜后取 A′、B′，使它们到镜面的距离分别等于 A、B 到镜面的距离；
③ 连接 A′B′，即为物体 AB 在平面镜中的像。
【注意】平面镜成的是虚像，作图时像用虚线表示；实际光线要画箭头表示传播方向。
科学拓展：凸面镜和凹面镜
知识拓展
【球面镜】除了平面镜外，人们也常用到凸面镜和凹面镜，它们统称为球面镜。
图1.4-10 凸面镜和凹面镜的利用
【凸面镜】汽车的后视镜、公路急转弯处的反光镜都是凸面镜，利用凸面镜可以扩大视野。
【凹面镜】汽车前灯的反光装置相当于凹面镜，利用它可以将光几乎平行射出。由于光路的可逆性，凹面镜可以会聚平行光。
课堂小结
课时2 核心知识
1. 成像特点
· 像与物体大小相等
· 像到镜面的距离等于物到镜面的距离
· 像与物的连线跟镜面垂直
2. 虚像
· 由反射光线的反向延长线相交形成
· 不是实际光线会聚，不能用光屏承接
· 平面镜成的是正立的虚像
3. 对称作图
· 像与物关于镜面对称
· 过端点作垂线，在镜后取等距点
· 虚像用虚线画，光线要加箭头
4. 实验方法
· 用玻璃板代替平面镜，便于确定像的位置
· 用两支相同的蜡烛比较大小（等效替代）
· 多次实验，避免以偏概全
练习与应用
第 1 题 人走向竖直放置的平面镜时，他在镜中像的大小和像到镜面的距离变化情况是（ ）
A. 像变大，像到镜面的距离变小
B. 像大小不变，像到镜面的距离变小
C. 像变小，像到镜面的距离变小
D. 像大小不变，像到镜面的距离不变
B
练习与应用
填空题
第 2 题 身高 1.7 m 的小明站在竖直平面镜前 2 m 处，他在镜中的像高为 ______ m，像到他本人的距离为 _______ m；若他以 0.5 m/s 的速度向镜面走近 1 s，此时像到镜面的距离为 _____ m，像的大小 ________（填「变大」「不变」或「变小」）。
1.7
4
1.5
不变
练习与应用
第 3 题 若我们要通过平面镜看到自己从头到脚完整的像，则平面镜必须至少有身高一半的高度。请画出光路图来说明这一现象。
答案：设身高 AB，眼在 C 处。头顶 A 与脚 B 发出的光经镜面反射进入眼 C，由反射定律可证：所需镜面长度 = AB / 2，且镜的上边缘在 A、C 中点高度，下边缘在 B、C 中点高度。
解析：用对称法最简捷：先作出人关于镜面的对称像，再连接眼与像的头、脚两点，与镜面的两个交点之间的长度即为所需镜高，由相似三角形可得为身高的一半。
练习与应用
第 4 题 探究平面镜成像特点时：①为什么用玻璃板代替平面镜？②为什么要用两支完全相同的蜡烛？③为什么实验要在较暗的环境中进行？
解析：补充两个易错点：玻璃板必须竖直放置，否则镜后的蜡烛无论怎样移动都无法与像完全重合；用蜡烛做实验时，镜后那支蜡烛不点燃。
①玻璃板既能反射成像又能透光，透过它能看到镜后的蜡烛，便于确定像的位置；
②用两支完全相同的蜡烛，把镜后那支移到与像完全重合，就能比较像与物的大小关系（等效替代法）；
③环境较暗时，蜡烛的像与背景的亮度差别大，像更清晰。

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