内容正文:
第1章对环境的察觉
1.4光的反射和折射
第1课时 光的反射
精讲·吃透教材
要点一 光的反射
1.光的反射:与声音遇到障碍物会反射一样,光射到水面、桌面或其他物体的表面时也会发生反射。
2.如图,在光的反射现象中,O是入射点,AO叫作入射光线,OB 叫作反射光线,从入射点O引出的一条垂直于反射面的直线ON 叫作法线。入射光线AO跟法线ON 的夹角α叫作入射角,反射光线OB 跟法线ON 的夹角β叫作反射角。
例1 如图,一束激光射到平面镜上,当入射光线与镜面成60°角时,下列说法错误的是( )
A. 入射角为∠4=60°
B.反射光线与入射光线的夹角为60°
C. ON 为法线
D.若将激光沿 FO 射向平面镜,反射光线为OE
解析 入射角是入射光线与法线的夹角,因此入射角为∠3=90°-60°=30°,反射角等于入射角,则反射角也为30°,反射光线与入射光线的夹角为30°+30°=60°,故 A错误,B正确。法线与镜面垂直,则ON 为法线,故C正确。在光的反射现象中,光路是可逆的,因此若将激光沿FO射向平面镜,反射光线为OE,故D正确。
答案 A
要点二探索光的反射
1.探索光的反射定律
实验步骤
(1)把一面平面镜M放在水平桌面上,再把一块硬纸板 ENF竖直地立在平面镜上,纸板由可以绕ON 折转的E、F两块板组成,纸板上的直线ON 垂直于镜面
(2)使E、F两板面处于同一平面,如图甲所示,让一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点,经过平面镜的反射,从另一个方向射出,在纸板上用红色笔描出入射光AO和反射光OB的径迹。改变光束的入射角度,多做几次,用其他颜色的笔描出入射光和反射光的径迹
(3)将F 板绕ON 向前折转或向后折转,如图乙所示,在F 板上观察能否看到反射光
(4)取下硬纸板,用量角器量出入射角和反射角,并将测量结果记录在表中
实验结论
(1)当纸板E和F 在同一平面时,能观察到反射光线,且入射光线和反射光线分居法线两侧,反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变
(2)通过分析实验数据可知,反射角等于入射角,反射角随入射角的变化而变化
(3)把纸板F绕ON 前后折转,在纸板 F 上将看不到反射光线,说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内
2.光的反射定律:在反射现象中,反射光线和入射光线、法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。
3.光路的可逆性:在反射现象中,光路具有可逆性。若使入射光逆着原反射光的方向射到平面镜上,得到的反射光恰巧逆着原入射光方向射出。
例2 如图,探究光的反射定律时,将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张硬纸板竖直放在平面镜上,硬纸板由可以绕ON 折转的E、F两块硬纸板组成。让一束光贴着硬纸板左侧的E 板沿AO方向射到O点,在右侧F板上能看到反射光线OB。
(1)实验时从硬纸板前不同的方向都能看到入射光线,这是因为光在硬纸板上发生了 (填“镜面反射”或“漫反射”),其中硬纸板的作用是 。
(2)若将 F 板向后折转一定的角度,则在 F 板上 (填“能”或“不能”)看到反射光线,此时反射光线和入射光线 (填“在”或“不在”)同一平面内。
(3)如果将光线沿着BO 方向射向平面镜,反射光线沿着OA 方向射出,这说明在光的反射现象中,光路是 。
解析(1)实验时从硬纸板前不同的方向都能看到入射光线,这是因为光在硬纸板上发生了漫反射;其中硬纸板的作用是显示光的传播路径,探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
答案(1)漫反射 显示光的传播路径,探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内(2)不能 在 (3)可逆的
要点三镜面反射和漫反射
反射类型
定义
图示
镜面反射
平行光入射到光滑的反射面上,形成的反射光仍是平行的,这种反射叫作镜面反射
漫反射
平行光入射到粗糙的反射面上,形成的反射光向四面八方射出,这种反射叫作漫反射
例3 如图,在暗空中用手电筒照射挂在白色高墙上的镜子,人在侧面看被照射部分会感到( )
A.墙和镜子看上去都较暗
B.墙和镜子看上去都较亮
C.墙是白色明亮的,镜子是暗的
D.墙是暗的,镜子是明亮的
解析镜子表面很平,当用手电筒照射时,会发生镜面反射,从侧面看,几乎没有光线进入人的眼睛,因此会感到平面镜是暗的;墙面凹凸不平,当用手电筒照射时,反射光线射向四面八方,从侧面看,有一部分光线进入人的眼睛,因此会感到墙是白色明亮的。
答案 C
精练分层进阶
A组
1.下列现象中,属于光的反射现象的是( )
A.小孔成像 B.路灯下形成的人影
C.湖面上的倒影 D.大树下的光斑
2.如图,小海在“探究光的反射定律”实验时,利用红、绿、蓝三种色光的激光笔进行实验,他将位于同一平面内的白色纸板A、B立在平面镜上。下列说法中正确的是( )
A.①号光线为蓝色
B.红光的入射角为90°
C.利用该装置进行实验时,白色纸板不需要垂直于平面镜放置
D.将白色纸板B 沿红光所在直线向后折,无法观察到反射光线,表明反射现象消失
3.晚上,在桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射,如图所示。此时,从侧面看去白纸比较 (填“亮”或“暗”),因为光在白纸表面发生 反射。如果眼睛挨着手电筒正对着桌面往下看,则 比较亮。
4.按要求完成光路图。
(1)在图甲中画出反射光线。
(2)在图乙中画出入射光线。
(3)在图丙中画出反射面。
5.用如图甲的装置探究光的反射定律,白色硬纸板 EF 垂直于平面镜放置,能沿着ON折转,ON 垂直于平面镜。让入射光贴着白色硬纸板 EF 沿 AO 射向平面镜上的O点,观察反射光的方向。多次改变入射光的方向,观察并描绘光的径迹,量出入射角i 和反射角r,记录如表。
次序
1
2
3
4
5
6
入射角i
15°
30°
45°
60°
70°
80°
反射角r
15°
30°
45°
60°
70°
80°
(1)将一束光贴着白色硬纸板 E 沿AO 射到O点,白色硬纸板 F 上会显示出反射光束OB。为在白色硬纸板上画出入射光线的位置,接下来的操作是 。
(2)比较反射角r和入射角i,可以得出结论: 。
(3)将一束光贴着纸板 EF 沿 BO 射到O点,光沿着OA 方向射出,这说明在光的反射现象中, 。
(4)接下来,老师进行了如图乙的演示。先用加湿器使教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在柱 M上固定一红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O 点,模拟法线。打开固定在柱 N上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,显示出入射光线和反射光线。然后水平方向缓慢转动水平圆台,这样操作的目的是验证 。
B组
6.雨后的夜晚,当迎着月光走路时,为了避让水洼,不要走地面上较亮的地方,下列表示光路中正确的是( )
7.如图为一种液面升降监测装置原理图,请根据图和所学知识回答下列问题。
(1)点光源 S 发出的一束激光与水平液面成50°角射向平静的液面,入射光线与反射光线的夹角为 ;光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的 S'点,当液面下降时,光点 S'将 (填“向左”“向右”或“不会”)移动。
(2)要使该装置更灵敏,即液面变化高度一定时光斑移动更明显,可采取的措施为 。
1. C 2. A
3.亮 漫 平面镜
4.见图
5.(1)用笔在白色硬纸板 E 上沿 AO 描出入射光线的径迹(2)在光的反射现象中,反射角等于入射角(3)光路是可逆的(4)反射光线、入射光线和法线在同一平面内
6. B
7.(1)80°向右(2)使激光与液面的夹角更小(合理均可)
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