初二物理:光的反射题,为什么一定要先画法线?

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01
专注本身,褪去冗余
SIMPLE TITLE

“老师,反射角等于入射角,这句话我会背。”

“那这道题的反射角是多少?”

“30°”

“再看一眼,题目中的30°,是光线和谁的夹角?”

孩子停了一下:“和镜面的夹角。”

问题就在这里。

不少初二学生做光的反射题,定律背得很熟,一做题还是错。看到图上标着一个角,就急着往答案里填。

光的反射题,先别忙着找数字。先找到入射点,画出法线。

Draw the normal first, then identify the angles.

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一、法线是什么?先用一句话说清楚

一束光照到镜面上,落在镜面上的那个点,叫作入射点。

经过入射点,作一条垂直于镜面的直线,这条线就叫法线。

抓住两个条件:

经过入射点,垂直于镜面。

画图时,法线通常用虚线表示。它是一条帮助我们分析问题的辅助线,并不是一束真实的光。

镜面水平,法线就竖直。

镜面倾斜,法线也要跟着调整,始终与镜面垂直。

所以,法线可不是“随手画一条竖线”。

它的方向由镜面决定。

The normal is perpendicular to the mirror at the point of incidence.

二、为什么要先画法线?因为两个角都要以它为准

光的反射定律中,有一句大家都熟悉的话:

反射角等于入射角。

但要用好这句话,先得弄清楚:这两个角到底在哪里?

入射角:入射光线与法线的夹角。

反射角:反射光线与法线的夹角。

注意,两句话里都有同一个词:

法线。

入射角和反射角,都是相对于法线来确定的。

如果法线没有画出来,孩子很容易把“光线与镜面的夹角”,误认成“入射角”或者“反射角”。

这就像量身高,得先确定从哪里量起。

画法线,就是先把判断角度的基准找出来。

Both angles are measured from the normal.

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三、一道常见题,看看你会不会掉进这个坑

题目:

一束光与平面镜镜面的夹角为30°,求反射角。

有的孩子看到30°,马上写:

“根据反射角等于入射角,反射角为30°。”

定律引用得没错,但前一步就认错了角。

正确的思路是:

第一步:找入射点,画法线。

法线与镜面垂直,它们之间的夹角是90°。

第二步:找入射角。

题目给的是入射光线与镜面的夹角,为30°。

所以:

入射角=90°-30°=60°。

第三步:根据反射定律,确定反射角。

反射角=入射角=60°。

答案是:60°。

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这道题没有复杂计算,难点就在一句话:

题目给的角,是谁和谁的夹角?

读清楚这句话,比急着套定律更重要。

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循着秋光赏山河
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四、用文科思维学物理:把“谁和谁”读明白

我常和学生说:

用文科思维学好数理化,首先要把题目里的话读准确。

比如下面三句话:

① 入射光线与镜面的夹角为30°。

② 入射光线与法线的夹角为30°。

③ 入射光线与反射光线的夹角为60°。

看上去都在说角度,但表达的关系不同。

第一句,入射角是60°。

第二句,入射角是30°。

第三句,在通常的反射光路图中,两条光线之间包含法线的夹角,由入射角和反射角组成。两角相等,所以入射角是30°。

同样是几个数字,为什么结果不同?

因为数字前面的那句话,决定了它表示什么。

读物理题,不只是找数字,更要找关系。

可以让孩子养成一个小习惯:

看到“夹角”两个字,就问自己:

“谁和谁的夹角?”

看到“垂直”,就想到90°。

看到“反射”,就去找入射点、法线,以及法线两侧的光线。

Read the relationship, not just the number.

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探索奇妙小世界
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五、画反射光线,按这个顺序来

遇到“请画出反射光线”的题,可以按四步完成。

第一步:找点。

找到入射光线与镜面的交点,标出入射点O。

第二步:作垂线。

经过O点,画出垂直于镜面的法线,用虚线表示。

第三步:找对称方向。

在法线另一侧,画出反射光线,使它与法线的夹角等于入射角。

第四步:加箭头。

入射光线的箭头指向入射点。

反射光线的箭头背离入射点。

最后检查:

  • 法线经过入射点了吗?
  • 法线与镜面垂直吗?
  • 两个角都是从法线量起的吗?
  • 两条光线的箭头方向正确吗?

图画得清楚,关系才容易看清楚。

小提醒:光线沿法线垂直射向镜面时,会沿原路返回。这时入射角和反射角都是0°。

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感受秋日微光
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六、镜子一倾斜,为什么有些孩子就不会了?

水平镜面的题会做,镜面一倾斜,就开始犹豫。

这往往说明,孩子记住的是课本上那张图的样子,还没有抓住图里的关系。

真正需要记住的是:

镜面无论怎样放,法线始终与镜面垂直。

入射光线无论怎样来,反射角始终等于入射角。

练习时,可以把同一道题中的镜面换成水平、竖直、倾斜三种位置。

每次都让孩子重新找入射点,重新作法线,再画反射光线。

能在不同方向的图里认出同样的关系,才算把这条定律用熟了。

The diagram may change, but the law stays the same.

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七、家长辅导时,试着少说一句“你怎么又错了”

如果孩子又把角度认错了,可以先问:

“你标出的这个角,是哪两条线夹出来的?”

再问:

“入射角的定义里,说的是镜面,还是法线?”

然后让他自己把法线补上,重新判断。

这样问,能帮助孩子找到错误发生的那一步。

只告诉他“答案是60°”,他可能只是把30°改成60°。

让他自己说清楚“为什么先用90°减去30°”,才有机会把这类题真正弄懂。

我们希望孩子逐渐能够独立解释:我为什么这样画,又为什么这样算。

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收集秋日小美好
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八、今天的小练习:别只写答案,把理由说出来

一束光照射到平面镜上,入射光线与镜面的夹角为40°。

请回答:

① 入射角是多少?

② 反射角是多少?

③ 反射光线与镜面的夹角是多少?

先画法线,再试着做一做。

……

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参考答案:

① 入射角=90°-40°=50°。

② 反射角等于入射角,为50°。

③ 反射光线与镜面的夹角=90°-50°=40°。

如果孩子能把这三个角的位置分别指出来,并说明理由,说明他已经开始把“会背定律”变成“会用定律”了。

初二物理刚起步,有些错误看起来很小:少画一条线,少读几个字,认错一个角。

但这些小地方,恰恰值得慢下来练。

在学利教育,我们希望带着孩子把题目读清楚,把图画明白,把每一步的理由说出来。

用文科思维读懂题目,用图像理清关系,用逻辑推导答案。

光的反射题,就从画好这条法线开始。

学利教育|让优秀成为一种习惯

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今日互动

文末小福利|一张反射题自查卡

做题前,记住这四句:

先找点,再作垂线。

认角度,都看法线。

画反射,两角相等。

查箭头,一来一去。

收藏下来,下次做题前对照检查。

也欢迎在留言区说说:您家孩子做光的反射题,最容易卡在哪一步?

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