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1、光的反射和折射一、教法建議拋磚引玉光的反射和折射是幾何光學的基礎知識，從知識結(jié)構(gòu)看，光在同一種介質(zhì)中沿直線傳播以及在兩種介質(zhì)界面上發(fā)生反射和折射，是幾何光學的基本規(guī)律。研究這些規(guī)律并應用它們研究平面鏡、球面鏡、棱鏡和透鏡等控制光路的基本元件以及它們的成像原理和規(guī)律，研究人的眼睛和由基本光學元件組成的顯微鏡、望遠鏡、照相機等儀器的成像原理，這就構(gòu)成了幾何光學的基本內(nèi)容。這些知識，在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應用。在教學中，首先充分利用幾何光學與生產(chǎn)和生活聯(lián)系密切的特點，講述或演示一些光現(xiàn)象或?qū)嵱玫墓鈱W儀器的作用：為演示棱鏡的色散現(xiàn)象、講述海市蜃樓現(xiàn)
2、象，講述潛望鏡、望遠鏡等儀器的作用等，培養(yǎng)學生學習這部分知識的興趣；其次，針對學生熟悉的這些光現(xiàn)象或光學儀器提出問題，為什么是這樣？從而引起學生的思考，激發(fā)學生的求知欲。在光的反射和折射這部分內(nèi)容中，光在同一種介質(zhì)中的直線傳播及在兩種介質(zhì)界面上的反射和折射規(guī)律，決定了各種光學元件對光路的控制作用，講清并學透這些規(guī)律是學好元件對光路控制作用的基礎。光的反射和反射定律是這部分知識的重點之一，初中學過，教學時可通過提問讓學生復述，引導學生領(lǐng)會反射定律是用來解決“根據(jù)入射光線如何確定其反射光線”的。在平面鏡成像規(guī)律教學中要加深學生對虛像的理解。在全
3、反射教學中要充分做好演示實驗，給學生以形象、具體的感性認識。指點迷津光的反射定律和折射定律是這部分知識的重點之一要領(lǐng)會兩定律是解決根據(jù)入射光線如何分別確定反射光線和折射光線的，體會定律“空間→平面→線”的科學的表達方式。平面鏡成像規(guī)律是這部分知識的又一重點，除知道“物像關(guān)于平面鏡對稱”外，要理解像點是反射光線反向延長線的交點，是虛像，經(jīng)平面鏡所反射的任一反射光線其反向延長線均過像點，這對作圖很有幫助。全反射是這部分知識的第三個重點，也是難點，要理解掌握發(fā)生全反射的條件。在這部分知識的定性計算問題處理中，要養(yǎng)成先畫圖、后計算的習慣。二、學海導
4、航學法指要在討論光現(xiàn)象前，有必要明確：人們是怎樣看見東西的。物體發(fā)出的光（或物體被照明而反射出來的光）進入人們的眼睛，并在視網(wǎng)膜上成清晰的像，人們就是根據(jù)這個像來識別物體的。如果沒有光線進入眼中（一片漆黑），如果不能在視網(wǎng)膜上成清晰像（模糊一片），那么，人就無法看見或看不清物體了。這一點讓學生明確后，對理解“虛像”（既然光線沒有實際相交，怎么又能看見？）以及“在什么范圍內(nèi)可以觀察到像”等問題是很有幫助的。1.光的直線傳播和光速（1）光沿直線傳播是有條件的，即必須是光在同一種均勻介質(zhì)中才沿直線傳播，若介質(zhì)不均勻，即便是同種介質(zhì)，光在其間將不再
5、沿直線傳播，如太陽光透過上疏下密的空氣，照到地球上的過程，就不是沿直線傳播的。（1）正是由于光是沿直線傳播的，同一點“光源”發(fā)出的兩條光線的反向延長線必相交于一點，該點就是“光源”位置，這個“光源”可能是實際發(fā)光體，也可能是實像或虛像，明白這一點，對后面通過作圖確定像的位置很有幫助。（2）正是由于光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，可以用帶箭頭的有向線段表示光的傳播方向——光線。光線是人為的，是光束的科學抽象；光束是客觀存在的，不要把光線和光束混在一起。（3）關(guān)于影，要知道是光沿直線傳播的結(jié)果。太陽、月亮、地球在運行中出現(xiàn)日食和月食現(xiàn)象，這是特
6、殊的影，日食和月食的成因如下。①日食發(fā)生日食時，太陽、月球、地球在同一條線直上，月球在中間，站在地球上處在月球本影里的人看不到太陽的所有發(fā)光表面，這就是日全食，如圖7-1中a區(qū)。在月球半影里的人看不到太陽某一側(cè)的發(fā)光表面，這就是日偏食，如圖7-1中b區(qū)。在月球本影延長的空間里的人看不到太陽發(fā)光表面的中部，只能看到周圍的發(fā)光環(huán)形面，這就是日環(huán)食，如圖7-1中c區(qū)。②月食發(fā)生月食時，太陽、月球、地球同在一條直線上，地球在中間，如圖7-2所示，當月球全部進入地球本影區(qū)域時形成月全食，如圖7-2中a區(qū)。當月球有一部分進入地球本影區(qū)域時形成月偏食，如
7、圖7-2中b區(qū)。應注意，無論是日食還是月食都是在地球上觀察的。圖7-1圖7-2（5）光在真空中速度最大，為3.0×108m/s。這個值是光速的極限值，光在其它介質(zhì)中的速度均小于該值。1.光的反射平面鏡（1）在理解光的反射定律時，首先要明確“入射光線、反射光線、法線、入射點、入射角、反射角”的含義；其次要理解定律告訴我們“如何由入射光線確定反射光線”的方法——由“空間→平面→反射線”；第三，由反射定律得出反射現(xiàn)象中，光路是可逆的；第四，不論是鏡面反射還是漫反射，每一條光線的反射都遵守反射定律。（2）平面鏡對光線的控制作用利用平面鏡可以改變光線
8、的傳播方向，起到控制光路的作用，但不會改變光束的性質(zhì)。如圖7-3所示，當平行光束、會聚光束、發(fā)散光束分別經(jīng)平面鏡反射后，仍保持原入射光束的性質(zhì)。圖7-3（1）對平面鏡中虛像的理解
