内容正文:
光学实验专题(一)
实验一:探究光的反射规律
1.实验器材:平面镜、可折转的硬纸板、激光笔、不同颜色的笔、量角器。
(1)可折转硬纸板的作用: ①显示光的传播路径;
②探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内 。
(2)量角器的作用: 测量入射角和反射角的大小 。
(3)平面镜的作用: 反射光线 。
2.实验装置
3.实验步骤
(1)把平面镜放在水平桌面上,再把纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。
(2)让一束光贴着纸板沿着某一角度射到O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。
(3)改变光束入射的角度,多做几次,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∠i和∠r,记录在表中。
(5)将纸板NOF向前折或向后折,观察纸板上能不能看到反射光线。
(6)让光逆着反射光的方向射到平面镜上,观察反射后的光线会不会逆着原来入射光的方向射出。
4.实验分析
(1)纸板与平面镜的放置要求: 垂直 ,否则在纸板上 不能 看到反射光线。
(2)为了更好地观察光路,应在 较暗 的环境中进行实验。
(3)“三线共面”的判断方法:见实验步骤(5)。
(4)验证光路可逆的方法:见实验步骤(6)。
(5)多次改变入射角的大小进行测量的目的: 使实验结论更具有普遍性 。
5.实验结论
(1)光反射时,反射光线、入射光线和法线都在 同一平面内 。
(2)反射光线和入射光线分别位于 法线 两侧。
(3)反射角 等于 入射角。 (4)在反射现象中,光路 可逆 。
实验二:探究平面镜的成像特点
1.实验原理: 光的反射 。
2.实验器材:两支相同的蜡烛、一块玻璃板、玻璃板支架、白纸、光屏、笔、刻度尺、火柴。
(1)用透明玻璃板代替平面镜的原因: 便于确定像的位置 。
(2)选择薄玻璃板的原因: 防止产生重影,太厚的玻璃板两个表面都会成像,影响实验效果 。
(3)选用两支完全相同的蜡烛的目的: 便于比较像与物的大小关系 。
实验次数
1
2
3
…
物距/cm
像距/cm
(4)刻度尺的作用: 测量像与物到镜面的距离 。
3.实验装置
4.实验步骤
(1)在水平桌面铺一张大纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜,在纸上记下平面镜的位置。
(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。这个位置就是蜡烛A的像的位置。在纸上记下这两个位置。
(3)移动点燃的蜡烛A,重复第(2)步。
4)用直线把每次实验中蜡烛和它的像的位置连起来,并用刻度尺分别测出它们到玻璃板的距离,将数据记录在表中。
5.实验分析
(1)玻璃板的放置要求:与水平桌面垂直放置,确保玻璃板后的蜡烛与像能够完全重合 。
(2)为使实验现象更明显,应在 较暗 的环境中进行实验。
(3)观察像时眼睛的位置: 与物体(或点燃的蜡烛)同侧 。
(4)验证平面镜所成像的虚实的方法: 用光屏在像的位置接收,接收不到说明是虚像 。
(5)实验方法:用玻璃板代替平面镜、用一支相同的未点燃的蜡烛来代替点燃蜡烛在镜中的像运用了 等效替代法 。
(6)多次改变点燃的蜡烛到玻璃板的距离进行实验的目的: 使实验结论具有普遍性 。
6.实验结论
(1)物体通过平面镜所成的像是 虚像 。 (2)像与物体的大小 相等 。
(3)像与物体到平面镜的距离 相等 。 (4)像与物体的连线与镜面 垂直 。
(5)像与物体关于平面镜 对称 。
实验三:探究光的折射规律
1.实验器材:激光笔、水槽、可折转光屏、玻璃砖。
2.实验装置
3.实验步骤
(1)按图示装配好实验器材,用激光笔斜射入水中,观察折射光线、法线与入射光线的位置关系。
(2)将有折射光线的半个光屏向后折转一个角度,观察光屏上是否有折射光线。
(3)比较折射角与入射角的大小。改变入射角的大小,观察折射角的变化情况。
(4)换用玻璃砖,将上面的实验重复一次。
(5)让光从水中斜射到空气中,观察入射角和折射角的变化。
4.实验结论
(1)光折射时,折射光线、入射光线和法线 在同一平面内 。
(2)折射光线和入射光线分别位于 法线 两侧。
(3)折射角随入射角的增大而 增大 ,随入射角的减小而 减小 。
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