光的反射和折射

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1、高考網(wǎng)www.gaokao.com光的反射和折射　教學(xué)目標(biāo)1．使學(xué)生掌握三個(gè)概念——折射率、全反射臨界角和光的色散：兩個(gè)規(guī)律——反射定律、折射定律：兩個(gè)作圖法——反射、折射光路圖和成像作圖：一個(gè)思想——光路可逆思想．2．加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念、作圖、規(guī)律的分析應(yīng)用能力和在光線(xiàn)的動(dòng)態(tài)中分析、推理解決幾何光學(xué)問(wèn)題的綜合能力．教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1．重點(diǎn)：反射定律，平面鏡成像作圖法：折射定律，折射率，全反射和臨界角．2．難點(diǎn)：折射定律，全反射和臨界角：光的色散．教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)教師活動(dòng)我們復(fù)習(xí)幾何光學(xué)，關(guān)于光的反射和折射部分．1．平面鏡對(duì)光線(xiàn)的控制作用結(jié)論：平面鏡對(duì)光線(xiàn)的作用是：只改變光束的傳播方向，不改變

2、光束的散聚性質(zhì)．兩個(gè)平面鏡對(duì)光線(xiàn)的控制作用如何呢？學(xué)生活動(dòng)學(xué)生討論：一個(gè)平面鏡對(duì)光線(xiàn)的控制作用．（1）平面鏡對(duì)光線(xiàn)有反射作用，反射光與入射光遵循反射定律．（2）一束平行光的情況：入射光方向不變，平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)α角，反射光轉(zhuǎn)動(dòng)2α角．（3）一束發(fā)散光的情況：經(jīng)平面鏡反射后，仍是發(fā)散光，且發(fā)散程度不變．[例1]若使一束光先后經(jīng)兩平面鏡反射后，反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)垂直，這兩平面鏡應(yīng)如何放置？我們先討論一般情況：如圖4-1-1所示，兩平面鏡的夾角為θ，光線(xiàn)經(jīng)兩平面鏡反射后，反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)的夾角為α，討論α與θ的關(guān)系．學(xué)生解答，作出兩平面鏡的法線(xiàn)，可以證明：α=180°-2θ討論：（1）一般情況θ<

3、90°，　α=180°-2θ，若θ=45°，則α=90°，（反射光與入射光垂直）高考網(wǎng)www.gaokao.com高考網(wǎng)www.gaokao.com若θ=90°，則α=0°（反射光與入射光平行）若θ>90°，則α=2θ-180°（2）兩平面鏡的夾角決定反射光與入射光的夾角，與這兩平面鏡的放置位置（這兩平面鏡是否接觸和如何放置）和是否轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)關(guān)．結(jié)論：兩平面鏡的夾角決定了對(duì)光線(xiàn)方向的控制．一個(gè)重要的應(yīng)用：直角鏡使光線(xiàn)按原路返回．2．平面鏡的成像特點(diǎn)作平面鏡成像光路圖的技巧．借助平面鏡成像的特點(diǎn)完成光路．討論：平面鏡成等大、正立的虛像，像與物關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)．先根據(jù)平面鏡成像有對(duì)稱(chēng)性的特點(diǎn)，確定像

4、的位置，再補(bǔ)畫(huà)入射線(xiàn)和反射線(xiàn)．實(shí)際光線(xiàn)畫(huà)實(shí)線(xiàn)并加箭頭，鏡后的反向延長(zhǎng)線(xiàn)要畫(huà)虛線(xiàn)，虛線(xiàn)不加箭頭．如圖4-1-2所示，兩平面鏡夾一定角度，光線(xiàn)a、b是一點(diǎn)光源發(fā)出經(jīng)兩平面鏡反射后的兩條光線(xiàn)．在圖中確定點(diǎn)光源的位置．討論并敘述作圖的過(guò)程，如圖4-1-3所示．a(chǎn)、b光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)交于一點(diǎn)，這一點(diǎn)為點(diǎn)光源在平面鏡N中的像S″，根據(jù)平面鏡的成像特點(diǎn)，延長(zhǎng)鏡N，找到S″的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)S′，S′是S″的物，是點(diǎn)光源S在平面鏡M中的像，再找到S′對(duì)平面鏡M的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)S，從而確定了點(diǎn)光源S的位置．完成光路．高考網(wǎng)www.gaokao.com高考網(wǎng)www.gaokao.com上面的問(wèn)題是兩個(gè)平面鏡的二次成像問(wèn)題，S

5、′是物S在鏡M中的虛像，S″是虛像S′在鏡N中再次成的虛像．根據(jù)光路可逆原理，如果光線(xiàn)a、b的方向反過(guò)來(lái)，那么會(huì)如何呢？S為經(jīng)過(guò)兩次反射后形成的實(shí)像．還有一種類(lèi)型的題，是討論通過(guò)平面鏡看到的范圍．討論，根據(jù)光的可逆性，經(jīng)兩次反射兩束光會(huì)聚到一點(diǎn)S，由實(shí)像定義，S應(yīng)為實(shí)像．[例2]（1997年全國(guó)高考題）如圖4-1-3所示，AB表示一直立的平面鏡，P1P2是水平放置的米尺（有刻度的一面朝著平面鏡），MN是屏，三者互相平行，屏MN上的ab表示一條豎直的縫（即a、b之間是透光的）．某人眼睛緊貼米尺上的小孔S（其位置見(jiàn)圖），可通過(guò)平面鏡看到米尺的一部分刻度．試在本題的圖上用三角板作圖求出可看到的

6、部位，并依次寫(xiě)出作圖步驟．?討論并作圖．作圖步驟可如下：（圖4-1-5所示）①分別作米尺P1P2、屏Ma、bN對(duì)于平面鏡AB的對(duì)稱(chēng)線(xiàn)（即它們對(duì)于平面鏡AB的像）P′1P′2、M′a′、b′N(xiāo)′．②連接S、a并延長(zhǎng)交P′1P′2于某一點(diǎn)，作這一點(diǎn)對(duì)于AB在P1P2上的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)，即為通過(guò)平面鏡看到米尺刻度的左端．③連接S、b′并延長(zhǎng)交P′1P′2于某一點(diǎn)，作這一點(diǎn)對(duì)于AB在P1P2上的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)，即為通過(guò)平面鏡看到米尺刻度的右端．討論：（1）還可以用更簡(jiǎn)單的辦法，即作出眼睛S的像S′，再由S′來(lái)確定看到的范圍．（2）作出屏和尺的像，人眼看到像的范圍即為人眼看到尺的范圍．高考網(wǎng)www.gaokao.

7、com高考網(wǎng)www.gaokao.com?本題的解題思路是什么？邊界光線(xiàn)如何確定？?jī)煞N思路：正向思維，尺發(fā)光經(jīng)平面鏡反射進(jìn)入眼睛的范圍即為眼睛所能看到的范圍：逆向思維，眼睛相當(dāng)于發(fā)光點(diǎn)，其光照射到尺上的范圍即為能看到的范圍．確定邊界光線(xiàn)的基本思想是：兩點(diǎn)確定一條直線(xiàn)．在均勻介質(zhì)中光是沿直線(xiàn)傳播的，在非均勻介質(zhì)中，光線(xiàn)發(fā)生彎曲，但人眼的感覺(jué)光仍是沿直線(xiàn)傳播的．所以確定尺和屏的像，由兩點(diǎn)一線(xiàn)來(lái)確定邊界光線(xiàn)．3．光的折射定律復(fù)習(xí)折射定律和