Temat

Prawo odbicia światła

Etap edukacyjny

Drugi

Podstawa programowa

IX. Optyka. Uczeń:

2) opisuje zjawisko odbicia od powierzchni płaskiej i od powierzchni sferycznej.

Czas

45 minut

Ogólny cel kształcenia

Opisuje zjawisko odbicia światła.

Kształtowane kompetencje kluczowe

1. Rozpoznaje zjawisko odbicia światła.
2. Formułuje prawo odbicia światła.

Cele (szczegółowe) operacyjne

Uczeń:
- rozpoznaje zjawisko odbicia światła,
- wyjaśnia zjawisko odbicia światła.

Metody kształcenia

1. Dyskusja.
2. Doświadczenie.

Formy pracy

1. Praca indywidualna.
2. Praca grupowa.

Etapy lekcji

Wprowadzenie do lekcji

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.

Realizacja lekcji

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]

Podsumowanie lekcji

Prawo odbicia światła.

Kąt odbicia jest równy kątowi padania. Promień padający i promień odbity oraz normalna w punkcie padania leżą w tej samej płaszczyźnie.