第二节 光的反射

教学目标

一、知识与技能

1. 了解光在一些物体表面可以发生反射。

2. 认识光反射的规律，了解法线、入射角和反射角的含义。

3. 理解反射现象中光路的可逆性。

4. 了解什么是镜面反射，什么是漫反射。

二、过程与方法

1. 通过实验，观察光的反射现象。

2. 体验和感悟我们是如何看不见不发光的物体的。

3. 经历探究“光反射时的规律”，用实验的方法获得反射光线、入射光线跟法线位置的关系，测量反射光线与法线、入射光线与法线的夹角，总结探究的结论，获得比较全面探究活动的体验。

4. 通过观察，理解镜面反射和漫反射的主要差异。

三、情感态度与价值观

1. 在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度。

2. 密切联系实际，提高科学技术应用于日常生活和社会的意识。

3. 鼓励学生积极参与探究活动。

教学重点：用探究法研究光的反射定律。

教学难点：用光的反射解释一些简单现象。

教学准备：氦氖激光器、刻度尺、手电筒、水、盆、光的反射演示装置图、平面镜、玻璃片、投影片、手电筒（玻璃上有 1~ 2 mm 缝隙的黑纸）、白纸、小平面镜、大头针、量角器、钢笔、图钉、刻度尺、透明胶条。

教学过程

一、引入新课

我们都知道光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，你能举例说明吗？小孔成像、影子的形成、日食和月食的形成都说明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。光在真空中的传播速度是 3 × 10 ⁸ m /s 。我们为什么能看见日光灯、烛焰？日光灯，蜡烛是光源，我们能看见光源是因为光源发出光射入我们的眼睛。

在漆黑的夜晚，我们看不到屋子里的桌子、电视，怎样才能看到呢？打开灯就能看到屋子里的东西。为什么打开灯就能看见屋子里的东西呢？所有的物体表面都反射光，我们能看到不发光的物体，就是因为它们反射的光射入了眼睛。本节我们学习有关光的反射的知识。

二、新课教学

（一）光的反射定律

演示实验 1 ：在桌面上放一盆水，用强光的手电筒照射到水面上。

实验现象：可以看到墙壁上有明亮的光斑，光射到任何物体表面都能发生反射。光的反射有什么规律？ 在讲光的 反射规律时，让我们先弄清几个光反射中的名词。

演示实验 2 ：让氦氖激光器发出的一束光线射在平面镜上，引导学生观察一点、两角、三线。 教师在黑板上画出反射图。

入射点：（ O ）入射光线与镜面上的接触点。入射光线（ AO ）反射光线（ OB ）法线（ ON ）：通过入射点且垂直于镜面的直线。

入射角（ i ) ：入射光线与法线的夹角。

反射角（ r ) ：反射光线与法线的夹角。

探究：光反射时的规律

1. 提出问题光在反射时遵循什么规律？也就是说，反射光线 沿什么 方向射出？

2. 设计实验和进行实验

我们用演示实验和学生实验研究光的反射，其中选择对光反射能力强的平面镜做反射面，用白色硬纸板和白纸显示光束传播的路径。

（ 1 ）按图甲所示，先使 E 、 F 成为同一平面，使入射光线沿纸板射向镜面上的 O 点，让学生观察从镜面反射的光线的方向。

甲　　　　　　　　　　　　　乙　　　　　　　　　　　　　丙

（ 2 ）改变入射光线的方向，让学生观察反射光线的方向怎样改变。

（ 3 ）按图乙那样，把纸片 F 向前折或向后折，让学生观察能看到反射光线吗？

3. 反射角和入射角的关系让学生两人一组做实验研究，可采取如丙图所示的实验装置。

①将一张 16 K 的白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上，在白纸中间画出直线 ON 作为法线；在 ON 的 一侧画 几条角度不同的直线 OA 、 OA ₁ 、 OA ₂ 。

②让从手电筒前面纸缝中射出的光分别沿 OA 、 OA ₁ 、 OA ₂ 射向镜面，观察反射光线。

③分别在每条反射光线的位置上用大头针扎一个孔 B 、 B ₁ 、 B ₂ 。 用刻度尺画出直线分别将 OB 、 OB ₁ 、 OB ₂ 连接起来。

④再用量角器量出反射角（ r ）和入射角（ i ）的大小，并记录大小进行比较。

⑤使光线分别沿 OB 、 OB ₁ 、 OB ₂ 射向镜面，观察每条反射光线的方向。

3. 分析和论证

(1) 上述步骤 1 和 2 可看到 E 和 F 在一个平面内时有反射光线，且反射光线随着入射光线的改变而改变。

(2) 按步骤 3 把纸片 F 向前折或向后折，学生将观察不到反射光线。

(3) 从步骤 4 的① - ④可看出反射角等于入射角。

(4) 从步骤 4 的⑤可看出反射时光路是可逆的。

光的反射定律：

①反射光线与入射光线、法线在同一平面内。

②反射光线和入射光线分居法线的两侧。

③反射角等于入射角。

说明：（ 1 ）光的反射定律可概括为十二个字三线共面，两线分居，两角相等。

（ 2 ）反射定律的第三条反射角等于入射角，不能说入射角等于反射角，因为先有入射，后有反射；入射在前，反射在后；入射是因，反射是果。

（ 3 ）在反射时，光路是可逆的。

上述过程中，学生动眼观察、动手实验、动脑分析，有利于引发学习兴趣，加强对知识的理解。

1. 画出下列入射光线的反射光线：教师板 演如何 画已知光线的入射光线或者反射光线。

2. 已知反射光线与入射光线成 90 °夹角，请画出镜面的位置。

分析：反射线的法线，既是反射面的垂线，又是反射光线和入射光线的角平分线，掌握法线的这种双重作用，作图就容易了。

(1) 根据已知条件作图甲。

(2) 画出反射光线入射光线的角平分线，即法线 ON （如乙所示）。

（ 3 ）根据法线与反射面成垂直，画出镜面，如图丙所示。

（二）镜面反射和漫反射

光射到任何物体的表面都能发生反射。不同的表面对光的反射是不一样的。

演示实验 3 ：让氦氖激光的平行光射入平面镜。

现象：看到经平面镜反射后的光线仍是平行的。而且在反射光线的方向上的光是很强的。其他方向无反射光。这种光滑镜面的反射叫镜面反射。如图甲所示。

演示实验 4 ： 让氖氦激光 的平行光射入毛玻璃片上。

现象：入射光线是平行的，但经毛玻璃反射后的光线不是平行的，而是射向各个方向。我们把这种反射叫漫反射。如图乙所示。漫反射能使我们从各个方向看到物体。

说明：

(1) 物体表面光滑时产生镜面反射；物体表面粗糙时，发生漫反射。

(2) 漫反射和镜面反射都遵守光的反射定律。讲完漫反射和镜面反射后，为了加深理解，可以提出以下问题，引导学生讨论：

黑板“反光”时为什么粉笔字反而变得看不清楚了？为了保护同学的眼睛，请你根据所学的知识提出改变这种状况的建议。

解答：（ 1 ）这是因为光射到黑板和粉笔字上都要发生光的反射。黑板上“反光”部分发生镜面反射，粉笔字上发生漫反射，这两部分反射光同时射入眼睛时，由于“反光”部分耀眼的反射光比漫反射的光强，对眼睛的刺激强烈，所以黑板“反光”时粉笔字反而变得看不清楚。

（ 2 ）为了保护同学的眼睛，改变这种现状的建议是：改变同学的座位位置，或改变黑板的角度。用不反光材料。

想想做做：晚上，在桌上铺一张白纸，把一小块平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，从侧面看去，白纸被照亮，而平面镜却比较暗。想想看，并解释为什么。

说明：这个小 实验让 学生回家认真做一下，以对镜面反射和漫反射有一个比较深刻的理解。

本题的答案为：因为镜面很光滑，垂直入射到镜面的光被垂直反射回去，射到其他方向的光极少，从侧面看去，基本没有光线射入眼中，所以平面镜看起来比较暗。而白纸表面粗糙，入射到白纸上的光发生漫反射后，反射光线射到各个方向，所以从侧面看到白纸比较亮。

三、知识小结

通过本节课的学习我们主要学习了以下几个问题：

1. 光射到任何物体的表面都能发生反射现象。

2. 光的反射定律。

3. 光在反射时光路是可逆的。

4. 物体对光的 反射分 镜面反射和漫反射。

5. 漫反射使我们能够在不同方向看到本身不发光的物体。

四、板书设计

（一）光的反射

（二）光的反射定律

1. 反射光线与入射光线、法线在同一平面内。

2. 反射光线和入射光线分居法线的两侧。

3. 反射角等于入射角。

（三）在反射时光路是可逆的。

（四）镜面反射和漫反射

1. 镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。

2. 解释现象 : 黑板“发光”时看不清字。