内容正文:
2.光的反射定律和折射定律
第四单元 光现象
1.通过实验探究认识光反射的规律,了解法线、入射角和反射角的含义。
2.通过实验了解反射现象中光路的可逆性。
3. 通过身边的事例和实验现象,能区分镜面反射和漫反射。
4. 知道光在发生折射时,光路是可逆的。
5.能够利用所学知识解释生活中的折射现象。
一、问题导入
把一束激光照射到平面镜上,请问:反射的光去哪里了?
在天花板上找到了反射光的光点。
用两支能发出不同颜色光的激光笔,沿着不同的角度照射到平面镜上,请问:你能分清天花板上哪个光斑对应哪支激光笔吗?
1.一点:
入射点(O):入射光在反射面上的投射点;
2.三线:
入射光线(AO):投射到反射面的光线;
反射光线(OB):经反射面反射出的光线;
法线(ON):过入射点,与反射面垂直的直线;
3.两角:
入射角(i):入射光线与法线之间的夹角;
反射角(r):反射光线与法线之间的夹角。
知识点一、与光的反射有关的概念
O
A
B
N
入射光线
反射光线
法线
⌒
i
入射角
r
⌒
反射角
4.注意:
(1)反射角和入射角都是光线与法线的夹角,而不是光线与反射面的夹角。
(2)反射光线与入射光线是真实存在的,是可以看见的,用带箭头的实线表示;法线则是人们为研究反射现象而引入的一条位置参考线,所以在画光路图时,总是用虚线表示法线。
【提出问题】光反射时遵循什么规律
【猜想与假设】反射光线与人射光线是否在同一平面内?反射角与人射角存在什么关系?
【设计与进行实验】
(1)把一个平面镜放在水平桌面上,纸板 ENF 竖直地立在平面镜上,纸板上的直线 ON 垂真于镜面(如图甲所示);
甲
知识点二 实验:探究光的反射归律
(2)使一束光紧贴着纸板沿某一个角度射到0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EO和反射光 OF 的径迹;
知识点二 实验:探究光的反射归律
(3)改变光束入射的角度,重做两次实验,换另外两种颜色的笔记录光的径迹;
(4)取下纸板,用量角器量出 ON两侧的∠i和∠r,将数据记录在下表中;
知识点二 实验:探究光的反射归律
实验次序 ∠i ∠r
1 25º 25º
2 40º 40º
3 67º 67º
(5)把纸板NOF向前折或向后折(如图乙所示),观察能否在纸板上看到反射光线;
乙
(6)将纸板NOF调整到与纸板EON在同一平面内,让光逆着反射光的方向射到镜面的0点,观察反射光线的位置,记录光的径迹。
知识点二 实验:探究光的反射归律
【分析与论证】
从实验数据可以看出,无论如何改变光束的入射角度,ON两侧的∠i和∠r始终相等;从实验现象可以看出,把纸板NOF向前或向后折转,纸板上均看不到反射光线。
【得出结论】
在反射现象中,反射光线、人射光线和法线在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角,这就是光的反射定律;在反射现象中,光路可逆。
知识点二 实验:探究光的反射归律
【评估与交流】
(1)画光的径迹时,应将光对着0点入射,分别在入射光线和反射光线的径迹上点上EF点,用直尺连接EO和OF即是入射光线和反射光线。
(2)为了在纸板上显示入射光和反射光的径迹,需将激光笔紧贴纸板,并且纸板要与镜面垂直。
知识点二 实验:探究光的反射归律
典例精析
典例1.(2023·四川眉山·统考中考真题)同学们利用图甲所示的器材(纸板F可绕ON翻折)探究光的反射定律。
(1)图乙中,用激光笔沿AO方向入射,当入射光线与平面镜夹角为60º时,入射角大小为 ;再将纸板F绕ON向后折,纸板F上 (选填“有”或“没有”)反射光线,这一步骤的目的是探究反射光线、入射光线、法线 ;
没有
在同一平面内
30º
典例精析
(2)图乙中,若让另一束光线沿方向射向平面镜,反射光线沿方向射出,这一现象说明 ;
(3)为了得到“反射角等于入射角”这一普遍规律,接下来的操作是改变 ,多次实验;
(4)图丙中,保持入射光线AO不变,将平面镜绕入射点旋转,使入射角增大10º,则反射光线偏转的角度为 。
【解析】(1)[1]图乙中,用激光笔沿AO方向入射,当入射光线与平面镜夹角为60º时,入射角大小为90º-60º=30º。
[2]再将纸板F绕ON向后折,纸板F与入射光线不在同一平面上,不能显示反射光线,即此时