中三科学｜光的反射与折射：平面镜、折射率与凸透镜成像

2026-11-12

中三学生第一次要用公式计光，最怕把“入射角”量错位置、把虚像当成实像。这一节用一面镜、一块玻璃、一个透镜，把三条规则讲到可以照做。

本堂目标　45 分钟后，学生能在图上标出法线与入射角、用 i = r 算出反射角、用 n = sin i / sin r 求折射率、用 1/f = 1/u + 1/v 算出像距并判断实像或虚像；同时能讲出平面镜的像与物距镜相等、全反射只在由密到疏时发生。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
角度量法	入射角是光线与法线的夹角，还是与镜面的夹角？	多数答“与镜面”，要即场改成与法线
单位与比例	30 cm 的物距，像距是多少？	答得出“一样 30 cm”但讲不出为什么
分数运算	1/15 − 1/30 等于几多？	计成 1/15，要先通分母

02　课堂流程（45）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0-4 分钟	一面镜的直觉	把激光笔或电筒照向平面镜，问“光去边？”再画出入射线与反射线	口头描述光的路径
4-14 分钟	反射定律与法线	先画法线（垂直镜面的虚线），再标 i 与 r，用 35° 示范 i = r，强调法线不是镜面	在图上标出 i、r 并算出 35°
14-24 分钟	平面镜成像	示范物距 30 cm 得像距 30 cm，讲明像是虚像、左右相反、与物同大；再问物与像相距多少（60 cm）	画出像的位置并算出 2d
24-34 分钟	折射与折射率	光由空气入玻璃：i = 45°、r = 30°，代 n = sin i / sin r 得 1.414；再讲由密到疏会偏离法线、临界角 45°	代公式算出 n 并讲出光线偏折方向
34-41 分钟	凸透镜成像五步	写出 1/f = 1/u + 1/v，用 f = 15、u = 30 得 v = 30（放大率 1）；再用 u = 20 得 v = 60（放大 3 倍）	独立完成一题并讲出实像或虚像
41-45 分钟	离场检查	抽三题口头快问：入射角在哪、像距几多、n 怎样算	口头作答并自我修正

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：第 4-14 分钟｜反射定律

白板上画一面水平镜，先画一条垂直虚线标明“法线”。逐次把入射线画在左边，用量角器量出与法线的夹角写成 i，再把反射线画在右边量出 r。连做三次（20°、35°、50°），每次都大声讲“i 等于 r”。之后故意画一条贴近镜面的线，问学生“这条线的入射角是大还是小？”——贴近镜面代表与法线夹角接近 90°，学生常在这里把角度量错。收尾用一句口诀：“先画法线，再量角度，两边一样。”

学生能在未提示下先画法线，并正确标出 i 与 r，三次都得出 i = r

第二幕：第 14-24 分钟｜平面镜成像

在白板左边画一支箭（物），右边对称位置画虚线箭（像）。用尺量出物距 30 cm，再量像距 30 cm，让学生自己读出两个数字相等。讲三个性质：虚像（光线没有真正在镜后相交）、与物同大、左右相反。然后问“物与像相距多少？”示范用 30 + 30 = 60 cm，并提醒：题目问“相距”时，学生常只答像距。最后把镜子向前移 10 cm，问像会怎样——像与物的距离变 2 × 20 = 40 cm。

学生能画出对称的虚像位置，并在镜子移动后重新算出物像距离

第三幕：第 24-34 分钟｜折射率与全反射

用长方玻璃砖压在纸上，把入射线延长画出原方向（虚线），再画实际折射线，让学生看见光线“转向法线”。抄下 i = 45°、r = 30°，逐步代：sin 45° = 0.707、sin 30° = 0.500、n = 1.414。再讲两个推论：光由玻璃出空气会偏离法线；入射角大到某个值就不再出去（全反射），临界角 sin C = 1/n，这块玻璃是 45°。示范把入射角画成 50°，问“光去边”，答案是留在玻璃内反射。

学生能代公式算出 n，并解释为什么由密到疏时入射角过大就没有折射线

第四幕：第 34-45 分钟｜透镜成像与收束

写出薄透镜公式 1/f = 1/u + 1/v，先做 f = 15、u = 30：1/v = 1/15 − 1/30 = 1/30，v = 30 cm，放大率 v/u = 1。再做 u = 20 得 v = 60、放大 3 倍，提醒学生：u 愈接近 f，v 愈大。最后示范 u = 10（小于 f）时 1/v = 1/10 − 1/10 = 0 → 改用 1/v = 1/f − 1/u 得负值 −30 cm，代表虚像、与物同侧、放大 3 倍。收束时讲清五步：写已知、统一单位、代公式、判正负、答实像或虚像。

学生能按五步完成一题透镜计算，并讲出负像距代表什么

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
反射角计算	入射线与镜面夹 55°，求反射角	① 先画法线 ② 入射角 = 90° − 55° = 35° ③ 反射角 = 35° ④ 答时讲明是与法线的夹角	入射角 35°、反射角 35°
平面镜成像距离	物距镜 45 cm，物与像相距多少？	① 像距 = 物距 = 45 cm ② 相距 = 45 + 45 ③ 单位写 cm	相距 90 cm（像在镜后 45 cm）
折射率计算	光由空气入某液体，i = 60°、r = 25°，求 n	① n = sin i / sin r ② 0.866 / 0.423 ③ 取三位有效数字	n ≈ 2.05
凸透镜成像	f = 10 cm、u = 15 cm，求像距与放大率	① 1/v = 1/10 − 1/15 = 1/30 ② v = 30 cm ③ 放大率 30/15 = 2 ④ 实像、倒立	v = 30 cm、放大 2 倍、实像倒立

合理性检查（一定要教）：合理性三查：① 反射角一定等于入射角，答案大过 90° 即错；② 折射率一定大于 1，因为光在真空最快；③ 凸透镜物距大于焦距时像距为正（实像），物距小于焦距时像距为负（虚像），算出负数不要当成错。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
入射线与镜面夹 70°，求入射角与反射角	入射角 20°、反射角 20°	是否记得先减 90°
物距 25 cm，镜向物移近 5 cm 后物与像相距多少？	新物距 20 cm，相距 40 cm	有否把移动量算两次
f = 8 cm、u = 24 cm，求像距与放大率	v = 12 cm、放大 0.5 倍、实像倒立	通分母时有没有把 1/8 写成 8

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
入射角量错位置	把光线与镜面的夹角当成入射角	“入射角系同法线量，不系同镜面量；你量 55°，其实入射角系 35°，反射角就跟住错。”
虚像当实像	平面镜说“光在镜后相交成像”	“镜后面没有光，光系反射入你眼；所以叫虚像，不可以放屏去接。”
折射率倒转	写成 n = sin r / sin i 得 0.707	“光由空气入玻璃会变慢，n 一定大过 1；你得 0.707，即系上下倒转了。”
透镜公式符号乱	u = 10、f = 15 照计得 v = 30 cm 就写“实像”	“u 细过 f，v 会系负数，即系虚像、同侧、放大；负号不可以掉。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

中学科学备课指引总览　同科其余章节；先做本章独立练习三题，再核对题型步骤
同科：中二电与电路　光学之后接电学，先重温电流与电压的量法
同科：中三力与简单机械　同样是公式课，可对照五步计算的写法

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
入射角是与哪条线量的？	法线（垂直镜面的虚线）	答“镜面”就重画一次法线
物距 30 cm，物与像相距多少？	60 cm（像距 30 cm 在镜后）	只答 30 cm 就重讲 2d
n = sin i / sin r 为何一定大于 1？	光由空气入其他介质变慢，入射角大于折射角	讲不出就重做一次玻璃砖示范

09　导师常问

要学生背公式吗？

要，但先要他们讲得出每个符号代表什么。u 是物距、v 是像距、f 是焦距，符号搞不清，背了也代错。

没有实验器材怎样教？

一支激光笔加一块镜已经够；没有的话用白板画图加量角器，重点是每次都由法线开始量。

负像距要教到几深？

教到“负号代表虚像、同侧”就够，中三不需要放大率正负号的完整约定。

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