光学作图专题教学设计

光学作图专题教学设计
蕲春县青石中学张敏
一、设计意图
作图是反映学生对知识的理解和掌握程度。

作图题分布在各个知识点的落实中，由于各部分知识的特点不同，所以对作图要求也就不同，但它们的共同特点都是让学生把相关的知识要求以图的形式展示出来。

因此，本节课主要是引导学生在复习基础知识的同时，不能死记硬背这些知识，而是要通过对这些知识的学习来解决实际的问题，达到学以致用的目的。

二、教学目标
（一）知识与技能
1、能利用光在同种均匀介质中沿直线传播，解决小孔成像、影子、日食月食的形成等内容。

2、能根据光的反射定律和平面镜成像特点，作平面镜成像的光路图。

3、能根据光的折射规律作相应光路图。

4、会画凸透镜和凹透镜的三条特殊光线，理解凸透镜、凹透镜对光线作用。

5、凸透镜成像的应用。

（二）过程与方法
通过学生对光学相关知识点的梳理归纳，引导学生在复习知识的同时学会结合具体事例进行分析，然后以作图的形式展示所涉及的知识。

（三）情感态度与价值观
1、在复习教学过程中要让学生积极投入到活动的情境中。

增强学生团体间的合作、交流意识。

2、通过综合复习，学会整理知识，提练知识，分析、归纳和综合运用这
些知识。

三、教学重难点
（一）重点
引导学生对光学知识的系统归纳复习
（二）难点
指导学生运用光学知识进行实际应用，解答实际生活中的一些光现象物理
现象。

四、课时安排
2课时
五、教学过程
（一）知识回顾
①光的直线传播：同种均匀介质中光沿直线传播。

②光的反射定律：三线共面，两线分居，两角相等。

③平面镜成像：等大、等距、垂直、虚像。

④光的折射规律：三线共面，两线分居，两角不等。

垂直入射，传播方向不改变；
斜射时，与物质密度有关。

入射角增大，折射角增大。

⑤利用透镜的三条特殊光线作图：
三条特殊光线（简记）：平行光折过焦；过焦光平轴出；穿心光径直走。

“平行光折过焦”：
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，折射光线会聚于焦点；
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。

“过焦光平轴出”：
从凸透镜焦点发出的光线经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴射出。

似乎射入凹透镜对侧虚焦点的光线经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴射出。

“穿心光径直走”：通过透镜光心的光线传播方向不改变。

（二）例题讲解
类型一：作光线
【典型例题1】井底有一只青蛙，请你用作图的方法确定青蛙的左眼E所能看见井外的部分。

点拨：①空气——同种均匀介质，光沿直线传播。

②眼睛能看到光是因为外界的光进入眼睛，所以光线的箭头应指向青蛙的眼睛。

③实际光线画实线。

【典型例题2】将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，
如图所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图。

点拨：
①折射：垂直入射，传播方向不改变；斜射时，光在密度比较小的物质里面的角较大；光在密度比较大的物质里面的角较小。

②反射：反射角等于入射角。

③法线画虚线。

例1图例2图
归纳：
①分清虚实：入射光线、反射光线、折射光线用实线，法线用虚线；
②分清方向：箭头与光的传播方向保持一致；
类型二：找范围
【典型例题1】（2015 资阳）“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉，如图所示，在一个干枯的井底正中央 P 点有一只青蛙，它的视野范围如图 a 所示，大雨将井全部灌满水，若青蛙仍在 P 点，请你在图 b 中画出青蛙视野发生变化后的大致情况。

点拨：
①读题要准确的提炼出题目考查的要点：“井全部灌满水”，两种不同介质，发生折射，并运用斜射时空气中的角大进行作图。

②题中的关键词“视野变化的大致范围”不是“视野的大致范围”。

【典型例题2】如图所示，平面镜上方有一竖直挡板P，S是位于挡板P左侧的一个发光点，试确定在挡板P的右侧能观察到发光点S的像S’的范围。

（要求
留下作图痕迹、注意虚实线）
点拨：（确定两点）
①确定极限点：障碍物的两边界点——障碍物下方的最左端、最右端的两点。

②确定入射点（或反射点），作出入射光线（或反射光线）：
像与极限点（障碍物下方的最右端的点）的连线跟平面镜的交点即为反射点，作出反射光线；
物与极限点（障碍物下方的最左端的点）的连线跟平面镜的交点即为入射点，作出入射光线。

③反射光线所围成的区域（图中的阴影部分）即为能看到的范围。

例1图例2图类型三：作像或物
【典型例题1】如图，请作出物体ABC在平面镜中的像，观察图形可知，像与物体是左右相反的，雕刻工艺常用的镜像技术就是利用平面镜成像的这一特点来实现的．
点拨：利用对称法作图
①像与物关于平面镜对称；
②平面镜成的是虚像，应该用虚线表示；
③做对称点留下的作图痕迹是对应点的虚线连线和垂直符号。

【典型例题2】（2015 十堰，35）如图 2，S′为发光点 S 在平面镜 MN 中的像，若 S 发出的一条光线经平面镜反射后经过 P 点，请在图中标出发光点 S 的位置，并完成光路图（保留作图痕迹）。

【点拨】作 S′关于 MN 的对称点，即为发光点 S ，连接 S′P ，与镜面的交点为入射点 O，OP 为反射光线，再连接 SO，SO 即为入射光线，作图时注意线的虚实和光线的方向。

例1图例2图
类型四：作平面镜或透镜
【典型例题】（2015 菏泽）光线L 射到某光学元件上，使其沿水平方向传播，如图10 所示。

请在图中画出合适的光学元件（图中要显示作图痕迹）。

作平面镜、透镜的方法：
作平面镜：利用反射定律的推论（法线是反射光线、入射光线的角平分线，且垂直于反射面）作图。

作透镜：利用透镜对光的作用（凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用）作图。

六、总结归纳
（1）作图要借助直尺、圆规、量角器等工具；
（2）实际光线画实线，实际光线的反向延长线和对称线画虚线，有虚像一定要用虚线画；
（3）光线要带箭头，光线与光线之间要连接好，不要断开；光线的方向一定是由物体指向眼睛；
（4）作光的反射或折射光路图时，应先想办法确定入射点或折射点，然后作出法线(法线用虚线)，接着根据反射定律或折射定律作出相应的光线；或者根据平面镜成像的对称性规律确定像点，再根据光线的虚实完成作图。

七、巩固练习（中考精典）。