光的反射和折射讲义

1 一、光的反射： 光从一种均匀的物质射向另一种物质时，在它们的分界面上会改变光的传播方向，又回到原先的物质中。 入射点 O：光线射到镜面上的点。 法线（ 通过入射点，垂直于镜面的直线。 入射角（）：入射光线与法线的夹角。 反射角（）：反射光线与法线的夹角。 【例】 如图所示是光的反射光路图，入射光线是 ，反射光线是 ， 。其中 3 是 角， 2 是 角。 仔细观察实验，并讨论下列 两个问题： 1、三线（入射光线、反射光线、法线）所处的位置关系如何？ 2、两角（入射角、反射角）所处的位置关系如何？ 结论： 射光线和法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居于法线两侧。 二、光的反射定律： 反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居法线的两侧；反射角等于入射角。三线同面，法线居中，两角相等。 【思考】 1、光的反射定律中的 “反射角等于入射角 ”，能改成 “入射角等于反射角 ”吗？为什么？ 2 2、如果入射光线沿着原来反射光线的方向入射，则反射光线会怎样？ 【例】 如图是研究光的反射规律的实验装置图，实验表明（ ） A反射角总是大于入射角 B入射角总是大于反射角 C反射角总是等于入射角 D在反射现象中，光路是不可逆的 【例】 如图所示，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 【例】 “小科学家”比赛中，有一项目是“反弹击物”（如图），要求参赛者将皮球射到平面镜上，经平面镜反弹击中目标区内的物体参赛者在发射区沿哪一方向射球，最有可能击中目标（ ） A沿 向 B沿 向 C沿 向 D沿 向 【讨论】 镜面反射和漫反射 一束阳光斜射到平面镜的表面，平面镜的另一侧可看到耀眼的强光；如果太阳光斜射到粗糙的木板表面，则无论从哪个方向观察，都看不到耀眼的亮光。试分析又是什么原因 ? 射光线也是平行光线。也就是说入射光线朝一个方 向入射，反射光线也向一个方向传播。 我们把刚才看到的反射叫镜面反射。 3 射光线却向各个不同的方向传播。也就是说入射光线朝一个方向入射，反射光线向不同的方向传播。我们把刚才看到的反射叫漫反射。 【讨论】 一束太阳光斜射到粗糙的木板表面，则无论从哪个方向观察，都看不到耀眼的亮光，为什么？ 思考： 1、电影银幕为什么要用粗布做？ 2、平常，黑板发生了光的什么反射？当黑板发生反光现象时，又发生了什么反射？ 注意：漫反射时每条光线都遵循光的反射定律 【归纳】 条反射光线都遵守光的反射定律。 区别：平行光入射到平面镜上，由于法线是平行的，反射光也是平行的；平行光入射到粗糙的表面，由于法线是不平行的，反射光也是不平行的。 联系：无论是镜面反射还是漫反射都遵循光的反射定律。 例 1： 在皮鞋擦过鞋油，还要用鞋刷或软布反复擦几下，越擦越亮，这是由于（ ） A反复擦可增加漫反射效果 B反复擦可使鞋油填平皮革表面的凹坑，增加表面光滑程度，增加镜面反 射效果 C鞋油反光性能比皮革好，反复擦可使鞋油均匀分布，增加漫反射效果 D鞋油的颜色比皮革鲜艳，可增加镜面反射效果 例 2、 光学实验课时，小叶用激光灯对着光滑的大理石地面照射，无意中发现对面粗糙的墙壁上会出现一个明亮的光斑，而光滑地面上的光斑很暗，对此现象解释较合理的是（ ） A地面吸收了所有的光 B墙壁对光发生漫反射 C地面对光发生漫反射 D墙壁对光发生镜面反射 练习题： 1、如右图所示：反射角等于 _度，反射光线与入射光线间的夹解是 _度。 2、光线垂直入射时，反射角等于入射角等于 _度，反射光线与入射光线方向 _。 3、请按下列要求作图 4 （ 1）中画出反射光线；（ 2）中画出入射光线；（ 3）中画出镜面。 4、 有一束光线与镜面的夹角为 25，则反射光线与入射光线的夹角是 。若入射光线与镜面的夹角从 25增大到 90，则反射角从 变化到 。 5、一束光线与水平面的夹角成 30角射来，为了使反射光线垂直射到墙壁上，则需把平面镜放到与水平面成多大的角度的方向上？ 6、如图，保持入射光线不变，使平面镜绕入射点且垂直于入射面转 5角，那么反射光线将会偏转多大的角度？ 7、雨后天睛的夜晚，为了不踩到地上的积水，有经验的人往往这样做： 迎着月光走，地上发亮处是积水，所以千万别往上踩； 背着月光走，地上暗处是积水，所以千万别往上踩。你能解释这样做的道理吗？ 三、平面镜成像 在 桌面上立一块玻璃板作为平面镜，实验时在玻璃板前放一支点燃的蜡烛，玻璃板后放一支同样未点燃的蜡烛，移动蜡烛，直到从玻璃板前看这支蜡烛好象点燃一样，即让它恰好与蜡烛所成的像在同一位置。 结论一：像和物到镜面的距离相等 。 结论二：像和物大小相等 。 结论三：把像和物体的位置用直线连接起来，它们的连线与玻璃垂直。 结论四：像是虚像。是光线的反向沿长线相交而成。 【归纳】 平面镜成像的特点 (3)平面镜的用途。 21 世纪教育网 利用它成像； 利用它能改变光的传播方向。 例如：潜望镜。 21 2球面镜。 反射面是球面一部分的镜叫球面镜。可分为凸面镜和凹面镜。 （ 1） 凹面镜对光线起会聚作 用，能将平行光线会聚于一点，可制成 太阳灶等。 （ 2）凸面镜对光线 起发散作用，生成正立、缩小的虚像，人们利用凸面镜可以扩大视野， 5 如汽车驾驶室两侧的反光镜。 【平面镜成像的作图步骤】 如图， 示平面镜， 示镜前的物 体，根据平面镜成像的特点作图 第一步：画垂线 第二步 ：标直角 第三步：找等距 第四步：标符号 第五步：画虚像 作光路图要注意的几点： （ 1）实线、虚线要画正确（ “三实 ”、 “三虚 ”。 “三实 ”：光线、物体、实像要画实线； “三虚 ”：光线反向延长线、法线、虚像要画虚线） （ 2）箭头要画准；（光线的箭头要画在中间；物体的箭头要画在线端。） （ 3）光路要完整。（要满足光的反射定律，即：三线共面、二线分居、二角相等。） 【例】 如图所示，在“探究平面镜成像特点”的实验中，下列说法正确的是（ ） A为了便于观察，该实验最好在较暗的环境中进行 B B 如果将蜡烛 A 向玻璃板靠近，像的大小会变大 C移去后面的蜡烛 B，并在原位置上放一光屏，发现光屏上能成正立的像 D保持 A、 B 两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置，发现 B 始终能与 A 的像重合 【例】 把一个高 平面镜竖直放置，一个身高 人以 2m/s 的速度沿垂直于平面镜的方向走近，那么他在镜中的像（ ） A高度为 2m/s 的速度靠近平面镜 B高度变大，以 2m/s 的速度远离平面镜 C高度为 2m/s 的速度靠近平面镜 D高度变大，以 4m/s 的速度远离平面镜 【例】 检查视力时，人与视力表的距离要求为 5m，由于医务室房间太小，医生首先将视力表贴在一面墙上，然后在对面墙上正对着视力表挂一大平面镜，视力表到镜子的距离为 3m，检查视力时（ ） 6 与镜的距离为 2m B人应面对镜而坐，人与镜的距离为 人应面对视力表而坐，人与视力表的距离为 2m D人应面对视力表而坐，人与视力表的距离为 3m 【例】 下列表示平面镜和凸透镜成像情况的图中，正确的是（ ） A B C D 【例】 如图所示，进入人眼睛的光线是由（ ） A平面镜发出的 B像 s发出的 C平面镜反射的 D人的眼睛发出的 【例】 如图是探究“平面镜成像特点”的实验装置 （ 1）用透明玻璃板代替平面镜进行实验的目的，是在观察到蜡烛 A 的像的同时，也能观察到 _，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题 （ 2）为便于观察，该实验最好在 _（填“较亮”或“较暗”）环境进行 （ 3）将蜡烛逐渐靠近玻璃板时，像的大小 _（填“变大”、“变小”或“不变”） 练习： 在平面镜中像是如何变化？ M是一平面镜 S 是点光源， A 是空间某一点，请在图中画出由点光源 S 发出的光反射后经过 A 点的光线。 7 3、用二种方法作图：下图 从发光点 S 经平面镜反射的两条反射光线，试画出入射光线和发光点 S 4、从平面镜内看到一只钟面上的指针位置如图所示，此时时间是（ ） A、 7:25 B、 6:35 C、 5:25 D、 4:35 5、 某同学在“探究平面镜成像特点”的实验中，取两段等长的蜡烛 A 和 B，点燃玻璃板前的蜡 烛 A，观察玻璃板后的像，如图所示： （ 1）平面镜成像的原理是 _； （ 2）点燃蜡烛 A，小心地移动蜡烛 B，直到与蜡烛 A 的像完全重合为止，这样做的目的既确定了像的位置又验证了 _； （ 3）移去蜡烛 B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏 _（选填“能” 或“不能”）承接到蜡烛 A 的烛焰的像； （ 4）做完实验后某同学总结了一些关于平面镜成像的知识，其中不准确的是 _ A将蜡烛向玻璃板靠近，像的大小不变 B将蜡烛和像所在的位置用直线连接，连线跟玻璃板垂直 C当蜡烛与玻璃板的距离为 10，像和物相距 20将玻璃板换成平面镜，成像更清晰，更有利于进行成像特点的探究 6、小伟用如图甲所示器材“研究平面镜成像特点”，请你帮他完成下列问题： （ 1）选取两个完全相同的蜡烛是为了比较像与物的 _关系 （ 2）当蜡烛 B 于蜡烛 A 的像完全重合时，移去蜡烛 B，在原位置放一光屏，光屏上看不到蜡烛 A 的像，说明平面镜成的是 _像 （ 3）经过三次试验后，在白纸上记录了像与物对应的位置，如图乙所示，则下一步应如何处理白纸上信息，才能得出实验结论 8 四、光的折射 活动 传播方向会发生改变吗？ 光从一种介质斜射到另一种介质时 ，传播方向会发生偏折，这种现象叫做折射。 折射规律一：折射光线、入射光线、法线在同一平面内。折射光线和入射光线分别位于法线两侧。 折射规律二：光从空气斜射到水或玻璃表面时，折射光线向法线靠拢，折射角小于入射角。入射角增大，折射角也增大。 折射规律三：光垂直射到水或玻璃表面时，在水和玻璃中的传播方向不变。 折射规律四：光从水中斜射入空气中，折射光线将偏离法线，折射角大于入射角。 折射规律五：光在折射时，光路也是可逆的。 光的折射规律 从上方看水、玻璃等透明介质中的物体，我们看到物体的位置要比实际 的位置高一点，这是光的折射引起的。 把一支铅笔斜插入空杯中，然后向杯中注入水，铅笔浸没水中的部分好象 向上偏折了。为什么呢？ 分析： 自 P 点射向空气中的光线 水面处发生了折射，折射光线是 眼睛对着折射光线看去，觉得光好像是从水中 P/点射出来的， P/点在 P 点的上方。 用相同的方法分析铅笔在水下部分的各点，最后得到的结果是水中的部分好象向上偏折了。 例 1：一束光线在水和空气的界面上发生折射和反射，下列光路图正确的是 ( ) 9 例 2：一束光线从空气中射入水中，在水面上（ ） A、只发生反射，不发生折射 B、只发生折射，不发生反射 C、既发生反射，又发生折射 例 3： 下列光路图中，正确表示了光从空气进入水中的是（ ） A B C D 例 4： 让一束光斜射一块玻璃砖，这束光射入玻璃和射出玻璃后的光路正确的是（ ） A B C D 例 5： 从岸边看水中的鱼，看到“鱼”的位置与实际位置不同下列模型能解释此现象的是 A B C D 例 6： 如图所示，一束光线斜射入容 器中，在 P 处形成一光斑，在向容器里逐渐加水，直到加满的过程中，光斑将（ ） A仍在原来位置 B向右移动后静止 C向左移动后静止 D先向左移动再向右移动 例 7： 如