【本讲教育信息】
一. 教学内容：
§5-1光的传播与物体的颜色
§5-2光的反射
§5-3 探究平面镜成像的特点
（一）光源、光线和光束
宇宙间的物体不论其大小与种类，其中能自行发光的物体我们称之为光源。在研究光现象时，我们常常根据光源的大小将光源分为点光源和面光源。当发光物体的大小远远小于它到观察者的距离时，可以把它看成一个发光点，称为点光源。那些不能作为一个发光点来看待的光源，则称为面光源。
在描述与研究光的传播时，可以用一条带箭头的直线表示光的行进方向，这样的直线称为光线， (1)光线的概念是人为引入的，是对实际存在的一束极细的光的抽象。(2)光线是为研究光的传播而建立的一种物理模型，从而才能用几何的方法来描述和研究光的传播规律。
（二）光沿直线传播的条件：光在均匀介质中沿直线传播
（三）光的传播速度
目前世界公认的真空中的光速c=299,792,485米/秒。在通常的计算中我们取真空中光速为c=3.0×108米/秒，光在其它介质中的速度比在真空中的速度小。
在空气中的速度：约3×108 米/秒；（在水中的速度：2.25 ×108 米/秒
在玻璃中的速度：2 ×108 米/秒）
另：知道光年是天文学中长度单位，光年不是时间单位，也不是速度单位.
1光年=3×108m/s×365×24×3600s=9.46×1015m
（四）物体的颜色：
① 光的色散现象→白光不是单色光，而是由不同颜色的光组成。
② 透明物体的颜色是由它能透过的色光决定；不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
③ 黑色物体吸收各种颜色的光，而白色物体则反射各种颜色的光
（五）
1. 光的反射定律：
此两图探究的目的是什么？探究的结论是什么？
此图探究的目的是什么？探究的结论是什么？分析上述数据，可以得到的初步结论是：
光发生反射现象时，遵循光的反射定律，即：
（1）反射光线和入射光线与法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别位于法线两侧。
（2）反射角等于入射角。
（3）在光发生反射现象中，光路是可逆的。
（理解光的反射定律：牢记光的反射定律内容，不能颠倒因果关系；知道什么是入射角，反射角；入、反射角一定是入、反射光线与法线之间的夹角.会用反射定律画有关光路图，牢记法线的性质：ⅰ平分入、反射光线之间夹角；ⅱ垂直于镜面（或界面）。在画图中注意画出表达光路方向的箭头，图中哪些地方该标实线、哪些地方标虚线一定要注意。）
2. 光的反射分为：镜面反射与漫反射。它们都遵循光的反射定律。正是由于漫反射，我们才有可能看到本身不发光的物体。
（六）成像知识：平面镜成像特点
1. 小孔成像是光的直线传播形成的。
2. 平面镜成像特点：
平面镜所成像的大小和物体大小相等。
像到平面镜的距离与物到平面镜的距离相等。
像的左右与物的左右关系是相反的。
像的上下与物的上下关系是相同的。
像点与相应物点的连线与镜面垂直。
物体在平面镜中所成的像是虚像。
（掌握平面镜成像作图方法；理解光的反射原理作图；平面镜成像作图是本章要掌握的重点内容。）
3. 平面镜的应用：
① 用平面镜成像：如照镜子，主要是用来观察眼睛不能直接看到的物体，如自己的面容、姿势等；还有商店里墙上的平面镜为了增加空间感。
② 用平面镜改变光路：可用它来改变光路以按要求控制光的传播方向。
如香港汇丰银行大楼上的平面镜阵列；
③ 用平面镜既改变光路，又要看它成的像。如：潜望镜和牙科医生用的小平面镜等；
4. 球面镜分为凸面镜和凹面镜。凸面镜对光线有发散作用；凹面镜对光线有会聚作用。
【典型例题】
例题1. 不能用光的直线传播来解释的物理现象是( )
A. 日食和月食
B. 影子的形成
C. 小孔成像
D. 发生雷电时，先看到闪电后听到雷声
分析与解答：太阳、月球、地球运行到同一直线时，由于光是沿直线传播的，当月球挡住了太阳射向地球的光，便产生了日食现象；当地球挡住了太阳光时，就发生了月食现象，影子的形成是由于光沿直线传播时遇到不透明的物体而留下的阴影区域；小孔成像也是由于光沿直线传播，蜡烛的光通过小孔后在屏上形成倒立的烛焰像，因此A、B、C选项均能用光的直线传播来解释。D是说明光在空气中的传播速度比声音传播的速度快，不能用光的直线传播来解释。此题的正确选项是D。
例题2. 光在真空中的传播速度是___________m/s。一通讯卫星距离地球约3×104km，一束光从卫星射向地球约需___________s。
分析：光在真空中传播的速度为3.0×108m/s，光从通讯卫星射到地球的传播速度可认为是3.0×105km/s，由速度公式可得t=S/v=3×104km/3.0×105km/s=0.1s。知道光在真空中的传播速度，会正确应用运动的速度公式计算时间是解答此类题目的关键。
例题3. 一条与水平方向成60敖堑娜肷涔庀哐厮椒较蚝褪狈较蛏涑觯捎靡豢槠矫婢担镜面反射来达到这一目的，试用作图法确定平面镜的位置并指出平面镜与水平方向的夹角
解析与解答：入射光线沿水平方向和竖直方向射出，各有两种情况，即沿水平方向可向左和向右射出；沿竖直方向可向上和向下射出。
平面镜放置的位置要与入射光线和反射光线的角分线垂直，根据角的关系可得出：
反射光线水平向左射出时，平面镜与水平方向的夹角为60埃较蛴沂保矫婢涤胨椒较虻募薪俏_30埃_
同理可得出反射光线沿竖直方向向上，平面镜与水平方向的夹角为15埃环瓷涔庀哐厥狈较蛳蛳拢矫婢涤胨椒较虻募薪俏_75°
例题4. 某同学在做平面镜成像特点实验时，将一块玻璃板竖直架在一直尺的上面，再取两段等长的蜡烛A和B一前一后放在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛A，用眼睛进行观察。在此实验中：
（1）直尺的作用是便于比较物与像__________ 关系；
（2）两段等长的蜡烛是为了比较物与像__________关系；
（3）移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上__________(填撃軘或摬荒軘)接收到蜡烛A的烛焰的像，这说明平面镜成的是__________像。
解析与解答：在观察平面镜成像的特点的实验中，利用直尺可以量出两支蜡烛到玻璃板的距离，从而比较它们的远近，得出像与物到镜面的距离相等的关系。取两段等长的蜡烛做实验是为了比较物和像的大小。把蜡烛B换成光屏后，由于玻璃板后没有实际光线会聚点，因而屏上没有像，从而用实验证明了平面镜所成的是虚像。
答案：（1）到平面镜的距离之间的
（2）大小之间的
（3）不能，虚
例题5. 晚上，在桌上铺一张白纸，把一块小平面镜放在纸上(镜面朝上)，让手电筒的光正对着平面镜照射，从侧面看去( )
A. 镜子比较亮，它发生了镜面反射
B. 镜子比较暗，它发生了镜面反射
C. 白纸比较亮，它发生了镜面反射
D. 白纸比较暗，它发生了漫反射
解析与解答：在该实验中，因为平面镜的镜面很光滑，垂直入射到镜面的光被垂直反射回去，射到其他方向的光很少，因此从侧面看去，基本上没有光线射入眼中，镜面看起来比较暗，所以A是错误的，选项B正确。又因为白纸表面比较粗糙，入射到白纸上的光发生了漫反射而不是镜面反射，反射光线能射到各个方向，所以从侧面看到白纸比较亮，所以选项C、D也是错误的。正确选项为B 。正确区分镜面反射和漫反射是解答此题的关键。
例题6. 如图所示是从平面镜中看到一钟表时针和分针位置，此时的实际时刻是( )
A. 8时20分 B. 4时20分 C. 3时40分 D. 8时40分，
解析与解答：此题产生错解的原因是不懂得通过平面镜观察到的是钟面的虚像，此像与钟是以镜面对称的，因而左右是颠倒的。即像的左边是物的右边，原来时针是顺时针旋转的，像中的指针变为逆时针旋转了，所以钟面所指的真正时间为3时40分，所以正确选项为C。
例题7. 关于光的反射定律，下列说法正确的是（ ）
A. 光的反射定律，只在射向光滑的平面时成立
B. 光在水面上发生反射时，光的反射定律不成立
C. 光在漫反射时，不遵守光的反射定律
D. 光在所有的物体表面上反射时，都遵守光的反射定律
解析与解答：产生错解的原因是不理解光在任何物体表面上反射时，都严格遵循光的反射定律。光在光滑平面上产生镜面反射，在粗糙表面产生漫反射，每条光线都遵守光的反射定律。因此选项A、C是错误的。光射到水面上时，部分光反射到空气中，仍遵守光的反射定律继续传播，所以B也是错误的。正确选项是D。
例题8. 某人身高1.80米，站立在竖直放置的平面镜前，要想看到自己的全身像，镜子最小需多长，镜子对悬挂有何要求？
解析与解答：如图所示A、E、B分别代表人的头顶、眼睛和脚尖，MN为平面镜位置，而A'、E'、B'分别代表头顶、眼睛和脚尖的像。根据平面镜成像的特点及光的可逆性。MN为镜子的最小长度，因为OM=1/2AE，ON=1/2EB，所以OM+ON=1/2（AE+EB），即MN=1/2AB，也就是说镜子的高度应为这人身高的一半，此人身高1.80米，所以镜长应为0.9米。所放的位置如图所示，镜子的上端M点应在人的头顶和眼睛之间距离的中点的高度，若高度挂得不对，就不能看见自己的全身像了。
【模拟试题】（答题时间：70分钟）
一. 填空题
1. 光的反射定律：反射光线跟入射光线、法线在 ；反射光线和入射光线分居在 ；反射角 入射角。
2. 下列物体：太阳、月亮、蜡烛焰、钻石、波光粼粼的水面、乌黑发亮的头发、篝火中，不是光源的是 。
3. 打靶时要求三点一线，即缺口、准星、靶心在同一直线上，这样子弹才容易命中目标，这是利用了光在均匀介质里 的原理。
4. 一束光线垂直入射到镜面上，则反射角为 ，入射角为 ，入射光线与反射光线的夹角是 。若将镜面转动后，入射光线与镜面的夹角是300，则入射光线与反射光线的夹角是 。
5. 在电影院里，各座位上的人都能看清银幕上的画面，这是因为光在银幕上________。
6. 一束光线垂直射到平面镜上. 若不改变入射光线的方向，将镜面转过25°角，则反射光线改变的角度是 。
7. 在一个脸盆的水面上，能看到月亮的像，这是由于 而形成的；月亮的像距水面的距离 月亮到水面的距离。 （填“大于”、“小于”或“等于”）
8. 晴天在树荫下的地面上有很多圆形的光斑，这是太阳的________，其成像原理为________。
9. 汽车头灯是个________面镜，汽车驾驶室外的观后镜是________面镜。
10. 平面镜M固定不动，当物体以2米/秒的速度向平面镜移动，其像相对于平面镜的速度是________；若物体不动，平面镜向物体以2米/秒的速度移动，则像相对于物体的速度是________。
11. 人通过墙上的小孔观察外面的景物，眼离小孔越近，看到的范围越________，这是由于光的________形成的。
12. 生物显微镜的载物台下装有一个________镜，以便使光能会聚到被观察的物体上。
13. 当月球运行到太阳和地球之间的适当位置时，就会出现日食。如图所示，在A和B处的人们看到的是日________食，且A和B处看到的太阳的形象的差别是________。在C处看到的是日________食，在D处的人们看到的是日________食。
14. 舞蹈演员上身穿白衣服，下面穿绿裤子。当剧场舞台上用红光灯照射到这个演员身上时，剧场观众看到演员上身的衣服是________色，下身的裤子是________色。
15. 光在______介质中是沿_______传播的，光年是_______的单位。
16. 光在真空中的传播速度为：_________km/s，光在其它介质中的速度______这个速度。（大于、小于、等于）
17. 日食的形成是因为______________，发生日食时，是_______的影子落在_______上。
18. 如图BO叫____________；ON叫____________；∠BON叫____________。
19. 光的反射定律的内容是：①______________________； ②______________________；③_____________________。
二. 选择题：
20. 不能用光的直线传播来解释的物理现象是（ ）
A. 日食和月食 B. 影子的形成
C. 小孔成像 D. 发生雷电时，先看到闪电后听到雷声
21. 要使眼睛看到物体，则（ ）
A. 这个物体必须是光源 B. 这个物体一定在发光
C. 肯定有光由物体进入人眼 D. 物体肯定在反射太阳光
22. 下列说法正确的是（ ）
A. 光线照射到书籍、衣服上时，将发生漫反射
B. 当入射光线平行时，镜面反射后的光线将彼此平行
C. 当入射光线平行时，漫反射后的光线将彼此不平行
D. 镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律
23. 物体在平面镜中所成的像的大小，取决于（ ）
A. 镜面的大小 B. 观察者的位置
C. 物体的大小 D. 物体与镜面间的距离
24. 小明检查视力时，眼睛和视力表应相距5米，现将视力表挂在平面镜前2米处，小明从平面镜中看视力表上的符号，则小明离平面镜的距离应是（ ）
A. 2米 B. 3米 C. 2.5米 D. 5米
25. 身高1.5米的人站在平面镜前1米处，下列说法正确的是（ ）
A. 当他走近平面镜时，镜中的像变大
B. 像与他的距离是2.5米
C. 像与镜的距离是1米
D. 他在镜中成的是正立、等大、虚像
26. 太阳光与水平方向成30敖巧湎蛩降孛妫靡豢槠矫婢凳固艄獗湮厮椒较蛏涑觯蛘饪槠矫婢涤胨降孛娴募薪强梢允牵海_ ）
A.15° B.30° C.60° D.75°
27. 下列现象不能说明光的直线传播的是：（ ）
A. 日食 B. 小孔成像
C. 影子 D. 先闪电后打雷
28. 一棵树在阳光照射下，它的影子从早晨到晚上的变化情况是：（ ）
A. 先变长后变短 B. 先变短后变长
C. 逐渐变短 D. 逐渐变长
29. 一束光线垂直射到物体表面，则反射角为：（ ）
A. 0° B. 45° C. 90° D. 180°
30. 关于镜面反射和漫反射说法正确的是：（ ）
A. 镜面反射遵守反射定律，而漫反射不遵守
B. 镜面反射不遵守反射定律，而漫反射遵守
C. 镜面反射和漫反射都不遵守反射定律
D. 镜面反射和漫反射都遵守反射定律
31. 一束光与镜面成30埃蛉肷涔庀吆头瓷涔庀叩募薪俏海_ ）
A. 60° B. 30° C. 120° D. 90°
32. 黑板表面都要做得比较粗糙，主要原因是：（ ）
A. 便于用粉笔写字 B. 不使黑板发生反射
C. 使黑板形成漫反射 D. 便于黑板刷擦字迹
33. 我们面对平面镜逐渐靠近时，则像将：（ ）
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变小后变大
34. 在平静的水面上有树的倒影，那是树的：（ ）
A. 实像 B. 虚像 C. 影子 D. 实物
35. 关于平面镜成像的说法错误的是：（ ）
A. 人在平面镜中成的是虚像
B. 物体在平面镜中成的是实像
C. 物、像大小相等
D. 物、像到镜的距离相等
36. 下列不属于光的反射的是：（ ）
A. 平静的水面上出现树的倒影 B. 阳光下树的影子
C. 从玻璃中看到自己的像 D. 用潜望镜观看战壕外的物体
三. 作图题
37. （1）在如图所示中画出反射光线。
（2）如图所示，已知入射光线与反射光线的夹角为120埃曰鼍底拥奈恢谩_
（3）在如图所示的方框中填上适当的光学元件，并完成光路。
【试题答案】
一. 填空
1. 同一平面内，法线两侧，等于
2. 月亮、钻石、波光粼粼的水面、乌黑发亮的头发
3. 沿直线传播
4. 0埃_0埃_0埃_120°
5. 发生了漫反射
6. 50°
7. 光的反射，等于
8. 像，小孔成像
9. 凹，凸
10. 2米/秒，4米/秒
11. 大，直线传播
12. 凹
13. 偏，A处看到日偏食上部亮，B处看到日偏食下部亮，环，全
14. 红，黑
15. 均匀，直线，时间
16. 3.0×105，小于
17. 光的直线传播，月亮，地球
18. 反射光线，法线，反射角19.略
二. 选择
20. D 21. C 22. ABC 23. C 24. B 25. CD 26. AD 27. D 28.B
29. A 30. D 31. C 32. C 33. C 34. B 35. B 36. B
三. 作图
37（1）
（2）
（3）
