4.2 光的反射 ----2024-2025学年人教版物理八年级上学期

这是一个平行光源，这是一个光具盘，在这个光具盘的中央固定着一个平面镜。为了便于观察，我们把环境光调暗。现在我将平行光斜射到镜面，请看反射光线怎样射出。我们看到反射光线朝着一个方向平行射出，我们把平行光射到平面介质界面上，反射光也是平行光的现象，叫做镜面反射。 反射光线、入射光线与法线的位置关系。这是一个可以折叠的平面。现在我将这个平面稍稍转动一下，我们看到被转动的面上看不到反射光。当我把它再转回入射光线和法线所在的平面时，在它上面又看见了反射光线。这说明反射光线和入射光线、法线在同一平面上。反射光线和入射光线分居法线的两侧。 在城市繁华的街道上，不少商店用大块镜面或铝合金装饰门面，有的甚至从楼顶到底层全部用镜面装潢，人们几乎置身于一个镜子的世界而分辨不出方向。在日照光线强烈的季节里，建筑物的钢化玻璃、釉面砖、墙铝合金板、磨光花岗岩、大理石和高级涂料等装饰，明晃晃、白花花眼逼人。当夜幕降临后，大酒店、大商场上的广告牌、霓虹灯使人眼花缭乱，有的强光束甚至直冲云霄，使夜晚如同白昼一般。现代歌舞厅所安装的黑光灯、旋转活动灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源则构成了彩光污染，危害人体健康。 我把平面镜换成了一个表面凹凸不平的镜面，为了便于观察，我们把环境光调暗，仍然将平行光斜射到这个镜面上。我们看到反射光线不再平行，而是射向各个方向。我们把平行光射到表面凹凸不平的介质界面上，反射光射向各个不同方向的现象叫漫反射。在慢反射现象中，反射光线也遵循光的反射定律。 当入射光线与法线重合时，这时入射角是零度，因而反射角是零度。反射线和法线重合。 null这是一个光具盘。中央固定着一面镜子。周边标有角度。光具盘可以自由转动。现在我让光线斜射到镜面上。我们看到入射角增大，反射角也增大。入射角减小，反射角也减小。当入射角为20度时，反射角也等于20度。当入射角为40度时，反射角也等于40度。这说明，光在反射时，反射角总是等于入射角。 射向界面的光线AO叫入射光线，O叫入射点。从界面反射回原介质的光线OB叫反射光线。光线上标的箭头表示光的传播方向。过入射点O与界面垂直的直线ON叫法线，入射光线与法线的夹角I叫入射角，反射光线与法线的夹角R叫反射角。 光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生反射。我们能够看见不发光的物体，就是因为物体反射的光进入了我们的眼睛里。 这是一个光的反射演示器，由可弯折的纸板和垂直于纸板的平面镜组成。纸板上有可以直接测量角度的刻度，使一束光贴着纸板沿某一个角度射到平面镜O点。经平面镜反射，可以在另一侧纸板上看到反射光线。过入射点O在纸板上做平面镜的垂线OO撇，这条直线叫做法线。 我们再来看，我让光从入射角为60度处射向镜面，这时的反射光线从反射角为60度处射出。现在我让入射光线逆着原来反射光线的方向射向镜面。我们看到反射光线也逆着原来入射光线的方向从界面射出，这种现象叫做光路可逆，这是光反射定律的必然结果。 这是一个固定在水平面上的平面镜。当我用一束光从空气斜射到镜面上时，在空气和玻璃的界面处，光改变了传播方向，但仍然在空气中传播。当光射到两种介质的界面，时光改变了传播方向，但仍在原来的介质里传播，这种现象叫做光的反射。 中国西部小镇德令哈，这里水资源缺乏，但它却有另外一个独到的优势，充足的阳光、绝佳的自然条件，使这里成为理想的太阳能发电基地。早上七点，阳光开始洒向这片戈壁，超过2万面镜子将太阳光准确地反射到高塔的顶端。瞬间太阳光的热量被塔顶的熔岩吸收，熔岩带着这些热量到达厂房，将水加热成蒸汽，推动发电机发电。 ？ 02 问题 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。当太阳位置发生变化时，自动控制系统可以调整光热电站定日镜的角度，将太阳光准确的反射到吸热塔的顶端，从而达到聚热的效果。这些定日镜为什么能将太阳光准确反射到指定位置？ 塔式太阳能发电站 点击画面 观察与思考 这些景物为什么在水中能形成“倒影”？这一切都源于光的反射。 我们为什么能看见本身不发光的物体？ 点击画面 第四章 光现象 第2节 光的反射 光的反射：光在两种物质分界面上有一部分返回原来物质中的现象叫光的反射现象。 那么，光在反射遵循什么规律？ 观察与思考 这是光照射到镜面上的情景,光在镜面处发生了反射。通过对以上现象的分析我们发现他们的共同点是：光都是从一种介质射到另一种介质时，在界面处返回到原介质中继续传播。 观看视频， 感受光的反射。 这就是光的反射现象 点击画面 提出问题：光在反射时遵循什么规律? 猜 想: 设计实验: 进行实验: 分析论证: 验 证: 结 论: 实验与探究 我们可以把一块平面镜放在水平桌面上，再把一张用来显示光的传播路径的纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图。 点击画面 实验与探究 注意：法线是为了研究问题的方便而加入的辅助线，本身不存在，因此画图时一定要画成虚线。 几个基本概念 入射光线AO 反射光线OB 法线ON 入射角i 反射角r 入射角 反射角 反射面 点击画面 实验过程： 探究与实验 想一想，光在反射遵循什么规律？ 思路：当光发生反射现象时，每一束反射光对应着一束入射光。因此，要探究光反射时的规律，就要找到反射光和入射光的位置关系。要找到这个位置关系，应该测量哪些角度？选用什么样的器材？如何测量？说说你的想法. 操作：旋转平面NOF，观察反射光线。 面的关系：反射光线、入射光线与法线在同一平面内， 线的关系：反射光线、入射光线分别位于法线两侧。 点击画面 N 探究与实验 探究反射角与入射角的关系 入射角↑↓反射角↑↓ 入射角 反射角 第一次 第二次 第三次 200 200 400 400 实验中应注意使用光源不同角度入射，经过多次测量，分析实验数据，找出反射光与入射光之间的位置关系 使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。改变光束入射的角度，观察反射光的方向是否改变。多做几次，换用不同颜色的笔记录每一次光的径迹。取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,将数据记录在表格中。 角的关系：反射角等于入射角 点击画面 一、光的反射定律： 1、反射光线、入射光线与法线在同一平面内（ ） 2、反射光线、入射光线分别位于法线两侧（ ） 3、反射角等于入射角（ ） 归纳与 总结 三线共面 法线居中 两角相等 光热电站的定日镜就是利用这个规律将太阳光反射到吸热塔顶端。 结论：光发生反射时光路是可逆的 猜想：让光束沿原来的反射方向BO入射，这时的反射光线会沿什么方向传播呢？ A B O 实验表明：这时的反射光线沿OA方向 实验与探究 二、光路的可逆性 点击画面 光的反射 光路的可逆性（flash）.swf 光路具有可逆性 分析与解读 三、镜面反射和漫反射 问题：平行光投射到镜子或平静的水面时，反射光线还会平行吗？ 镜面反射:表面平滑（条件），向同一方向反射（反射光线也平行）（效果） 实验与探究 由于每条光线都要遵循反射定律。 实景图 光路图 点击画面 问题：平行光射到表面粗糙的物体时，反射光线还会平行吗？ 漫反射使我们能在不同方向看到本身不发光的物体。 漫 反 射：表面粗糙（凹凸不平），向各方向反射（效果） 实验与探究 提示：每条光线都要遵循反射定律 光路图 白纸在显微镜下 实景图 点击画面 光污染 电焊光和激光造成的光污染 点击画面 想想议议 有时，黑板反射的光很亮,使一些同学看不清黑板上的字。请画出这种现象的光路图。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现状的建议。 黑板太光滑，发生了镜面反射。 “晃”眼睛的原因是什么？ 出现什么现象？ “晃”眼睛 镜面反射的黑板 怎样改变这种现状? 漫反射的黑板 1．如图3所示，镜面和入射点不动，当入射光线沿逆时针方向旋转20°时，反射角将（　　　） A．增大20° B．减小20°C．增大40° D．减小40° 2．一束光与镜面成30°角入射，如图4所示，请画出反射光线， 入射角为 ，入射光线与反射光线的夹角为 。 B 60° 120° 课堂练习 图3 图4 漫反射 课堂小结 光在传播过程中被介质表面反射回去的现象 反射定律 镜面反射 概念 规律 特点 光的反射 三线共面 两线分居 两角相等 两种反射 在反射现象当中，光路是可逆的 光路图 光路图 练习与应用 1．光与镜面成30°角入射在平面镜上，如图所示，反射角多大？请标出入射角和反射角。如果垂直射到平面镜上，反射光如何射出？ ------------------ i r 结论：在直射现象中 ，反射角等于入射角，均等于 。 0° 点击画面 角反射器： 自行车尾灯反光原理 将射入的光平行方向反射回去 2.自行车尾灯的示意图(如图甲),夜晚用手电筒照射尾灯，看看它的反射效果(如图乙)，可以帮助我们理解自行车尾灯的反光原理，请你在图上画出反射光线. 练习与应用 3.如图所示，利用一块平面镜,使此时的太阳光竖直射入井中。请你通过作图,标出平面镜的位置，并标出反射角的大小。 练习与应用 ①首先，我们应该先确定三线的位置，做出光的反射光路图，找到平面镜的位置。 ②然后再根据法线的位置及两角的关系确定反射角的度数。 ③入射光线确定为太阳光，如图反射光线竖直射入井中，则入射光线和反射光线的角平分线即为法线。 ④做出法线后，过o做法线的垂线即为平面镜所处的位置， ⑤反射角为：1/2（300+900）=600 4.雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上的积水，人们根据生活经验判断，迎着月光走，地上发亮的是水，背着月光走，地上发暗的是水，请你根据所学光的反射知识进行解释。 练习与应用 人能看到物体的条件是： ①物体发的光或反射的光线能进入人的眼睛。 ②人感觉物体的亮暗靠的是进入眼睛的光的多少，进入眼睛的光多，就感觉亮，进入眼睛的光少，就感觉暗。 ③我们看到的物体大多数是物体反射的光进入我们眼睛，被我们接收到，从而被我们看到。 镜面反射 水面发生镜面反射；地面发生漫反射。 漫反射 迎着月光走时，亮的是水。 背着月光走时，暗的是水。 5.激光测距技术广泛应用在人造地球卫星测控、大地测量等方面。例如激光测距仪向目标天体发射激光束，并接收反射回来的激光束，测出激光往返所用的时间，就可以算出所测天体与地球之间的距离。已知一束激光从激光测距仪发出并射向月球，大约经过2.56秒被反射回来，则地球到月球的距离大约是多少千米？ 练习与应用 L=1/2ct=1/2×3×105km/s×2.35s=3.795×105km Lavf59.34.101 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf59.34.101 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 $$