内容正文:
第四章 光现象
探究光的反射规律素养特训
第四章 光现象
【2023·株洲期中】陈涛同学探究光的反射规律的实验如图所示。他进行了下面的操作。
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(1)如图甲,让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度,多做几次,取下纸板,用量角器
测量ON两侧的∠i和∠r,得到的结论
是反射角________(填“大于” “等于”
或“小于”) 入射角。
等于
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【点拨】
多次改变光的入射角度进行实验,取下纸板,用量角器测出∠i和∠r,会发现反射角等于入射角。
(2)如图乙,纸板ENF是用两块纸板连接起来的,把纸板NOF向前折或向后折,这时在NOF上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线与法线______(填“在”或“不在”) 同一平面内。
在
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【点拨】
图乙中,把纸板NOF向前折或向后折,在NOF上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。此时,反射光线依然存在。
(3)使入射光线逐渐靠近法线ON,可观察到反射光线______(填“靠近”或“远离”)法线。
靠近
【点拨】
若将入射光线逐渐靠近法线ON,则入射角减小,由于反射角等于入射角,则反射光线也靠近法线。
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(4)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:在光的反射现象中,______________。
光路是可逆的
【点拨】
由让光线逆着OF方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,说明光路是可逆的。
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(5)陈涛同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射,照图丙那样,把几根细针垂直插入一张硬纸板中表示法线,当入射光线平行射到各入射点时,反射光线将平行射出。
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随后将纸板随意弯折,如图丁所示,这时会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线________(填“平行”或“不平行”),根据你所学的知识判断,漫反射
________(填“遵循”或“不
遵循”)光的反射定律。
不平行
遵循
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【点拨】
将纸板随意弯折,由图丁可知,会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线不平行,但漫反射仍然遵循光的反射定律。
【2023·抚顺模拟】在探究“光的反射定律”的实验中,为了确定反射光线和入射光线的位置关系,
实验器材有:可旋转的光屏(如图甲,光
屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转)、平
面镜和激光电筒。
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如图乙,将光屏竖直放在水平放置的镜面上,让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。
(1)实验中,光屏A是用来呈现________光线的,为了观察到完整的光路,光屏B需旋转到图乙中的位置________(填序号)。
入射
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【点拨】
让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点,因此光屏A是用来呈现入射光线的。由光的反射定律可知,反射光线与入射光线在同一平面内,为观察到完整的光路,需将光屏B旋转到图乙中的位置2,使光屏A和光屏B在同一平面内。
(2)旋转光屏A到位置1时,也同时需要旋转光屏B到位置3才能观察到完整光路,通过以上操作过程可知,要观察完整的光路,光屏A、B两部分旋转后要处于____________。
同一平面内
【点拨】
旋转光屏A到位置1,旋转光屏B到位置3时,光屏A和光屏B在同一平面内,才能观察到完整光路,说明要观察完整的光路,光屏A、B两部分旋转后要处于同一平面内。
(3)记录多次实验光路,进一步研究发现反射光线和入射光线关于转轴ON对称,这条过入射点并________于镜面的直线ON叫做 ________,根据这条线便可以确定反射光线和入射光线的位置关系。
垂直
法线
【点拨】
由光的反射定律可知,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,即反射光线与入射光线关于法线对称。探究发现,反射光线和入射光线关于转轴ON对称,因此转轴ON即为法线所在位置,法线与镜面垂直。
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