内容正文:
实验04 探究“光反射”实验(解析版)
【实验目的】
探究光的反射规律。
【实验器材】
平面镜、激光笔、带刻度的硬纸光屏、支架、夹子。
【器材作用】
①平面镜:反射面;
②激光笔:发出光(光学);
③带刻度的硬纸光屏:便于读数;
【实验步骤】
步骤①按要求组装器材。将平面镜水平放置,然后把一块标有刻度的白色硬纸板竖直放置在平面镜上;
步骤②用激光笔射出一束激光,用笔记下入射光线和反射光线的位置,并在刻度光屏上读出入射角和反射角的度数,记录在表格中;
步骤③重复实验两次。改变入射光的方向,多测几组入射角和发射角,并将数据填入表格;
步骤④将光屏向前或向后折,观察反射光线;
步骤⑤整理器材。
【实验结论】
1、在反射现象中,入射光线、反射光线、法线 在同一平面内;
2、入射光线和反射光线分居法线两侧;
3、反射角 等于入射角。
【实验数据记录】
【实验补充】
1、光的反射定义:光从一种介质射向另一种介质表面时,一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。
2、反射定律:三线共面,两线两侧,两角相等,光路可逆。即:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线和入射光线分居于法线的两侧,反射角等于入射角。光的反射过程中光路是可逆的。不发光物体把照在它上面的光反射进入我们的眼睛,所以我们能看见不发光的物体。
3、光的反射分类:镜面反射和漫反射。
定义:射到物面上的平行光反射后仍然平行。
镜面反射 条件:反射面 平滑。
应用:迎着太阳看平静的水面特别亮、黑板“反光”等都是因为发生了镜面反射。
定义:射到物体上的平行光反射后向着不同的方向,每条光线遵守光的反射定律。
漫反射 条件:反射面凹凸不平。
应用:能从不同方向看到本身不发光的物体,是光射到物体上发生漫反射的缘故。
※无论镜面反射还是漫反射都遵循反射定律!
【常考实验问题】如图
1、硬纸板应选择 粗糙 (填“光滑”或“粗糙”)的,优点是在纸板前不同方位都能看到光的传播径迹;
2、将两块硬纸板A和B粘接起来,能沿ON折转,并将它们 垂直 放置在平面镜上,如图甲所示。让一束光贴着纸板A,沿EO方向射向O点,不同位置的同学都能观察到反射光,这是因为光在纸板上发生了 漫 反射;
3、根据表中实验数据可以得出:光反射时, 反射角等于入射角 ;
4、如图乙所示,将纸板B沿PQ剪开,把纸板B的上半部分向后折转,上半部分不能观察到反射光。这现象说明:光在反射时,反射光线、入射光线和法线在 同一平面内 ;
5、多次改变入射角大小并进行多次实验的目的:保证实验结论具有普遍性;
6、如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明:在反射现象中,光路是可逆的;
7、用带箭头的直线表示光的传播路径和方向应用的研究方法是理想模型法。
【典例分析】如图所示,是“探究光的反射规律”的实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
入射角
60°
50°
40°
30°
20°
0°
反射角
60°
50°
40°
60°
20°
0°
(1)在图甲中,使一束光紧贴纸板射向镜面上的O点,在纸板上画出入射光线AO和反射光线OB。多次改变入射角并测出反射角大小后,分析得出:反射角 等于 入射角。
(2)图乙中,将纸板F往后折时,纸板F上看不到反射光线,说明反射光线和入射光线 在 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
(3)图甲实验中,有两位同学的眼睛分别位于A、B处时,均能通过镜子看到对方的眼睛,因为在光的反射现象中,光路是 可逆 的;若光沿NO入射,则反射角大小等于 0 度。
(4)某同学的实验数据如上表,其中有一组数据测错了,这组数据是第 4 次实验的,原因可能是将反射光线与 镜面 的夹角当成反射角。
【答案】(1)等于;(2)在;(3)可逆;0;(4)4;镜面。
【解答】解:(1)在实验中,多次改变入射角并测出反射角大小,分析可知,反射角等于入射角;
(2)将纸板F往后折时,纸板F上看不到反射光线,这说明反射光线和入射光线在同一平面内;
(3)因为反射时光路是可逆的,所以甲实验中,有两位同学的眼睛分别位于A、B处时,均能通过镜子看到对方的眼睛。
当光线沿NO方向射入平面镜时,入射角为0度,则反射角也为0度;
(4)根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射线与法线的夹角,入射角是入射线与法线的夹角,其中有一组数据测错了,这组数据是第4次实验的,原因可能是将反射光线与镜面的夹角当成反射角。
故答案为:(1)等于;(2)在;(3)可逆;0;(4)4;镜面。
【变式训练】小明在探究光的反射规律时,实验装置如图所示。
(1)实验时,将纸板垂直放置在平面镜上,让一束光紧贴纸板射向平面镜上的O点,如图甲所示,可在纸板上看到反射