【本讲教育信息】

一. 教学内容：

第二章光与视觉

第一节形成视觉的条件光的反射

第二节光的折射

【教学目的】

（1）了解人看到周围物体的条件。

（2）理解光的反射定律。

（3）知道镜面反射和漫反射。

（4）能解释简单的反射现象。

（5）了解光的折射现象。

（6）理解光的折射规律。

（7）能运用折射知识解释有关光学现象。

二. 重点、难点：

1. 重点：

（1）光的反射规律

（2）光的折射规律

2. 难点：

运用反射和折射知识解决相关实际问题。

三. 重点知识：

1. 人看到周围物体的条件：

（1）人看到物体的过程：

（2）要看到周围物体必须具备下列四个条件：

a. 物体必须会发光或反射光。

b. 眼睛必须在光的传播方向上。

c. 光信息必须被眼睛所接受。

d. 大脑必须处理眼睛传来的神经信号形成视觉。

2. 反射定律：

（1）相关名称介绍

反射现象：光射到物体表面上时，被反射回去的现象叫光的反射。

入射光线：射向反射面的光线，如图中的AO

入射点：入射光线和反射面的交点，如图中的O

法线：经过入射点和反射面垂直的虚线，如图中的ON

反射光线：入射光线照到物体表面时，有一部分会被反射回去，如图中OB。

入射角：入射光线和法线间的夹角，如图中的∠i。

反射角：反射光线和法线间的夹角，如图中的∠r。

（2）反射定律内容

a. 入射光线、反射光线、法线在同一平面内。

b. 入射光线和反射光线分居法线二侧。

c. 反射角等于入射角。

（3）注意点

a. 必须说成反射角等于入射角，原因是反射角随入射角变化而变化。

b. 反射时光线具有可逆性，如果下图中光线AO经反射面反射后沿OB方向射出，那么沿BO入射的光线经反射面反射后必定沿OA射出。

3. 镜面反射和漫反射

（1）概念

镜面反射：平行光线射到很平的反射面（如平面镜）时，反射光线也是平行光线，如下图①所示。

漫反射：平行光线射到粗糙的反射面时，反射光线是射向四面八方的，如下图中②所示。

（2）镜面反射和漫反射的异同

异：对于平行的入射光线，镜面反射中反射光线也是平行的，漫反射中反射光线不是平行的。

同：不管是镜面反射还是漫反射，每一条光线都遵循光的反射规律。

（3）应用

a. 平面镜和平静的湖面，发生的反射一般是镜面反射。

一般的在纸面、桌面、黑板等物体表面上发生的都是漫反射。

b. 黑板反光现象

如下图：b处进来的入射光线射到黑板上的粉笔字处发生的是漫反射，反射光线射向四面八方，b处和c处的同学都能看到粉笔字。如果粉笔字处的黑板很光滑，b处进来的光在粉笔字处的黑板就发生了镜面反射，反射光线射向一个方向，如图所示，所以a处的同学觉得黑板特别亮，比粉笔字还亮，这样就使a处的同学看不清黑板上的粉笔字了，这就是黑板反光。

c. 投影机银幕用粗布而不用细布制作。银幕用粗布制作，就因为粗布上发生的是漫反射，可以使反射光线射向四面八方，使各个角度的观众都能看清银幕上的图象。如果银幕用细布做，可能会发生镜面反射，使反射光线射向一个方向，从而使其它方向的观众看不清银幕上的图象。

4. 光的折射

光在同一种介质中沿一条直线传播，当光从一种介质进入另一种介质时，会出现2种情况：

（1）垂直射入：光的传播方向不变。如下图，光线AO→光线OB

（2）斜射：光的传播方向发生改变。如下图，光线CO'→光线O'D

光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向会发生偏折的现象。

5. 光的折射规律

（1）相关名称介绍（如下图所示）

界面：两种介质的分界面称为界面。

入射光线：射向界面的光线，如光线AO。

法线：经过入射点与界面垂直的虚线，如NN'。

折射光线：折射后离开界面的光线，如光线OC。

入射角：入射光线与法线的夹角，如∠AON。

折射角：折射光线与法线的夹角，如∠CON'。

（2）折射定律内容

a. 入射光线、折射光线、法线在同一平面内。

b. 入射光线和折射光线分居法线两侧。

c. 折射角和入射角关系：

（3）应用

从水面上看斜插到水中的筷子为什么会觉得筷子的水中部分会向上折？

如下图所示：斜插到水中的筷子本身是直的，筷子水下部分的a点发出的光线在水面处发生折射后，折射光线远离法线，人眼看到光线以为该光线是从它的反向延长线上的a'发出的，同样，筷子b点发出的光线，人也觉得是从它真实位置上方发出来的。因此，从水面上看就觉得筷子的水下部分向上折了。

【典型例题】

例1. 完成下列光路图。

分析和解答：

（1）先画法线，再确定反射光线位置。

（2）先确定法线，再确定平面镜位置。

（3）先画法线，再确定折射光线大概位置，最后确定折射角大小。

（4）MM'为界面，NN'为法线，由于折射角大于入射角，所以光是从其它物质射入空气中，因此MM'的下方是空气。

例2. 早上看日出，发现早晨的太阳较中午太阳大，并且离我们近些，这是为什么？

分析解答：如图所示，地球外面有一层大气层，大气层外面是真空，当我们看到太阳从地平线升起时，其实太阳还在地平线下方的A位置，太阳发出的光线AO进入大气层时发生折射，折射光线为OB，地面上的人看到光线OB就觉得光线是从BO的延长线上的C处发出来的，也就是说此时地面上的人看到的太阳位置恰好在地平线上的C处，此时看到的其实是太阳折射后的像，离地面近，并且较大。