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做一件事不难,难在坚持;坚持一下不难,难在坚持到底. 人是不能太闲的,闲久了,努力一下就以为是拼命. 第4章光现象 4.2 光的反射 自习案 【学习寄语】 光的反射藏着镜子的秘密、水面的倒影,更藏着让世界清晰的魔法。拿起探究的“小镜子”,你会发现光的游戏多有趣——出发吧,去捕捉那些跳动的光影! 【学习情境】 在科技飞速发展的今天,自动驾驶、AR技术、量子通信等领域都离不开光的反射原理。比如自动驾驶汽车,通过激光雷达发射激光,利用光的反射来感知周围环境,实现安全行驶。让我们从光的反射学起,一起探索这些前沿科技背后的奥秘! 【学习链接】 1.我们能看到本身不发光的书本,是因为光在书本表面发生了_,反射光进入了我们的眼睛。 2.当你照镜子时,镜子中的“你”是由于光的_形成的。此时,若入射角是30 ,反射角是_。3.雨后的夜晚,迎着月光走,亮处是水坑,因为月光在水面发生_反射;背着月光走,暗处是水坑,这是因为光在地面发生_反射,进入人眼的光线更多。 【学习目标】 1.能说出光的反射定律的内容,明确反射角与入射角的关系。 2.能区分镜面反射和漫反射,并举例说明它们在生活中的应用。 3.会根据光的反射原理,解释生活中常见的光反射现象。 【学习过程】 任务一:ID光的反射定律 1. 甘肃敦煌的熔盐塔式_电站使用了超过1.2万面_。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_,将太阳光准确地反射到_的顶端(图4.2-1),从而达到_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? 图4.2-1甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站 图4.2-2反射光进入人眼 2. 光遇到桌面、水面以及其他许多物体的_都会发生_。我们能够看见不发光的物体,就是因为物体_的光进入了我们的眼睛(图4.2-2),那么,光发生反射时遵循什么规律?也就是说,_是沿着什么方向射出的? 次数 ∠i ∠r 1 2 3 4 3. 探究光的反射定律——实验思路:当光发生反射现象时,每一束_对应着一束入射光。因此,要探究光反射时的规律,就要找到反射光与入射光的_关系。要找到这个关系应该测量_角度,选用器材_。我们可以把一块平面镜放在_上,再把一张用来显示光的传播路径的纸板_地立在平面镜上,纸板上的直线ON_于镜面,如图4.2-3所示。实验中应注意使光沿不同角度入射,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。注意避免激光射入眼睛 图4.2-3探究光反射时的规律 图4.2-4是否还能看到反射光 4. 实验过程:⑴使一束光_纸板沿某一个角度射到0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_和反射光_。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,将数据记录在上表中。⑵纸板ENF是用_纸板连接起来的。把纸板NOF向前折或向后折(图4.2-4),在纸板上_(能|不能)看到反射光. 5. 实验结论关于光的反射,你发现了什么规律?请尝试总结:_ 6. 经过入射点0并_于反射面的直线ON叫作_,_光线与法线的夹角i叫作_角,_光线与法线的夹角r叫作_角(图4.2-5)。 图4.2-5光的反射 7. 经过大量实验,人们归纳出如下规律:在反射现象中,_光线、_光线和_线在同一平面内(口诀:_);_光线和_光线分别位于_线两侧(口诀:_);_角等于_角(口诀:_)。这就是光的_。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的。 8. 实验注意:(1)纸板在实验中的作用: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;③显示反射角随入射角的变化。(2)实验中,将纸板NOF折转一定的角度,是为了探究反射光线和入射光线及法线是否在同一平面内。(3)本实验是一个归纳性实验,做多次实验的目的是分析数据并归纳得出结论,使实验结论更具有普遍性。 任务二:ID光路的可逆性 9. 在上面的实验中,如果让光逆着反射光的方向射到镜面,那么,它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出(图4.2-6)。这表明,在反射现象中,_。生活中有很多现象可以说明光路的_性。例如,如果你在一块平面镜中看到了一位同学的眼睛,那么这位同学也一定会通过这面镜子看到你的眼睛。 任务三:ID镜面反射和漫反射 10. 阳光射到镜子上,迎着_的方向可以看到_的光,而在其他方向却看不到反射的阳光。如果阳光射到白纸上,那么无论从哪个方向看,都能看到纸被照亮了,但不会感到刺眼。原来,镜面很_、_,一束平行光照射到镜面上后,会被_地反射(图4.2-7甲)。这种反射叫作_。而看上去很平的白纸,如果在显微镜下观察,可以看到实际是_的。凹凸不平的表面会把一束平行光向着_反射(图4.2-7乙)。这种反射叫作_。正是由于桌椅、书本等物体会对照射到其上的光产生_,我们才可以从不同方向看到它们。现在,城市里越来越多的高楼大厦采用玻璃幕墙、磨光的大理石作为装饰。当强烈的太阳光照射到这些光滑的表面时,就会发生_,炫目的光干扰人们的正常生活,造成“_”。 11. 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。黑板用久了,会出现“_”现象,就是因为入射光在黑板表面上发生了_反射,使某些方向的反射光线较强,从而看不见黑板上的字。解决的办法:(1)人移动位置改变看黑板的_(2)使黑板变_防止发生镜面反射。 【基础检测】 1.如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( ) A.手在屏幕上形成的手影 B.鸟巢在水中形成的倒影 C.人透过水球成的像 D.勺柄好像在水面处折断 2.如图所示的现象中,由光的反射形成的是( ) A.日食美景 B.天空彩虹 C.耀眼幕墙 D.林间光柱 3.下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图,正确的是( ) A. B. C. D. 4.城市里高楼大厦的玻璃幕墙在强烈的阳光下会选成“光污染”,给周围的居民造成干扰,产生这种“光污染”的原因是( ) A.玻璃幕墙会增强周围居民的采光 B.玻璃幕墙对太阳光形成了漫反射 C.玻璃幕墙可以增大周围居民的视野,对居民是有好处的 D.玻璃幕墙对太阳光形成了镜面反射 5.老师在黑板上的板书,有些座位上的同学看的清楚,而有些座位上的同学则看到一片亮光而看不清楚字,其原因是( ) A.黑板发生镜面反射造成的看不清楚 B.教室光线亮度不够造成的看不清楚 C.黑板发生漫反射造成的看不清楚 D.是由于照射到字上的所有色光都被吸收了造成的看不清楚 6.放映电影时,银幕用的是粗糙的白布,这是因为( ) A.白布能发生镜面反射,使人从四面八方都能看到银幕上的像 B.白布能发生漫反射,使人从四面八方都能看到银幕上的像 C.白布能使光线发生弯曲,使人从四面八方都能看到银幕上的像 D.白布能发生镜面反射,使人能在某一方向看到银幕上的像 7.如图所示,一本物理教材掉到了地上,小明和小红从不同的位置都能看到它,对于这一现象,下列说法中正确的是( ) A.物理教材是光源,它发出的光射入了人眼 B.小明看到教材是由于光在教材表面发生了漫反射,小红看到教材是由于光在教材表面发生了镜面反射 C.小明看到教材是由于光在教材表面发生了镜面反射,小红看到教材是由于光在教材表面发生了漫反射 D.小明和小红看到教材都是由于光在教材表面发生了漫反射 8.关于镜面反射和漫反射,下列说法中不正确的是( ) A.无论是镜面反射还是漫反射,一条入射光线只有一条对应的反射光线 B.入射光线彼此平行时,漫反射后的反射光线彼此不平行 C.镜面反射的每一条光线都遵守光的反射定律 D.漫反射中有些光线不遵守光的反射定律 9.两位同学做捉迷藏游戏,甲同学躲在书橱的背后,通过穿衣镜能看到乙同学的眼睛,则乙同学( ) A.不能看到甲同学 B.一定能看到甲同学全身 C.至少可以看到甲同学的眼睛 D.以上说法都不对 10.光射到平面镜上,若反射角为40 ,则入射角为( ) A.30 B.40 C.50 D.60 11.“西塞山前白鹭飞,桃花流水鱖鱼肥。”是唐代张志和描写湖州境内西苕溪美景的词句。图中是一只白鹭平行于水面飞行的画面。若以白鹭为参照物,它在水中的倒影是_(选填“运动”或“静止”)的,白鹭的倒影是由于_而形成的。 12.如图所示,标有角度的半圆形硬纸板ENF竖直放置,平面镜紧贴硬纸板水平放置,用激光笔贴着硬纸板射出一束光沿AO方向射向平面镜,经镜面反射后会沿着_(选填“OB”、“OC”和“OD”)方向射出。 13.阳光下平静的湖面上看上去很耀眼,是因为光射向水面时发生了_的缘故。我们看电影时,能从不同角度看到屏幕上的画面,是由于发生_的缘故。 14.如图所示,一束与平面镜成30 角的光入射到平面镜上,请根据光的反射定律,画出反射光线并标出反射角的度数。 【能力提升】 1.图为观察微小形变的装置。平面镜M放置在水平桌面上,光源S发出一束激光射到镜面上,经反射后在标尺上形成光斑P.若在图示位置用力F向下挤压桌面,则( ) A.激光束的入射角增大反射角减小 B.激光束的入射角减小反射角增大 C.标尺上的光斑右移 D.标尺上的光斑左移 2.小阳想利用一块平面镜使射向井口的太阳光(入射光线)竖直射入井中,如图甲所示,他通过正确的作图方法标出了平面镜的位置,如图乙所示。下列关于小阳作图的先后顺序正确的是( ) A.平面镜、反射光线、法线 B.反射光线、法线、平面镜 C.法线、反射光线、平面镜 D.反射光线、平面镜、法线 3.在雨后的夜晚走路时,为防止脚踩到水汪塘而溅污衣裤,下列判断正确的是( ) A.迎着月光走,地上发亮处是水汪塘;背着月光走,地上暗处是水汪塘 B.迎着月光走,地上暗处是水汪塘;背着月光走,地上发亮处是水汪塘 C.迎着或背着月光走,都应是地上发亮处是水汪塘 D.迎着或背着月光走,都应是地上发暗处是水汪塘 4.某人站在木架上,眼睛P正下方的地面有一光源S.眼睛到地面的高度为3m。现在人面前2m处竖直立一块平面镜MN,如图所示,则光源S发出的光经平面镜反射到达人眼所走过的路程是 m,并在图中画出成像光路图。 5.如图所示,AB、CD是平面镜前一点光源S发出的光线经平面镜M反射后的两条反射光线,请在图中标出光源S和像点S′的位置,并完成光路图。 15.利用图中装置进行探究光的反射规律实验 (1)让一束光贴着纸板A沿EO方向射向镜面,在纸板B上可看到光线沿OF方向射出,在纸板上:用笔描出光线EO和OF的轨迹,则EO与垂直镜面的直线ON的夹角i是_。(选填“入射角”成“反射角”) (2)多次改变入射角的大小,测得实验数据如下表 序号 ∠i ∠r 1 30 30 2 45 45 3 50 50 分析数据可得:反射角_(选填“大于”、“小于”或“等于”)入射角:当入射角变大时,光线OF_(选填“远离”或“靠近”)直线ON。 (3)以直线ON为轴线。把纸板B向前或向后折,在纸板B上_(选填“能”或“不能”)看到反射光线OF,由此说明反射光线、入射光线与法线在_(选填“同一”或“不同”)平面内。 (4)实验中,从教室各个方向都能见察到粗糙纸板表面反射的光线,这种反射属于_(选填“镜面反射”或“漫反射”) 参考答案 基础检测 1. B 2.C 3.B 4.D 5.A 6.B 7.D 8.D 9.C 10.B 11.静止;光的反射 12.OD 13.镜面反射;漫反射 14. 能力提升 1. C 2.B 3.A 4.5; 5. 6.(1)入射角;(2)等于;远离;(3)不能;同一;(4)漫反射 学科网(北京)股份有限公司 $$