2.4 光的反射（课件）--2024-2025学年苏科版物理（2024版）八年级上册

第四节 光的反射 1 学 习 目 标 1.认识并会描述生活中的反射现象，通过实验与探究，初步理解光的反射定律。 2. 了解平面镜成像的原理，能在生活、生产中辨别光的反射的具体运用。 3.了解反射现象中光路的可逆性，体验和感悟我们是如何看见不发光物体的。 4.了解什么是镜面反射和漫反射，以及它们在生活中的应用。 2 新 课 引 入 光射到物体表面时，有一部分 会被物体表面反射回来，这种 现象称为光的反射。 为什么平面镜能成像？ 这与光的反射有关。那么， 光的反射有什么规律呢？ 甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站使用了超过1.2万面定日镜 一、光的反射定律 自 主 探 究 试一试 如图所示，将一束光照射到平面镜上，它的反射光在光屏（或白色墙壁）上形成一个光斑。尝试改变入射光照射到平面镜上的角度，观察反射光和光斑位置的变化。 猜一猜 根据你观察到的现象猜测： 当入射光的方向改变时，反射光的方向如何变化？ 在什么情况下反射光与入射光重合？ 反射角与入射角之间可能有什么关系？ 如图所示，过入射点 并垂直于镜面的直线称为法线；入射光线与法线的夹角称为入射角，反射光线与法线的夹角称为反射角。 想一想 1．如何体现三线的位置？ （可用纸板等来显示） 2．怎样测量入射角和反射角的大小？ （可在纸板上画好角度） （纸板可绕轴转动） （量角器） 3．怎样才能方便地改变入射角与反射角？ （使光沿着不同角度入射，多次实验总结一般规律） 平面镜 、白板 、激光笔 、量角器 、铅笔 实验器材 实验与记录 1. 如图所示，平面镜水平放置，将一束光斜射到平面镜上，尝试用一块白板去寻找入射光和反射光，并使它们同时呈现在白板上。看一看此时白板和镜面的位置关系。在白板上画出入射光线、反射光线和法线。 实验与记录 2. 使入射光与法线重合，从0°开始逐步增大入射角，多次测量入射角和对应的反射角，将数据记录在下表中。 实验与记录 3.白板是用两块白板连接起来的。把白板向前折或向后折，在纸板上还能看到反射光吗? 交流与小结 反射光线与入射光线所在的平面与镜面之间有什么位置关系？ 反射角与入射角的大小有什么关系？ 实验表明 光反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居在法线两侧，反射角等于入射角。这就是光的反射定律。 1. 应在光线较暗的室内进行实验，以便于观察实验现象。 2. 实验时，白板必须与平面镜垂直，否则在白板上看不到反射光。 3. 白板在实验中的作用： （1）显示光的传播路径； （2）验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内，将白板向前或向后折，使其和白板不在同一平面内，观察有无反射光径迹； （3）记录光路，在白板上画出入射光和反射光的径迹，以分析反射角随入射角的变化情况。 实验注意事项 4. 实验过程中严禁将激光对着人眼，以防灼伤眼睛。 5. 通过镜面对入射光线的反射作用，可以看出镜子有改变光路的作用。 6. 本实验是一个归纳性实验，改变入射光的方向多做几次实验是为了得到多组实验数据，从而得出普遍规律，避免实验结论的偶然性。 （1）每条入射光线，有且只有一条反射光线与之相对应。 （2）反射现象发生时，先有入射光线，后有反射光线，所以叙述光的反射定律时，不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。 （3）在光的反射现象中，入射角增大，反射角也增大；法线是镜面的垂线，也是反射光线和入射光线夹角的角平分线。 （4）若光线垂直镜面入射时，入射角为零，反射角也为零，反射光线与入射光线在同一直线上，方向相反，并不是没有出现反射现象。 对光的反射定律的理解 实验创新 如图所示，透明玻璃罩内充有烟雾，将一束激光射向平面镜中心处，入射光、反射光的光路就会清晰地显示出来。改变入射光的方向，反射光的方向随之改变。 在上面的实验中，让光逆着反射光的方向射到镜面，反射后的光会逆着原来入射光的方向射出。这表明在反射现象中光路是可逆的。用光路可逆可以解释生活中的很多现象。例如，如果你在平面镜中看到了另外一位同学，那么对方通过这面镜子也能看到你。 如果让光逆着反射光的方向射到平面镜上，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。 B O N A 在反射现象中，光路是可逆的。 镜子 墙 小狗在盯着我 小猫在偷吃鱼 注意：光路可逆是一种路径上的可逆，而光线不可逆，所以“光路可逆”不能说成“光线可逆”。 如图所示，烛焰上的一点向周围发出光，其中有一部分光射入人眼，人就看到了这个点。烛焰上所有点发出的光，都会有一部分进入人眼，因此人就会看到整个烛焰。 如图所示，设来自烛焰上点的两条光线经平面镜反射后进入人眼，这两条光线的入射点分别为和，根据光的反射定律，可作出反射光线和。它们的反向延长线（虚线）相交于平面镜后的点，人会感到光好像是从点发出的，点就是点的虚像。同理，烛焰上的其他点也都能通过平面镜形成对应的虚像点，因而形成整个烛焰的虚像。由此可见，烛焰的虚像并不发光，它是由射入人眼的反射光所形成的视觉效果。 S S′ 动画演示 二、镜面反射与漫反射 在暗室里，将一块小平面镜平放在较大的白纸上，用手电筒照射镜面，避开反射光的方向观察，镜面和白纸被光照射的部分哪个显得更亮？这是为什么呢？ 镜面是暗的，而白纸显得较亮。 【观察】 思考：镜面反射的条件和特点 一束光经镜面反射后的情形 【观察】 思考：漫反射的条件和特点 一束光经粗糙表面反射后的情形 【类型】 镜面反射和漫反射 镜面反射： 平滑反射面 一束平行光入射，反射光也平行 漫反射： 凹凸不平反射面 一束平行光入射，反射光向着四面八方 镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律 镜面反射 漫反射 镜面反射特点：只能从一个方向看见物体。 太耀眼了！ 太暗了！ 漫反射特点：能从各个方向看见物体。 舒服极了！ 自行车尾灯由红色塑料制成，外表面是平面，在此塑料平面的背面上有许许多多凸起的直角棱镜，每个直角棱镜相当于两个互相垂直的平面镜，在夜间或光线较暗的环境中，自行车尾灯能使照在它上面的光沿原方向返回，使其变得非常醒目，从而提醒后方的车辆和行人注意到自行车的存在，降低发生碰撞的风险。 自行车尾灯 参考答案：黑板会出现“反光”现象，是因为入射光在黑板表面发生了镜面反射，使某些方向的反射光较强，从而使该方向上的同学看不见黑板上的字，如图所示。 建议：（1）移动位置改变看黑板的方向； （2）使黑板面变粗糙，防止发生镜面反射。 有时，黑板反射的光会很亮，使一些同学看不清黑板上的字。请画出这种现象的光路。为了保护同学们的眼睛，请你根据所学的知识提出改变这种状况的建议。 人眼 想想议议 由于白纸的表面凹凸不平，反射光就会射向四面八方，如图所示。 如图所示是在显微镜下看到的白纸表面的情形。 由于无论在什么方向上，眼睛都能接收到白纸反射的光，因此除特定方向外，白纸比镜面显得更亮。在光照环境中，我们在各个方向上都能看见不发光的物体，就是因为光在物体表面发生了漫反射。 三、凸面镜和凹面镜 如果镜子的反射面是球面的一部分，这样的镜子就叫球面镜，球面镜分为凸面镜和凹面镜两类。 2. 凸面镜 （1）概念：用球面的外表面作反射面的镜子叫作凸面镜，如图所示。 （2）特点：凸面镜对光有发散作用，平行光射到凸面镜上，反射后成为发散光。 1. 球面镜 （3）应用：使用凸面镜能起到扩大视野的作用，所以汽车的后视镜和道路拐弯处的反光镜都是凸面镜。 拐弯处的反光镜可以扩大视野 汽车后视镜 超市防盗镜 3. 凹面镜 （1）概念：用球面的内表面作反射面的镜子叫作凹面镜。 （2）特点：凹面镜对光具有会聚作用，平行光射到凹面镜上，反射后会聚到一点。 凹面镜具有会聚作用 （3）应用：①利用凹面镜对光的会聚作用，如点燃杭州亚运会圣火、太阳灶等。 手电筒和车灯的反射罩利用凹面镜可以聚光 ②由光路可逆原理可知，过凹面镜焦点的光经反射后可成为平行光，这一特点的常见应用：探照灯、各种机动车的前灯、医用头灯的灯罩等。 课 堂 小 结 在反射现象中 光的反射定律 在反射现象中，光路是可逆性的 镜面反射和漫反射均遵循光的反射定律 光的反射 概念：一点、两角、三线 三线共面 法线居中 两角相等 分类 镜面反射：反射面光滑，当入射光线平行时，反射光线也平行。 漫反射：反射面凹凸不平，当入射光线平行时，反射光线不平行。 凹面镜和凸面镜 1．光线从空气射到平静的水面，入射角为50°，则反射光线与水面的夹角为（　　） A. 0° B. 40° C. 50° D. 100° 2.如图所示，入射光线与平面镜成30°角，下列说法正确的是（　　） A.反射角是60° B.入射角是30° C.反射光线与镜面的夹角是60° D.入射角增大，反射角不变 B 课 堂 练 习 A 3.汽车驾驶室两侧都安装了如图所示的后视镜，方便了驾驶员及时观察路况。有关后视镜的说法错误的是（　　） A．光射到后视镜上仍遵循光的反射定律 B．后视镜可以增大观察视野 C．后视镜就是凸面镜 D．后视镜中物体的像是实像 D 4.若要使图中的反射光线射中墙壁上的目标，在激光笔 不动的情况下，可将平面镜（　　） A.水平向左移动 B.水平向右移动 C.竖直向上移动 D.竖直向下移动 5.如图所示，小叶用激光笔对着光滑的大理石地面照射，无意中发现对面粗糙的墙壁上出现了一个明亮的光斑，而光滑地面上的光斑很暗，下列对此现象的解释较合理的是（　　） A.地面吸收了所有的光 B.墙壁发生了漫反射，地面发生了镜面反射 C.地面发生了漫反射，墙壁发生了镜面反射 D.墙壁发生了镜面反射，地面吸收了部分光 C B 6.在“探究光反射时的规律”实验中，将一块平面镜平放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直放在平面镜上，用激光笔将一束光贴着纸板射到平面镜上，用直尺和笔描出光线的传播路径。 （1）上述实验中硬纸板的作用是________________； （2）为了探究完整的反射规律，还需要用到的器材是________。 7. 在“探究光的反射规律”实验中，平面镜水平放置，白纸板要________放置在平面镜上；图中反射角度数为________；能不能因此得出反射光线和入射光线总是垂直的结论？_____________。 显示光的传播路径 量角器 竖直 45° 不能 $$nullnullnull