内容正文:
实验突破2
探究光反射时的规律
2023江西物理
实验器材 激光笔、不同颜色的笔、量角器、直尺、可折转的硬纸板、平面镜(反射光线)
实验关键步骤操作及注意事项
1.硬纸板的放置:如图甲所示,垂直于平面镜放置,否则在硬纸板上不能观察到反射光;
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2.使光路呈现的方法及纸板材质要求:向纸板上喷烟或雾,或选用表面粗糙的纸板;使光在硬纸板上发生漫反射,从硬纸板前不同位置都能看到光的传播路径;
3.实验在较暗的环境中进行的目的:减小其他光对实验的影响,使实验现象更明显;
4.让光紧贴纸板射向O点的目的:
在纸板上显示光的径迹;
5.记录光路的方法:在每条光线上各取两点记录在纸板上,并用直线将这两点连接起来;
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6.探究“三线共面”的方法:将右侧纸板F沿ON向前或向后折(如图乙),观察纸板F上是否能看到反射光;
7.验证光路是否可逆的方法:让光沿BO方向射入,观察反射光是否沿OA方向射出;
8.多次改变入射角大小进行实验的目的:使实验结论更具有普遍性
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实验分析
1.能从纸板前不同方向看到光的原因:光在纸板上发生了漫反射;
2.数据分析和方案评估:反射角与入射角的大小关系、只测量一组反射角和入射角具有偶然性、判断错误数据(若表格中某一反射角不等于入射角且超出误差允许范围,则是错误数据);
3.反射角不等于45°,但反射角+入射角=90°,原因可能是将入射光线与平面镜的夹角当成了入射角(或将反射光线与平面镜的夹角当成了反射角)
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实验结论
在反射现象中,反射光线与入射光线、法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居在法线两侧;反射角等于入射角
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母题 在“探究光的反射规律”的实验中,将平面镜水平放置,白色纸板竖直立在平面镜上,硬纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折,如图所示。
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【设计实验】
(1)要完成该探究,除图甲中所示器材,还需要的测量器材有直尺和
量角器 。
(2)为了使光路更明显,实验应在 较暗 (选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。实验中纸板应选择较 粗糙 (选填“光滑”或“粗糙”)的。
固基础
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(3)如图甲所示,让一束光贴着纸板E沿AO射向O点,站在不同位置的同学都能观察到反射光线出现在纸板F上,这是因为光在纸板上发生了
漫 (选填“镜面”或“漫”)反射。
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【进行实验与收集证据】小芳让入射光贴着纸板EF沿AO方向射向平面镜的O点,观察反射光的方向。改变入射角大小,多次实验后,得到如下表所示的数据:
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【分析与论证】
(1)分析表格数据,回答下列问题:
①第 3 次数据是错误的,出现错误的原因可能是将反射光线与
平面镜 的夹角当成了反射角;
②改正错误后,分析表中数据可知:在反射现象中,反射角 等于
入射角,当入射角增大时,反射角 增大 ;
③实验中多次改变入射角进行实验的目的是避免偶然性,使结论更具有普遍性。
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(2)小芳让激光笔在纸板F上沿着BO方向射向O点,反射光将沿着
OA 方向射出。这说明在反射现象中,光路是 可逆 的。
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(3)如图乙所示,将纸板F沿PQ剪开,把纸板F的上半部分向后折转,实验时,在纸板F的 上半部分 (选填“上半部分”或“下半部
分”)不能观察到反射光线,说明光在反射时,反射光线、入射光线和法线在 同一平面内 。
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(4)如图丙所示,纸板倾斜放置,让光仍贴着纸板沿AO方向射向O点,此时反射光线与入射光线 在 (选填“在”或“不在”)同一平面内,纸板上 不能 (选填“能”或“不能”)看到反射光。
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【结论应用】
(1)移动激光笔,使入射光绕入射点O沿逆时针方向转动10°,可观察到反射光沿 顺 时针方向转动 10° ,入射光线