浅谈《光的反射》一节教学中对“法线”的处理方法

发表时间:2021/6/25   来源:《中国教工》2021年第5期   作者:杨静
[导读] 光的反射现象在生活中非常常见,学生在小学科学中已经接触过
        杨静
        乌鲁木齐市第68中  新疆 乌鲁木齐 830011
        光的反射现象在生活中非常常见,学生在小学科学中已经接触过,同时在日常生活中也经常应用,但学生的认识还是比较肤浅。通过本节 的学习引导学生形成对物理现象的深入理解。
        探究《光的反射定律》是教材中一个比较完整的探究实验,对学生的物理学习也是很重要的一个开端。在进行探究之前需要给学生介绍清楚“光的反射”中必备的元素“三线,两角,一面”通过演示激光通过镜面发生的反射现象。学生能直观地观察到入射光线,反射光线,接下来的问题是:法线如何引出?两角概念如何得到?
        笔者也查阅了很多资料也请教了很多老师,大多数老师的做法是:由于法线是辅助线为了研究问题方便(没有法线无法得到反射角等于入射角)可以直接给出概念。
        还有一小部分老师的做法是这样的:每一条入射光线和其对应的反射光线都可以呈现在各自的一个平面上如图1所示,但是既有入射又有反射光线两个面有且仅有一个,即如图2所示.(操作时可把图1中的两个面拼合到一起即如图2).


         上述三个不同的面组合到同一个图中如图4所示,三个面相交于同一条直线ON,通过实验看出,只要过入射点O的入射和反射光线所对应的平面,肯定都会过ON这条直线,所以这条直线对于找到过O点的反射光线至关重要,我们把该条直线抽象出来,如图5所示,由于它不是一条真实的光线,所以它在作图时要用虚线画出,通过用直尺测量发现,该条直线肯定过入射点,且与反射面垂直,因此我们把这样一条过入射点,且与反射面垂直的直线用虚线画出且定义为法线。


         笔者认为可能上面的这种讲法学生会有抽象的感觉。笔者是这样处理的:在黑板上铺上一张较薄的白纸,用激光笔投射一束光到平面镜上,(如图6)在白纸上可以清晰得看到入射光线AO和反射光线OB的径迹。用记号笔将入射光线和反射光线的路径在纸面上记录下来;改变入射光线方向,反射光线的方向随之也发生改变,再次记录入射光线CO和反射光线OD的路径(如图7)。由于八年级学生在学习“光的反射”物理知识时正在储备数学的轴对称图形知识,数学中定义:两个图形关于某条线对折后完全重合,这两个图形称之为轴对称图形。随后将黑板上白纸取下沿某条线NN’对折发现两侧光线完全重合表明入射光线和反射光线关于这条线对称.为了研究问题方便引入这条线叫“法线”用于形容它非常公正像法官一样将入射光线和反射光线分成完全对称的两部分,由于是引入的辅助线所以用虚线表示。它和镜面的位置关系我们可以通过直角三角板测量发现法线与镜面是垂直关系。(如图8)到此“法线”概念这样引入了,当有了“法线”后,入射角和反射角的概念就轻松得到了


        通过笔者这样设计引入“法线”学生对这条辅助线的理解会更加深刻,也更容易应证实验中得到的反射角等于入射角。相信经历这个过程学生作图准确率也会更高。总之让本节课显得既清晰又轻松。
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