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文本内容:
第四章光现象第2节光的反射
1.光的反射:光遇到物体表面时光被表面反射回去的现象
2.光的反射定律
3.在光的反射中光路是可逆的
4.光的反射类型知识点1:光的反射光的反射现象光源能够发光其发出的光进入我们的眼睛我们便可看见光源但有些物体不是光源如桌面、玻璃、水、课本等常见的物体我们为什么也能看到它们呢原来这些物体的表面都会反射光光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射像这样光从一种介质射向另一种介质表面时都会有一部分光返回到原来的介质中传播这种现象称为光的反射我们能够看到不发光的物体就是因为被它们反射的光进入了眼睛而引起视觉的缘故知识点2:光的反射定律
1.如图所示由激光手电筒射向平面镜的光线叫入射光线经平面镜反射回来的光线叫反射光线入射光线在镜子上的投射点O叫入射点过入射点与镜面垂直的直线叫法线入射光线与法线的夹角叫入射角反射光线与法线的夹角叫反射角
2.光的反射定律实验提出问题 光反射时遵循什么规律反射光线和入射光线有什么关系反射角和入射角的大小有什么关系假设猜想[猜想一]反射光线与入射光线在法线两侧但不在同一平面内;反射角小于入射角[猜想二]反射光线与入射光线在法线两侧且在同一平面内;反射角等于入射角[猜想三]反射光线与入射光线在法线同侧不在同一平面内;反射角小于入射角实验设计探究[思考]1探究反射光线与入射光线的位置关系时应如何让激光沿规定方向入射且能用平面纸板显示出其入射的径迹来2应如何确定反射光线与入射光线是否在同一平面内3探究反射角与入射角的大小关系时如何量取角的大小需进行多少次对应角大小的测量[实验设计方案]1实验目的:通过实验中观察到的反射光线与入射光线的位置确定光的反射中三线间的关系;通过量取对应的两角的大小确定反射角与入射角的大小关系2实验器材:激光笔、平面镜、能竖立的白纸板可绕中接缝弯折、直尺、铅笔、量角器3实验步骤:
①如图甲所示把一块平面镜放在桌面上再把一张白纸板竖直地立在平面镜上纸板上的直线ON垂直于镜面
②打开激光笔让激光束贴着纸板EN面沿某一角度射到O点在纸板的另一半面NF上看到反射光线绕ON转动平面NF结果在NF面上看不到反射光线如图乙所示
③如图所示调整EN与NF为同一个平面让入射光线以某一角度射到O点经平面镜反射沿另一个方向射出在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹取下纸板用量角器测量ON两侧的入射角i和反射角r将数据记在下表中入射角i反射角r第一次第二次第三次
④改变入射角的大小重复上述实验两次实验结论 分析实验中的现象和表中数据可得:在反射现象中反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内;反射光线、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角注意事项 本实验要对测得的角度数值及时记录不能实验结束了才去回忆实验数据本实验中为了更方便地进行实验可事先在白纸板上以点O为角的顶点以直线ON法线为角的一边在左、右两侧对称地画出几个角度相等的入射角和反射角标注角度实验中可让激光笔沿选择的入射光线角的边入射确认反射光线后读出相应的入射角和反射角即可这样做省时省力
3.在光的反射中光路是可逆的如图甲所示让白纸板竖直放在水平放置的平面镜上让激光束沿某一角度入射到镜面上用笔描绘入射光线和反射光线的径迹让激光束逆着反射光线的径迹入射发现其反射光线逆着原来入射光线的径迹出射如图乙所示这说明在反射现象中光路是可逆的例如我们可以通过平面镜相互看到对方的眼睛就是光路可逆的一个例证易错警示 关于光的反射定律需要注意:
①一条反射光线必定有一条入射光线对应;
②反射角和入射角都是指各自的光线与法线的夹角决不能把它们与反射面的夹角当成反射角和入射角;反射角随入射角的改变而改变入射角增大反射角也增大入射角减小反射角也减小;
③叙述定律时一定要先说“反射”后说“入射”这个逻辑关系别颠倒;
④当入射光线垂直射到反射面上时光线按原路返回此时反射光线、入射光线和法线三线重合入射角等于0°反射角也等于0°镜面将光的传播方向改变了180°巧记速记 运用光的反射定律解答有关问题时正确记忆光的反射定律的内容是前提可将此定律内容简记为“三线共面两线分居两角相等”“三线共面”是指反射光线、入射光线、法线在同一平面内;“两线分居”是指反射光线、入射光线分居法线两侧;“两角相等”是指反射角等于入射角【例1】 一束光线从空气垂直射到玻璃面上以下说法中正确的是 A.不会发生光的反射 B.入射角是0℃C.入射角是90° D .入射角大于0°而小于90°答案:B 点拨光照到玻璃面上会发生反射故A项错误;因入射光线和玻璃面垂直法线也和玻璃面垂直故两线间的夹角为0°即入射角是0°选项B正确C、D均错误知识点3:镜面反射和漫反射晚上在桌子上铺一张白纸将一小块平面镜镜面朝上平放在纸上让手电筒的光垂直正对平面镜照射从侧面看我们会发现白纸比镜子亮这是为什么呢原来当一束光射到光滑的镜面上时就会发生镜面反射垂直入射到镜面的光被垂直反射回去而反射到其他方向的光极少从侧面看镜面反射的光基本上沿原路返回很少有光线反射到眼中故看上去较暗由于白纸表面凹凸不平照射到白纸上的光便发生漫反射反射光射向各个方向反射光能进入我们的眼中所以从侧面看到白纸较亮平滑表面的反射为镜面反射如图甲所示平行入射的光线反射后平行射出集中射向一个方向发生的是镜面反射;粗糙表面的反射为漫反射如图乙所示平行入射的光线反射后射向四面八方发生的是漫反射镜面反射和漫反射在日常生活中有着广泛的应用日常生活中见到的绝大多数物体发生的是漫反射使我们能从各个角度看到物体如教室黑板用粗糙表面电影银幕用粗白布等;而平静的水面、抛光的金属表面、家庭用的梳妆镜等则是镜面反射的应用光的反射也有其不好的一面例如由于光的反射所造成的光污染等易错警示 1物体表面光滑时发生镜面反射;物体表面粗糙时发生漫反射2发生光的反射时每一条入射光线都对应着一条反射光线无论是镜面反射还是漫反射每一条光线都遵守光的反射定律【例】 坐在教室里的每位同学通常情况下都能看清老师写在黑板上的字但是坐在教室前排左边的小丽同学总感觉写在黑板右边的字看不清通过学习本节知识后小丽同学知道发生前一种现象的原因是写在黑板上的字发生的是 而导致黑板右边的字看不清的“反光”现象实际上是发生了 填“镜面反射”或“漫反射” 答案:漫反射;镜面反射 点拨黑板用的材料表面粗糙不平发生光的漫反射通常情况下坐在教室里的同学都能看清黑板上的字小丽同学感觉黑板右边反光说明发生了镜面反射是由于黑板右边局部过于光滑引起的考点1:探究光的反射定律【例1】 如图是研究光的反射定律的实验装置为了研究反射角与入射角之间的关系实验时应进行的操作是 A.沿ON前后转动板E B.沿ON前后转动板FC.改变光线OB与ON的夹角 D.改变光线AO与ON的夹角答案:D 点拨此题主要探究光的反射定律先让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点量出入射角和反射角的度数然后改变光束的入射方向使入射角大小改变再量出入射角和反射角的度数与前一次实验量出的结果进行比较即可发现反射角和入射角关系考点2:有关光的反射的作图【例2】 如图所示在O点放置一个平面镜使与水平方向成60°角的太阳光经O点反射后水平射入窗口P中请你在图中画出平面镜的位置并标出反射角的度数解:如图4-2-12所示 点拨太阳光经平面镜反射后水平射入窗口P则O、P的连线即为反射光线根据反射定律反射角等于入射角作反射光线和入射光线夹角的角平分线就是法线;又知法线垂直于镜面过O点作出法线的垂线就是平面镜的位置。