【本讲教育信息】
一. 教学内容:
第三章
光现象
第5节 光的反射
二. 重点、难点
1. 掌握光的反射规律,知道法线、反射光线、入射光线、反射角、入射角的含义
2. 知道光的反射现象
3. 了解镜面反射和漫反射及其应用
4. 知道平面镜成的是虚像。
5. 会用对称法画平面镜成像的光路图。
三. 主要知识点分析
1. 光的反射规律
A. 光射到物体的表面时,有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫光的反射现象。
B. 光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射角等于入射角,就是光的反射定律。
C. 如图所示为光照到平面镜上发生反射的现象,其中O为入射点,过这点与镜面垂直的直线称为法线,入射光线为OA,反射光线为OB,∠1称为入射角,∠2称为反射角。
2. 镜面反射和漫反射
A. 一束平行光射到平面镜上,反射光仍是平行的,这种反射叫做镜面反射,而一束平行光射到一张白纸等物体上时,反射光就会射向各个不同的方向,这种反射叫做漫反射。但这两种反射都遵循光的反射定律。
B. 我们能够看到不发光的物体,就是因为这些物体的表面对光发生反射。
3. 我们能够看到平面镜中的像是由于发生了光的反射造成的。
物体反射或者发出的光线经平面镜后发生反射,我们看到反射光线,感觉光是从镜子的后面发出的,(实际上这里并没有光线发出,因而是虚像)这就是平面镜成像的主要原理。
4. 光的反射作图。根据光的反射规律,如果已知入射光线、分界面,可以作出法线和反射光线。如下图:
如果已知反射光线和反射面,我们可以做出法线和入射光线如下图:
如果给出了一条入射光线和一条反射光线,我们可以做出法线和平面镜的位置。
【典型例题】
例1. 一条光线入射到一平面镜上,且入射光线与平面镜之间的夹角为30°,则反射角是 ;若入射角减小10°,则反射光线和入射光线之间的夹角是 。
分析:入射角是指入射光线与法线的夹角,而不是与镜面的夹角。上述的两个角互余,所以入射角为60°,反射角也是60°。当入射角减小10°,则反射角也应该减小10°,都应该为50°,故其夹角为100°
答案:60° 100°
说明:光的反射定律:①三线共面:反射光线、入射光线、法线在同一平面内;②两线分立:反射光线、入射光线分别位于法线的两侧;③两角相等:反射角等于入射角。
举一反三1 关于光的反射,下列说法正确的是( )
A. 当入射光线与反射面的夹角为20°时,反射角也为20°
B. 入射光线靠近法线时,反射光线也靠近法线
C. 入射角增大5°时,反射光线与入射光线的夹角也增大5°
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
例2. 如图,甲是点光源在平面镜前所发出光线中的两条反射光线,请确定该光源的位置。
分析:对于平面镜而言每一条光线都遵循光的反射规律,当知道了反射光线,我们可以根据光的反射规律做出光的折射光线。反射光线的交点即为光源的位置
答案:如图乙
说明:光的反射作图:根据光的反射规律,当光源发出的光经平面镜反射后每一条光线都遵循光的反射规律,于是我们可以做出每一条反射光线的反向延长线,则这些反向延长线交于一点,则这点就应该是对应的像点,因此,用这种方法可以做出物体的像。我们可以称这种方法为对称法。
举一反三2 在平面镜前有一个发光点A,如图,请根据光的反射规律作出能看到A点像的范围。
例3. 雨后的月夜,当我们背着月光走时,我们应该注意( )
A.
亮处有水洼,暗处是地 B.
亮处是地,暗处是水洼
C.
水和地都暗 D.
水和地都亮
分析:水面可以看成是平面镜,发生镜面反射,地面的表面是凹凸不平的,发生的是漫反射。当我们迎着月光时,我们可以看到较强的反射光线,地面反射的光线要暗些,因此,亮处是水暗处是地;背着月光走时,我们几乎看不到水面反射的光线,但是能够看到地面反射的光线,因此,有水处暗,地面处亮。
答案:B
说明:镜面反射与漫反射:镜面反射,反射面光滑,若入射光线是平行光线,那么经平面镜反射后,反射光线也平行。平静的水面、磨光的黑板表面、平面镜等表面发生的反射都可以看作是镜面反射。漫反射,是指表面凹凸不平的表面使平行入射的光反射后不再平行。因此我们可以在不同的方位看到反射光线。黑板、书、地面和我们生活中所看到的大部分物体表面发生的都是漫反射,这正是我们能够看到本身不发光的物体的主要原因。这两种反射都遵循光的反射规律。
举一反三3:晚上,在桌面铺一张白纸,把一块小平面镜放在纸上(镜面向上),让手电筒的光正对着平面镜照过去( )
A. 镜子比较亮,因为它发生了镜面反射 B. 镜子比较亮,因为它发生了漫反射
C.
白纸比较亮,因为它发生了漫反射 D. 白纸比较暗,因为它发生了漫反射
例4. 在下图中有一光源S发出的某条光线经平面镜反射后刚好通过B点,画出光路图并找出入射点的位置。
分析:这是一个关于光的反射的作图题,在这里S点发出的能够被平面镜反射的所有光线都可以看成是从S点的像“发出”的。因此,我们作出S点关于平面镜的对称点S',将S'与B点连接即可。
答案:
说明:光的反射作图时,我们可以结合平面镜成像的相关知识来进行。
如图所示,电工要从房A点拉导线到河岸安装一盏路灯O后,再到房B点,路灯O选在岸上何处用导线最短?
【模拟试题】(答题时间:40分钟)
一、填空题
1. 一束光线照射到物体的表面上,一般都会发生 现象,如果表面是平滑的,则会发生 ;如果表面凹凸不平,则会发生 。两种反射都遵循 定律。我们能看到本身不发光的物体是由于物体表面发生了 现象。
2. 若使入射光线与反射光线的夹角为直角,则入射角应为 ,这时入射光线与平面镜的夹角是 。
3. 河岸边的景物在水中的“倒影”和“立竿见影”的“影”它们形成的过程是不同的。其中,前者是光的 形成的,后者是光的 形成的。
4. 星期天,小明拿着照相机想到一条南北方向的河流边拍几张有水中倒影的照片,上午阳光很好,为此小明应该选择站在河的 岸可以拍摄到清晰的照片。
5. 光线与平面镜的夹角是40°,则反射角为 ;若使入射角增大5°,此时反射光线与入射光线之间的夹角为 ;若入射光线跟平面镜之间的夹角从30°增大到90°,则反射角从 变化到 。
6. 古籍《淮南万毕术》记有这样一段文字:“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻……”这是利用了 原理来观察周围景物的,它与 装置的原理相同。
7. 轿车挡风玻璃不竖直安装,其主要原因是
。
8. 银幕常用粗糙的白布做成,其优点在于:一是利用
使坐在各处的观众都能看到画面,二是白布能反射
颜色的光,能使观众看到色彩正常的画面。
9. 在某饭店的一个长方形房间里,为了使客人感觉室内宽敞,主人在二面墙上装了一个与墙等大的平面镜,这是利用了
原理达到这一目的的,这样可以使人感觉房间的大小是原来的
倍。
10. 为了把太阳光反射到一座洞口朝向正东方向的水平涵洞中去,某同学设计安装了一块能自动调节方向的平面镜M,如图所示。正午时刻,太阳光垂直于水平地面照射,图中表示平面镜方向的那个角度应为α= ;午后,随着太阳西斜,α应适当
(选填“增大”或“减小”)。
二、选择题
11. 下列关于光现象的说法正确的是 ( )
A. 光发生漫反射时,不遵守光的反射定律
B. 光从空气射入水中,传播速度不变
C. 月食是因为光的反射而形成的
D. 平面镜可以成像,也可以控制光的传播路径
12. 如图,一束光线射向平面镜,那么这束光线的入射角和反射角的大小分别为( )
A. 40° 、 40° B.
40° 、50°
C. 50° 、 40° D.
50° 、50°
13. 下图是一张在湖边拍摄的照片。因为湖水平静,岸上杂物与湖中倒影在照片上十分相似。下列几种方法哪一种不能用来正确区分真实景物与它在湖中的倒影,它是( )
A. 倒影比真实景物暗一些
B. 倒影比真实景物的清晰度略差一些
C. 倒影中人物排列的左右位置与拍照时的真实位置正好相反
D. 倒影中人物的身高比真实人物略大一些
14. 光射到镜面上,入射光线与反射光线的夹角为120°,若使反射光线与入射光线的夹角变为100°,下列方法可行的是 ( )
A. 镜面不动,入射光线向镜面旋转10°
B. 镜面不动,入射光线远离镜面旋转20°
C. 入射光线不动,镜面顺时针旋转20°
D. 入射光线不动,镜面逆时针旋转10°
15. 一束平行光线与水平面成20°角射向地面,现用平面镜使反射光线进入一竖井中,镜面与水平方向成的角应为 ( )
A. 0°
B. 55°
C. 45°
D. 35°
16. 雨后天晴的夜晚,下面关于地面积水的判断正确的是
A. 迎着月光走,地上暗处是水,背着月光走地上发亮处是水
B. 迎着月光走,地上发亮处是水,背着月光走,地上暗处是水
C. 迎着月光走或背着月光走,都应是地上的暗处是水
D. 迎着月光走或背着月光走,都应是地上发亮处是水
17.(07浙江温州)如图所示为验证光的反射定律的实验装置,光线沿路径PO入射至平面镜上的O点,那么,反射光线沿下列哪条路径射出( )
A. OA
B.
18. (07盐城)下面四幅图中,属于光的反射现象的是
19.
(浙江丽水07)如图是我市荣获“联合国教科文组织亚太地区文化遗产保护卓越奖”的庆元后坑木拱廊桥,其在水中形成的“倒影”是由于( )
A. 光的折射 B. 光的反射 C. 光的直线传播 D. 光的漫反射
20. (淄博07)下列现象中属于光的反射的是( )
A. 潜水艇内的人员用潜望镜观察水面上的情况
B. 太阳光通过棱镜后被分解成各种色光
C. 在地球上可以看到日食和月食
D. 透过放大镜观察物体的细微之处
21. (07长春)以下现象中,属于光的反射的是( )
A. 日食和月食 B.
插入水中的筷子变“弯”了
C. 水中的倒影 D.
雨后的彩虹
22. (07福州)如图所示的四种现象中,由光的反射形成的是( )
23.(07广元)下列现象中属于光的反射的是( )
A. 人在路灯下行走时地上有人的影子 B. 海市蜃楼
C. 透过窗玻璃看到窗外的景物变形了 D. 在水边看到水中有树的倒影
24.(07梅州)电视机遥控器可以发射一种不可见光,叫做红外线,用它来传递信息,实现对电视机的遥控。不把遥控器对准电视机的控制窗口,按一下按钮,有时也可以控制电视机,这是利用( )
A. 光的直线传播 B.
光的折射 C. 光的反射 D. 光的可逆性
25. (07通辽)在探究光的反射规律的时候,老师把一块平面镜CD竖立在讲台上,坐在B点的甲同学通过平面镜看到了坐在A点的乙同学。如图所示,在这一现象中,光线的反射角是( )
A. ∠1 B.
∠2 C.
∠3 D.
∠4
三、作图与实验探究
26.(07武汉)下图是研究平面镜成像特点的实验装置,A为玻璃板,B为点燃的蜡烛,C是和B完全相同但未点燃的蜡烛。我们在玻璃板中看到B的像是因光的___________所形成的虚像。当把C移到B的像所在的位置时,无论怎样沿水平桌面移动蜡烛C都不能使C与B的像完全重合,最有可能的原因是______________。眼睛透过玻璃板看见的“蜡烛C”实际上是
(选填“光的反射所形成的虚像”、“光的折射所形成的虚像”或“蜡烛C本身”)。
27. 根据光的反射定律,画出图中的入射光线,并注明入射角的大小。
28. 自行车的“尾灯”是由许多很小的角反射器组成的。角反射器其实就是两个相互垂直的平面镜,如图所示,请在图上画出所给入射光线经两平面镜反射的反射光线。
29. 如图所示,光线A、B为光源S发出的两条光线经平面镜反射后的反射光线, 请在图中作出平面镜并完成光路图。
30. 小明在做“研究平面镜成像特点”的实验时
(1)小明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,对蜡烛A和B的要求是
,这是为了
。
(2)在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应该在蜡烛 (填“A”或“B”)这一侧观察。
(3)张红用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验,但看不清跳棋的像。请你帮她想个办法看清跳棋的像:
。
【试题答案】
1. 反射 镜面 漫反射 光的反射 反射
2. 45° 45°
3. 反射 折射
4. 西
5. 50° 110°60° 0°
6. 光的反射 潜望镜
7. 避免车内物体成像影响了驾驶员的视线
8. 光的漫反射 各种
9. 平面镜成等大的像 2
10. 45° 增大
11. D 12. D 13.
D 14. D 15. B 16.
B 17. C
18. C 19. B 20.
A 21. C 22. B 23.D 24.C 25.B
26. 反射 玻璃板没有竖直放置(或玻璃板没有与桌面垂直放置) 光的反射所形成的虚像
27. 图略
28. 略
29. 略
30. (1)大小相同 比较像与物的大小
(2)A
(3)将跳棋照亮