内容正文:
2.5 光的反射与折射
知识点清单
1、 光的反射
1. 反射:光射到物体表面上时,有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射。
【解释】我们能够看到物体,是因为照向物体的光线反射到人的眼睛(注意是光线照向人),所以才看到物体
2. 与光的反射有关的概念
(1) 入射光线:照向物体的光线,如上图中的光线AO
(2) 反射光线:从入射点O反射出来的光线,如上图中的光线OB
(3) 法线:垂直于反射面且经过入射点O的线
【法线的特点】
①法线是一条虚拟的线,是不真实存在的
②法线永远垂直反射面
③法线是入射光线与反射光线所形成的的角的角平分线
(4) 入射角:入射光线与法线所形成的角
(5) 反射角:反射光线与法线所形成的角
3. 光的反射定理:
(1) 在反射现象中,入射光线、反射光线法线在同一平面内;
(2) 反射光线和入射光线分居法线的两侧;
(3) 反射角等于入射角
【注意】
①当入射光线垂直照射反射面时,反射角=入射角=0o,且入射光线、反射光线与法线三线重合
②因为先有入射角,才有反射角,所以一定要说反射角等于入射角,不能说入射角等于反射角
【重点实验】验证光的反射定理
实验器材:激光笔、平面镜、可折转的白色硬纸板、不同颜色的笔、量角器、刻度尺等。
实验步骤:
①把一可绕ON折转的白色硬纸板竖直放置在平面镜上,使一束光紧贴纸板射向镜面的0点,经过平面镜的反射,沿着另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光线和反射光线的径迹
②改变入射光线的方向,重做两次。分别换用其他颜色的笔描出入射光线和反射光线的径迹。
③以法线ON为转轴,将纸板B绕法线ON缓慢旋转,观察在纸板B上还有没有反射光线。
④将光线沿着FO射向入射点,观察光线的反射光线
⑤取下硬纸板,用量角器量出入射角和反射角。
记录数据:
实验结论:(1)在反射现象中,入射光线、反射光线法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居法线的两侧;反射角等于入射角。这就是光的反射定律。
(2)在反射现象中,光路是可逆的。
【常考点】光的反射定律
【例1】图为探究光的反射规律的实验装置(可沿ON折叠的白色硬纸板由E、F两部分组成),下列描述中不合理的是( )
A. 白色硬纸板应垂直放置于平面镜上
B. 为研究反射角与入射角间的关系,应多次改变光线AO与OM间的夹角
C. 为研究入射光线、反射光线和法线的位置关系,应绕ON前后折转入射光线所在的光屏E
D. 如果让光线沿着BO的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OA方向射出,这表明光路是可逆的
4. 光的反射类型:镜面反射与漫反射
(1)镜面反射:平行光线入射,反射光线还是平行的,这种反射叫做镜面反射
(2) 漫反射:平行光线入射,反射光线是向着不同方向的,这就是漫反射
2、 平面镜成像特点
1. 像与物体的大小相等
2. 像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离;
3. 像与物的连线与镜面垂直;
4. 平面镜成的是虚像,它不是由实际光线会聚而成,是由反射光线(平面镜成像原理)的相交而形成。
【虚像】像是反射光线的反向延长线的交点组成的,不是由实际发出的光线的交点组成的这种像不能被光屏承接
【注意】平面镜成像的光路原理图
原理:从点S射向平面镜的光线,经平面镜反射后进入眼睛看起来觉得此光线好像是从它们在镜后延长线的交点S1射来的,跟S处真有一光源时产生的感觉一样,S1就是S点在镜中的像。
【重点实验】平面镜成像特点的探究
实验器材:玻璃板、刻度尺、蜡烛、火柴、白纸。
实验步骤:(1)在桌上铺一张白纸,纸上竖块玻璃板,作为平面镜,并且在纸上记下平面镜的位置。
(2)选取两支大小相同的蜡烛,把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支没有点燃的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,当看到它跟前面那支蜡烛的像完全重合,在纸上记下两支蜡烛的位置。实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。
(3)改变点燃的蜡烛的位置,重复上面实验。量出每次实验中两支蜡烛到玻璃板的距离并记录
记录实验:
实验结论:未点燃的蜡烛和点燃蜡烛的像完全重合,说明像和物体大小相等。经过测量可知,像与物体到平面镜的距离相等。
【注意】
①用玻璃板代替平面镜的目的是便于找到并确定像的位置;
②为了使观察到的像更为清晰,本实验最好在较暗的环境中进行。
③两支等大的蜡烛的目的是便于比较像与物的大小关系。
④当无法使后面的蜡烛与前面蜡烛所成的像重合是因为玻璃板与桌面不垂直。
⑤实验中宜选择较薄的玻璃板,否则会看到两个蜡烛的像,会对确定像的位置造成影响。
【常考点】平面镜成像定理
【例2】如图所示,小雨同学在做“探究平面镜成像”实验时,将一块透明薄玻璃板竖直架在水平桌面上,并在桌面上垫一张白纸,再将两支完全相同的蜡烛A和B放在