内容正文:
4.2光的反射
新知梳理
一、光的反射现象
1.光从一种介质射到另一介质 后又 中的现象,叫作光的反射。
2.光的反射现象中的“一点”“两角”“三线”
图例
一点(入射点)
光射到物体表面上的点,入射点同时也是反射点
三线
入射光线
射向反射面的光线
反射光线
入射光线经反射面反射后的光线
法线
过入射点垂直于反射面的直线
两角
入射角
入射光线与法线的夹角,如图中的∠AON
反射角
反射光线与法线的夹角,如图中的∠NOB
[明确]光的反射是普遍存在的现象,我们能看到本身不发光的物体,如:桌子、房屋、动植物等,就是因为它们表面反射的光射入了我们的眼睛。
二、探究光的反射定律
1.发现问题、提出问题:光射到物体表面时 会发生反射,从而改变光的传播方向。那么,光在反射时,是否遵循特定的规律呢?
2.设计方案、收集证据
(1)实验装置(如图 T4-2-1所示)
(2)实验步骤
a.将平面镜放在 上,再把白色半圆形屏 放置在平面镜上,这个屏由两个大小相同的扇形面 E、F连接而成。
b.如图 T4-2-2 所示,使一束光沿扇形面 E射到平面镜O点,经平面镜反射,光沿另一个方向射出,在屏上描出入射光线 和反射光线 的径迹。
c.改变光束入射的角度,多做几次实验,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。
d.取下光屏,用 测量接缝ON 两侧的∠AON 和∠NOB,将数据记录在下表中:
实验次数
1
2
3
4
∠AON
∠NOB
e.将光线沿 BO 射入,观察反射光线是否与光线OA 。
f.将扇形面 F 向前或向后折,在纸板上观察反射光的径迹。
3.得出结论、作出解释
光在发生反射时,反射光线、入射光线与法线在 平面内,反射光线和入射光线分别位于法线 ;反射角 入射角。这就是光的反射定律。光在发生反射时光路是 的。
4.交流合作、评估反思
(1)让光屏垂直放置在平面镜上的目的是 。光屏倾斜于平面镜放置后,在光屏上 (选填“能”或“不能”)观察到反射光线。
(2)让光线紧贴光屏射向 O 点的目的是 。
(3)可折转光屏选择表面相对 的,以便于观察光路。
[明确](1)光的反射定律可归纳为:三线共面、两线分居、两角相等。
(2)反射角等于入射角,不能说入射角等于反射角,这里存在一个因果关系,入射角是“因”,反射角是“果”。
三、镜面反射和漫反射
1.镜面反射:一束平行光射向光滑的平面,反射光也平行的现象,如图T4-2-3甲所示。
2.漫反射:平行光经粗糙的表面反射后,反射光不再平行,而是杂乱无章地射向各个方向的现象,如图乙所示。
3.我们能够看见物体,是因为物体发出或反射的光进入我们的眼睛。当我们观察一个不发光的物体,从各个角度都可以看见该物体,是因为光在物体表面发生了 ;只有从固定角度才能清楚地看见该物体,是因为光在物体表面发生了
应用示例
类型1 光的反射现象
例1 下列成语所描绘的光现象中,由光的反射形成的是 ( )
A.立竿见影 B.凿壁借光
C.镜花水月 D.坐井观天
类型2 探究光的反射定律
例2 (2024 青岛李沧区一模)小雨同学做“光的反射”实验,实验装置如图 T4-2-4甲所示,平面镜放在水平桌面上,白色纸板ABCD 能绕垂直于CD 的 ON 轴翻转,在纸板上安装一支可自由移动的激光笔。
(1)选用的白色纸板表面要尽可能粗糙一些,其目的是使光在纸板上发生 ,这样我们就能从各个方向看清光的传播路径。
(2)如图甲所示,纸板竖直立在平面镜上,移动激光笔,使入射光束绕入射点O 沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿 时针方向转动。
(3)为了进一步确定反射光线的位置,小雨同学把硬纸板 BD 面沿 PQ剪开,将上半部分向后折,如图乙所示,发现在硬纸板 BD 的 半部分看不到反射光线,另一半能看到,此实验现象说明 。
(4)实验中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,如图丙所示,此时反射光线 (选填“能”或“不能”)呈现在纸板上。
[实验点拨](1)在实验时纸板应该垂直放置在平面镜上。在记录光路时,可用笔在光路上不同的位置点两个点,实验后用直尺和笔将两点连起来即为所要记录的光路。
(2)改变入射光的方向多次实验是为了得出普遍规律,避免实验结论的偶然性。
类型3 根据光的反射定律作图
例3 根据要求作图。
(1)有时,黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛。如图 T4-2-5所示,A点表示被“晃”人的眼睛,OA 是发生这种现象时的一条反射光线。请在图中作出OA 的入射光线,并标出入射角的度数。
(2)如图 T4-2-6所示,一束光与水平方向成60°角,请你放置一块平面镜使它的传播方向变为水平向右,画出平面镜的位置,并标出反射角的度数。
(3)如图 T4-2-7所示,请在虚线框内填补所需的光学元件,使光路成立。
[方法指导]利用光的反射定律作图技巧
利用光的反射定律作图时,找准法线是关键,法线既与镜面垂直,又是入射光线和反射光线夹角的平分线,它在光路作图中十分重要。
(1)已知入射光线(或反射光线)、镜面,作反射光线(或入射光线)
步骤:①过入射点作平面镜的垂线即为法线;②找出入射角(或反射角);③根据反射角等于入射角,作出反射光线(或入射光线)。如果题目让标出反射角,应特别注意反射角是反射光线和法线的夹角,而不是反射光线和镜面的夹角。
(2)已知入射光线和反射光线,确定平面镜位置
步骤:①作出反射光线和入射光线夹角的平分线即为法线;②过入射点作法线的垂线,垂线位置即为平面镜的位置。
(3)“暗箱”问题作图时,先根据入射光线与出射光线的分布情况,确定光学元件的类型;再将入射光线和出射光线正向或反向延长,找到“对应”光线的交汇点后,即可确定光学元件的位置。
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类型 4 镜面反射和漫反射
例4 雨后的夜晚,当你迎着月光行走在有积水的路上,你会发现水洼处和干燥的地面亮度是不一样的,下列说法正确的是 ( )
A.干燥的地面比较暗,水洼处比较亮
B.干燥的地面比较亮,水洼处比较暗
C.光在水面处发生的是漫反射,在干燥的地面处发生的是镜面反射
D.只有镜面反射才遵循光的反射定律,漫反射不遵循光的反射定律
[易错警示]迎着月光和背着月光看积水的亮暗问题(如图T4-2-8所示):
①当迎着月光走时,光照射到水面上会发生镜面反射,反射光向同一方向射出,会有很多光射入人眼,所以看上去积水处是明亮的;此时,光照射到地面上发生漫反射,反射光射向各个方向,进入人眼的光较少,看上去地面显得很暗。所以迎着月光走时,发亮处是积水。
②当背着月光走时,人与入射光在同一侧,光照射在水面上发生镜面反射,几乎没有反射光进入人的眼睛,而光照射到地面上发生漫反射,有少量反射光进入人眼,看上去积水处比地面还暗。所以背着月光走时,发亮处是地面。
课堂小结
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课堂反馈(十六)
[光的反射]
1.黑暗的房间里有两盏电灯,只有一盏灯点亮,但人能看到未点亮的灯泡。如图16-1所示是“看到未点亮灯泡”的光路图,其中正确的是 ( )
2.如图16-2所示的四种现象中,属于光的反射现象的是 ( )
3.小明想利用一块平面镜使射向井口的一束太阳光竖直射入井中,如图16-3所示,图16-4中是确定平面镜位置的作图过程,数字符号表示作图的先后次序,其中正确的是 ( )
4.若反射光线与入射光线的夹角为80°,则入射光线与镜面的夹角是 ( )
A.40° B.50° C.80° D.100°
5.我们能够看见不发光的物体,是因为物体 的光进入了我们的眼睛;而我们能从不同的方向看到本身不发光的物体,是因为光照射到物体表面发生了 ,这可用图16-5 (选填“甲”或“乙”)中的光路来解释。
6.同学们利用如图16-6甲所示的器材(纸板 F 可绕ON 前后翻折)探究光的反射定律。
(1)图乙中,用激光笔沿AO方向射向平面镜,且入射光线与平面镜的夹角为( 则此时入射角的大小为 ;将纸板 F 绕ON 向后折,纸板 F 上 (选填“有”或“没有”)反射光,这一步骤的目的是探究反射光线、入射光线与法线是否 。
(2)当图乙中纸板 F 与纸板E 在同一平面时,让另一束光沿 BO 方向射向平面镜,发现反射光沿OA 方向射出,这一现象表明 。
(3)为了得到“反射角等于入射角”这一普遍规律,接下来的操作是改变 ,多次实验。
(4)图丙中,保持入射光AO不变,将平面镜绕入射点旋转,使入射角增大 则反射光偏转的角度为 。
7.请在图16-7中画出反射光线,并标出反射角的度数。
8.在图16-8中画出经平面镜组(两镜面互相垂直)反射后的反射光线。
第二节 光的反射
【新知梳理】
一、1.表面 返回原来介质
二、2. (2)a.水平面 垂直 b. AO OB
d.量角器 e.重合
3.同一 两侧 等于 可逆
4.(1)在光屏上同时显示入射光路和反射光路 不能
(2)显示光路 (3)粗糙
三、3.漫反射 镜面反射
【应用示例】
例1 C
例2 (1)漫反射 (2)顺
(3)上
入射光线、反射光线、法线在同一平面内
(4)不能
例3 (1)如图所示 (2)如图所示
例4 A
课堂反馈(十六)
1. D 2. B 3. B 4. B
5.反射漫反射乙
6. (1)30°没有在同一平面内
(2)在光的反射现象中,光路是可逆的
(3)入射角大小
(4)20°
7.如图所示 8.如图所示
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