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1、光的反射一一法线存在的意义蚌埠第八中学彭丽萍【使用教材】人教版八年级物理第四章第二节-光的反射。【教材分析】教材分析与教学建议光在同种均匀介质中沿直线传播，而在遇到两种介质的分界面时一般不再沿直线传播，会发生反射。本节继续研究光的传播特点，并且提出了新问题：光在反射时遵循什么样的规律？光的反射规律是光传播的基本规律之一,是学习平面镜成像特点的基础。光的反射规律在实际中应用广泛，并且在教材中是通过实验探究得出的，是学生在理课中碰到的第一个探究角度关系的实验，也是培养学生良好的学习习惯、实验方法的契机。【学情分析】数学知识上学生已具备基本的对称知识，为本节知识的学习奠定了一定的基础。但学生很难支撑
2、起对法线的几何意义的理解，也无法建构出线面垂直、面面垂直等数学模型，无法立体想象反射光和人射光所在平面与镜面的空间位置关系。光学现象在生活中是非常普遍的，学生有一些光学前概念，教学时充分地利用学生的前概念，将其发展为科学概念【教学目标】物理观念：1.光的反射规律；2 .法线的概念及引入的意义；3 .反射角和入射角的概念。科学思维：通过模型法、逆向思维法、综合归纳法总结出光的反射定律。科学探究：1.动态光路分析，探寻光反射的规律，体会引入法线的意义；2.找到科学定义反射角和入射角的方法，经历普遍性规律得出的过程。科学态度与责任：L在实验观察和实验数据的分析中，培养实事求是的科学态度；2.体验物理
3、的妙趣和光学之美。【教学重难点】教学重点：1.法线的引入；2.入射角和反射角的概念教学难点：建立正确的光反射模型【实验仪器】L演示实验器材Z自制立体光路演示仪，激光笔，平面镜，球面镜，亚克力板（如图1）2 .学生实验器材：激光笔，平面镜，喷壶，光的反射实验仪（如图1）【教学方法】讲授、演示、实验、交流、讨论、归纳等【实验改进要点】L通过立体光路建立面面垂直的模型，找到法线；3 .通过立体光路演示，通过法线找到反射光所在的平面;4 .通过光射向平面镜和球面镜的对比，说明“将光线和法线的夹角定义为入射角或反射角”图2的原因；【实验教学过程】（一）引入实验：激光反射游戏（如图2）用喷雾显示出光路，让
4、学生观察光的反射现象。温馨提示：激光不能直射人眼。（二）提出问题用纸板遮住平面镜，提出问题：撤去纸板后，反射光会在哪里？它和入射光的位置有什么关系？学生进行猜想并说明猜想依据：入射光和反射光相交,它们肯定在同一平面，但是经过入射光的平面有很多（如图3）,这个平面到底在哪？（三）找到法线将光射向反射面，旋转该装置，用面光源找到反射光和入射光所在的平面。将该平面和反射面的空间关系用亚克力板展示出来，下面代表反射面，半圆板代表入射光和反射光所在的平面。为寻找普遍性，将光从不同角度射向反射面上的同一点，用亚克力板表示出入射光和反射光的平面的空间位置（如图4）。可以看到这些平面都垂直于反射面，且这些面都
5、有条公共线，它垂于与镜面且经过入射点。这条线称为法线，它是一条辅助线。（四）利用法线，确定反射光所在的平面从不同角度射向同一入射点的光，入射光的位置变化，发射光也会随着变化。但入射点的位置不变，法线的位置就不变。利用法线，根据两线相交确定一个平面的几何知识，找到反射光的平面。也就是说入射光线和法线相交，它们所在的平面有且只有一个，反射光线就在这个平面上（如图5）。利用法线，把反射光的位置从空间聚焦到了平面，可以在平面上探究光的反射现象。图5视化。图6（五）法线可视化让学生利用手中的器材，去观察光的反射现象，发现入射光垂直射向反射面面时，反射光会按原路返回（如图6）,入射光，反射光和法线三线重合
6、。利用这一特点可以将法线可（六）定义入射角和反射角要确定反射光在平面上的具体位置，需要定量研究，探究角度关系。需要引入反射角和入射角的概念！有的学生会以光线与反射面的夹角命名，也有学生会以光线和法线的夹角命名（如图7）。到底如何定义更方图7便且具有普遍性呢？将光射向球面镜,太方便了（如图8）。也会发生光的反射，此时如果以光线和反射面的夹角命名的话，就不将球面镜的法线可视化（如图9）,此时以光线和法线的夹角命名为入射角或反射角会更直观且具有普遍性！（七）由面到线，精准确定位反射光的位置。图10学生分组探究（如图10）,发现反射角二入射角，从空间到平面再到线，精确的定位了（A）拓展实验提问学生：用
7、纸板遮住镜子的时候，在纸板上看到了一个很亮的光斑（如图11）,此时光反生反射了吗？如果有，反射光都去了哪呢？会后续的漫反射做铺垫。除此，该教具也可以进行漫反射和球面镜反射的实验探究（如图12）。图11图12【实验效果评价】本实验通过光路的可视化，将入射光，反射光和法线的空间位置关系立体的呈现在学生面前，学生通过法线，根据三线共面，找到了反射光所在的平面，又利用反射角二入射角，确定了反射光在空间的具体位置，经历了由面到线的精确定位反射光的方法。如果只有两角相等，确定不了反射光的所在的平面。如果只有三线共面，确定不了反射光在平面上的具体位置。可见两角相等，三线共面，两线分居必须同时满足才能确定反射光在空间的正确位置。而三线共面，两角相等，两线分居都需要法线作为依据。也就是说法线,把反射光的位置从空间确定到平面。又从平面确定到了唯一的一条线。该实验让学生更深刻的体会到了法线存在的意义。该实验通过不同的反射面对比,确定将法线和光线的夹角定义为入射角或反射角的直观性，发展了学生的思维能力。使整个实验过程更细腻，更符合学情，真正培养了学生的科学探窕能力。
