内容正文:
课时4.2 光的反射(帮课堂)(解析版)
【学习目标】
1.了解光的反射现象,知道人能看见不发光的物体的原因;
2.通过实验探究,认识光的反射的规律,了解法线、入射角和反射角的含义;
3.通过实验,了解反射现象中光路的可逆性;
4.通过身边的事例和实验现象,能区分镜面反射和漫反射。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一、光的反射
1.光的反射现象
光从一种介质射向另一种介质的表面时,会有一部分光在介质表面反射回原介质中,这种传播现象叫光的反射。
2.看到物体的原因
我们能看到太阳、明亮的日光灯等光源,是因为光源发出的光进入我们的眼睛,产生了视觉。同时,我们也能看到本身不发光的物体,如书、平面镜、月亮等,是因为这些物体反射的光进入了我们的眼睛,产生视觉。
3.光的反射的基本概念:一点、两角、三线
一点
入射点
光的入射点,用字母“O”表示
三线
入射光线
入射到反射面上的光线,如图中的光线EO
法线
经过入射点O并垂直于反射面的直线,它是一条辅助线,通常用虚线表示,如图中的ON
反射光线
入射光线射到反射面上后,被反射面反射的光线,如图中的光线OF
两角
入射角
入射光线与法线的夹角,如图中的∠i
反射角
反射光线与法线的夹角,如图中的∠r
特别提醒:
1.入射角、反射角分别是入射光线、反射光线与法线的夹角,而不是与反射面的夹角;
2.法线是通过入射点所作的垂直于反射面的一条辅助线,是为了方便研究光的反射规律而引入的;
3.习惯上按光的传播方向表述光线,如将E射向O的光线表述为光线EO,将从O点射向F的光线表述为光线OF。
【典例1】下图所示的四个光路图中,MM′为平面镜,PO为入射光线,ON为法线,入射角∠PON等于60°,其中符合光的反射定律的光路图是( )。
【答案】A。
【解析】光的反射定律是:在反射现象中,反射光线、入射光线、法线在同一个平面内(共面);反射光线、入射光线分别位于法线的两侧(分居);反射角等于入射角(等角)(不能说成入射角等于反射角)。B、C、D图错误在于反射角与入射角不同,因为入射角为60°。故正确答案是A。
知识点二、光的反射定律
1.实验:探究光反射时的规律
实验猜想
(1)光的反射光线、入射光线与镜面的夹角相等;
(2)反射光线和入射光线关于法线是对称的
实验器材
平面镜一块、红色激光笔、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色硬纸片(显示光路)
进行实验与收集证据
(1)如图甲所示,把平面镜放在水平桌面上,再将白色硬纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,右侧纸板NOF可绕直线ON旋转;
(2)先将纸板EON和纸板NOF处在同一平面内,然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向O点,观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹;
(3)改变光束的入射角度,进行多次实验(寻找普遍规律),换用不同颜色的笔记录每次光的径迹;
(4)取下纸板,用量角器分别测量ON两侧的入射角和反射角的大小,并将数据记录在表格中;
(5)如图乙所示,将纸板NOF向前或向后折转,在纸板上观察反射光的径迹。
实验次数
入射角
反射角
1
60°
60°
2
45°
45°
3
30°
30°
…
分析论证
(1)当纸板EON和NOF在同一平面内时,能观察到反射光的径迹,且入射光、反射光分居发现两侧,反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变;
(2)分析表中的数据可知,反射角等于入射角。反射角随着入射角的减小而减小;
(3)把纸板NOF向前折或向后折时,观察不到反射光的径迹,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内
归纳总结(光的反射定律)
在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角
2.实验注意事项
(1)应在光线较暗的室内进行实验,以便于观察实验现象;
(2)实验时,纸板必须与平面镜垂直,否则在纸板上看不到反射光;
(3)实验过程中严禁将激光对着人眼,以防灼伤眼睛;
(4)通过镜面对入射光的反射作用,可以看出镜子有改变光路的作用;
(5)本实验时一个归纳性实验,改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据,从而得出普遍规律,避免实验结论的偶然性。
纸板在实验中的三个作用
1.显示光的传播路径;
2.验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内,具体操作是将纸板NOF向前或向后折转,使其和纸板EON不在同一平面内,观察有无反射光的径迹;
3.记录光路。具体操作是在纸板上画出入射光和反射光的径迹,以分析反射角随入射角的变化而变化情况。
3.对光的反射定律的理解
(1)每条入射光线,有且只有一条反