Students already know that light propagates in straight lines. They prove experimentally in which direction the light reflected off the smooth polished surface propagates. The students work in small groups.
Experiment
Research problem: What ist the direction of light rays reflected off a smooth polished surface?
Hypothesis: The angle of incidence and the angle of reflection are equal.
Materials: - laser pointer or a lamp with an aperture, - protractor, - scissors, - plane mirror.
Instruction:
1. According to the instruction prepare and cut off four diagrams. Place the plane mirror in a position shown in the picture. Put the light beam exactly along the drawn arrow. Then, as precisely as possible, draw using a pencil the path of a reflected ray. Repeat that for all four diagrams. 2. Fold every diagram in a way that the both incident ray and the reflected ray lie on top of each other. Unfold and flatten the diagrams and place them next to each other. Note down your observations. 3. Measure the angle between the incident ray and the fold line as well as the angle between the reflected ray and the fold line. Mark them as α and β and note their values into your exercise book. 4. Attach the diagrams to your exercise book.
[Illustration 1]
Conclusion:
The angle of incidence and the angle of reflection are equal.
Students generalize the results obtained in the experiment. They formulate the law of reflection and present it graphically.
Task 1 Draw a diagram summarizing the experiment. Formulate the law of light reflection. Make captions on every element of the diagram.
Solution:
[Illustration 2]
The angle of incidence and the angle of reflection are equal. The incident ray, the reflected ray and the normal in the point of reflection all lie in the same plane.
Students practice the application of the law of reflection.
The teacher reminds students about the use of a protractor and accurate drawing.
Task 2 The drawings show two mirrors in different settings. Draw the path of the light ray after reflection off their surfaces for each case. Mark normal at each point of reflection. Use a protractor.
[Illustration 3]
Solution:
[Illustration 4]
The teacher discusses with students the application of the law of reflection in situations known from everyday life.
Students give examples of the application of the law of reflection.
Task 3 A simple periscope using two plane mirrors inclined at 45° allows observation from behind a high wall or an obstacle. Draw the path of a light ray in a periscope as it travels from an object into an observer’s eye.
Solution:
[Illustration 5]
Students solve the problem of setting mirrors in case of a known path of light rays.
Task 4 The boxes contain mirrors that direct the light rays as shown in the picture. Draw their location on the given schemes. Complete the path of light rays.
Zwierciadło to gładka powierzchnia odbijająca światło. Zwierciadło płaskie to płaska, wypolerowana powierzchnia, która w przypadku idealnym nie absorbuje i nie rozprasza światła – jedynie odbija promienie świetlne.
Kąt odbicia jest równy kątowi padania. Promień padający i promień odbity oraz normalna w punkcie padania leżą w tej samej płaszczyźnie.
m8b85f5d88d172742_1528449000663_0
Prawo odbicia światła
m8b85f5d88d172742_1528449084556_0
Drugi
m8b85f5d88d172742_1528449076687_0
IX. Optyka. Uczeń:
2) opisuje zjawisko odbicia od powierzchni płaskiej i od powierzchni sferycznej.
m8b85f5d88d172742_1528449068082_0
45 minut
m8b85f5d88d172742_1528449523725_0
Opisuje zjawisko odbicia światła.
m8b85f5d88d172742_1528449552113_0
1. Rozpoznaje zjawisko odbicia światła. 2. Formułuje prawo odbicia światła.
m8b85f5d88d172742_1528450430307_0
Uczeń: - rozpoznaje zjawisko odbicia światła, - wyjaśnia zjawisko odbicia światła.
m8b85f5d88d172742_1528449534267_0
1. Dyskusja. 2. Doświadczenie.
m8b85f5d88d172742_1528449514617_0
1. Praca indywidualna. 2. Praca grupowa.
m8b85f5d88d172742_1528450127855_0
Nauczyciel przeprowadza z uczniami dyskusję na temat:
Jakie powierzchnie najlepiej odbijają światło?
Uczniowie podczas burzy mózgów formułują definicję zwierciadła.
Definicja: Zwierciadło to gładka powierzchnia odbijająca światło. Zwierciadło płaskie to płaska, wypolerowana powierzchnia, która w przypadku idealnym nie absorbuje i nie rozprasza światła – jedynie odbija promienie świetlne.
m8b85f5d88d172742_1528446435040_0
Uczniowie wiedzą już, że światło rozchodzi się prostoliniowo. Doświadczalnie sprawdzają, w jakim kierunku rozchodzi się światło odbite od gładkiej wypolerowane powierzchni. Uczniowie pracują w małych grupach.
Doświadczenie
Problem badawczy: W jakim kierunku rozchodzą się promienie świetlne odbite od gładkiej wypolerowanej powierzchni?
Hipoteza: Kąt padania promienia świetlnego jest równy kątowi odbicia.
Potrzebne materiały: - wskaźnik laserowy lub lampa z przesłoną, - kątomierz, - nożyczki, - zwierciadło płaskie.
Instrukcja: 1. Według podanej instrukcji przygotuj i wytnij cztery rysunki. Zwierciadło umieść w pozycji wskazanej na rysunku. Promień świetlny przepuść dokładnie wzdłuż narysowanej strzałki. Następnie, możliwie jak najdokładniej, odwzoruj ołówkiem przebieg promienia odbitego. Powtórz ćwiczenie dla wszystkich czterech rysunków. 2. Każdy z rysunków zegnij tak, by promień padający i odbity pokrywały się. Otwórz rysunki, rozprostuj je i ułóż obok siebie. Zanotuj swoje spostrzeżenia. 3. Zmierz kąt pomiędzy promieniem padającym a linią zagięcia, a następnie kąt pomiędzy promieniem odbitym i linią zagięcia. Oznacz je jako α i β i zapisz ich wartości w zeszycie. 4. Wklej do zeszytu rysunki.
[Ilustracja 1]
Wniosek:
Kąt padania i kąt odbicia są sobie równe.
Uczniowie uogólniają wyniki otrzymane w doświadczeniu. Formułują prawo odbicia i przedstawiają je graficznie.
Polecenie 1 Sporządź schematyczny rysunek podsumowujący wykonane doświadczenie. Sformułuj prawo odbicia światła. Podpisz odpowiednio elementy rysunku.
Rozwiązanie:
[Ilustracja 2]
Kąt odbicia jest równy kątowi padania. Promień padający i promień odbity oraz normalna w punkcie padania leżą w tej samej płaszczyźnie.
Uczniowie ćwiczą zastosowanie prawa odbicia.
Nauczyciel przypomina uczniom o używaniu kątomierza i dokładnym wykonywaniu rysunków.
Polecenie 2 Na rysunkach przedstawione są dwa lustra w różnych ustawieniach. Narysuj przebieg promienia świetlnego po odbiciu od ich powierzchni dla każdego przypadku. Zaznacz normalną w każdym punkcie odbicia. Użyj kątomierza.
[Ilustracja 3]
Rozwiązanie:
[Ilustracja 4]
Nauczyciel omawia z uczniami zastosowanie prawa odbicia w sytuacjach znanych z codziennego życia.
Uczniowie podają znane im przykłady zastosowania prawa odbicia.
Polecenie 3 Prosty peryskop wykorzystujący dwa zwierciadła płaskie nachylone pod kątem 45° pozwala na prowadzenie obserwacji zza wysokiej ściany lub przeszkody. Naszkicuj przebieg promieni świetlnych w peryskopie przebiegających od obiektu do oka obserwatora.
Rozwiązanie:
[Ilustracja 5]
Uczniowie rozwiązują problem ustawienia zwierciadeł w przypadku znanego przebiegu promieni świetlnych.
Polecenie 4 W pudełkach umieszczone są lustra, które kierują promienie świetlne w sposób pokazany na rysunku. Narysuj ich położenie na podanych schematach. Uzupełnij bieg promieni świetlnych.
[Ilustracja 6]
m8b85f5d88d172742_1528450119332_0
Prawo odbicia światła.
Kąt odbicia jest równy kątowi padania. Promień padający i promień odbity oraz normalna w punkcie padania leżą w tej samej płaszczyźnie.