内容正文:
2.5光的反射和折射
【思维导图】
【知识点全掌握】
一、光的反射
1. 光的反射现象
1) 一点:光的入射点,用字母“O”表示
2) 两角
a) 入射角:入射光线与法线的夹角,如图∠α
b) 反射角:反射光线与法线的夹角,如图∠β
3) 三线
a) 入射光线:射到反射面的光线,如图中的AO
b) 法线:经过入射点O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
c) 反射光线:入射光线射到反射面上后,被反射面反射后的光线,如图中的OB
2. 光的反射定律
1) 内容:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内;反射光线和入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角
【口诀】三线共面,法线居中,两角相等。(光路可逆)
2) 对光的反射定律的理解
a) 注意定律中的因果关系:先有入射光线,后有反射光线
b) 反射光线是随着入射光线的改变而改变的,所以叙述反射定律时不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”(例如,一般说儿子长的像父亲)
c) 当光线垂直于镜面入射时,入射角为0°,反射角也为0°,反射光线与入射光线在同一直线上,光的传播方向相反,并不是没有发生反射
3) 在反射现象中光路是可逆的,即“光沿着什么线路入射,也能沿着什么线路返回”
3. 镜面反射和漫反射
项目
概念
相同点
不同点
图例
实例
镜面反射
一束平行光照射到镜面上,会被平行地反射,这种反射叫镜面反射
遵循光的反射定律
反射面平滑;平行光照射时,反射光仍平行
黑板反光、平静的水面反光等
漫反射
凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射,这种反射叫漫反射
遵循光的反射定律
反射面凹凸不平;平行光照射时,反射光不平行
各个方向都能看清黑板上的字、电影银幕用粗布而不用玻璃等
二、平面镜
1. 平面镜成像特点
1) “等大”:像、物大小相等(S与S’大小相等)
2) “等距”:像、物到镜面的距离相等,即s1=s2
3) “垂直”:像、物对应点的连线与镜面垂直,如AB⊥镜面
4) “虚像”:物体在平面镜里所成的像是正立的虚像
5) “左右相反”:像和物体的左右是相反的
【口诀】大小相等,距离相等,线面垂直,左右相反,像为虚像。
2. 虚像的特点
1) 虚像是正立的
2) 虚像不是由实际光线会聚而成的,而是由实际光线的反向延长线会聚而成的
3) 虚像不能用光屏承接
4) 虚像同样能够被人观察到或用照相机拍摄到
3. 平面镜成像原理:光的反射定律
附:平面镜成像作图思路
S
S
①随意作出2条光线
②分别根据反射定律
作出反射光线
③反射光线反向延长
线的交点记为S’点
S
S’
4. 凸面镜、凹面镜和平面镜
面镜
概念
作用
图示
举例
共同点
凸面镜
反射面是凸面的叫凸面镜
凸面镜对光线有发散作用
街头拐弯处的反光镜、汽车的后视镜
被凸面镜、凹面镜和平面镜反射的所有光线都遵循光的反射定律
凹面镜
反射面是凹面的叫凹面镜
凹面镜对光线有会聚作用
太阳灶、反射式望远镜、医用头灯、探照灯
平面镜
反射面是平面的叫平面镜
平面镜对光线既不会聚也不发散
穿衣镜、潜望镜
三、光的折射
1. 折射现象:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫光的折射
2. 光的折射现象中的基本概念
1) 入射光线:从一种介质射向另一种介质的光线(AO)
2) 折射光线:进入另一种介质的光线(OB)
3) 法线:过入射点与界面垂直的直线(NN’)
4) 入射角:入射光线与法线的夹角(∠AON,即∠θ1)
5) 折射角:折射光线与法线的夹角(∠N’OB,即∠θ2)
3. 光的折射定律
1) 折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧;入射角增大(或减小)时,折射角也增大(或减小);当光从空气斜射入水或其他介质时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角;当光从水或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角
【口诀】三线共面,法线居中,速大角大。(光路可逆)
2) 当光垂直界面入射时,传播方向不变
3) 在折射现象中,光路可逆
4. 海市蜃楼的形成:海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,多发生在夏天的海面上。由于海面附近空气的温度比上层的低,所以上层的空气比底层的空气稀疏。有一些射向空中的光,由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲,逐渐弯向地面,进入观察者的眼睛
【例题精析】
[例题1] 如图所示,射水鱼发现水面上的小昆虫后,从口中快速喷出一束水柱,将昆虫击落。图中能表示射水鱼观察到小昆虫的光路是( )
A. B.
C. D.
[例题2] 下列光学现象的描述或解释错误的是( )
A.木工师傅观察木板是否平整