八年级物理光的反射上海科技版知识精讲

初二物理光的反射上海科技版初二物理光的反射上海科技版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 光的反射 基本内容 1 知道什么是光的反射及光的反射定律 2 能根据光的反射定律做图 3 知道什么是镜面反射和漫反射并能用来解释一些日常生活中常见的现象 4 知道平面镜成像的特点及其原理 能用平面镜成像的特点和原理做图 能用平面镜成 像的特点解决一些日常生活中的常见问题 5 知道平面镜的应用 6 常识性了解球面镜 重点 光的反射定律及做图 平面镜成像的特点及做图 难点 做图 基本内容讲述 1 光的反射 我们能看见太阳 电灯 是由于它们能发光 光线进入了我们的眼睛 我们为什么又 能看见人 教室 书本这些本身不发光的物体呢 这是因为他 它 们能反射太阳 电灯 等光源发出的光 这些被反射的光进入了我们的眼睛 本节我们就研究光的反射及其规律 光传播到两种不同物质的分界面时 有一部分会被反射 仍在原来的物质中传播 这种现 象就是光的反射光的反射现象 2 光的反射定律 我们用激光器演示光的反射 可以得到图 1 所示的反射光路图 从这个图中同学们要 知道以下名词 入射点 O 光线射到镜面上的点 法线 ON 通过入射点 垂直于镜面的直线 法线不是光线 实际中不存在 只是 为了研究问题方便而假设的一条线 所以应用虚线 入射角 i 入射光线与法线的夹角 反射角 r 反射光线与法线的夹角 注意反射角和入射角都是光线和法线的夹角 而不是和镜面的夹角 通过演示观察到光的反射现象 那么光反射时遵从什么规律呢 把书中图 4 15 装置沿半圆上 ON 线剪成甲乙两半 再用胶带把剪开处粘在一起 使 接缝与镜面成垂直且位于镜面中心 将甲固定在镜面上 用胶带纸粘 乙转至与甲有一定 角度处 如图 1 打开激光手电筒 沿甲面 45 处照射在镜面 O 点上 观察反射光线所 在的位置 转动纸板乙 直到甲乙两板在同一平面时才能在乙板上看到反射光线 如图 2 由此可见 反射光线和入射光线和法线在同一平面上的 我们不改变入射光线的位置 并说明其相对于法线的位置 然后找反射光线相对于法 线的位置 如入射光线在法线的左侧 反射光线则在法线的右侧 反射光线在法线的下面 入射光线一定在法线的上面 这就充分说明 反射光线与入射光线分居在法线两侧 接着实验 当入射角是 60 时 反射角也是 60 当入射角是 30 时 反射角也是 30 即二角相等 究竟是入射角等于反射角呢 还是反射角等于入射角 这里有一个逻辑关系问题 也 就是反射角跟着入射角变化还是入射角跟着反射角变化 当然我们都知道是入射角先变化 引起了反射角的变化 所以我们说 反射角等于入射角 综合所述 可得出反射定律 其内容可分为两层意思 一 前两条规律反映了三条线 的关系 二 反映了两角的关系 当入射光线恰好沿着原来反射光线的路径入射时 则反射光线恰好沿原来反射光线的 路径反射 光的这一性质 叫做光路的可逆性 例如在镜子当中 我看到了你的眼睛 那 你也一定能看到我的眼睛 这就应用了反射光路的可逆性 这里还要特别强调一个 若光垂直入射到镜面时 反射光线将按原路反射回来 反射 角等于入射角 且等于 0 3 根据光的反射定律做图 1 画出图 3 的入射光线 2 如图 画出反射光线 并说明入射角和反射角的大小 3 如图所示是两块相互平行和垂直的平面镜 请画出其经过两次反射后的情况 4 如图所示 这是一条入射光线经过平面镜反射后的情况 请找到平面镜的位置 4 两种反射 如图在暗室中 将镜子放在放有白纸的桌子的中央 用手电筒正对着镜子和白纸照射 问 此时是镜子亮还是墙壁亮 要解决这个问题 我们先来看看它们的反射面有何异同 平面镜很光滑 平行的入射 光照射到平面镜上 会被平面镜全部反射回去 白纸看上去很平很光滑 其实它也是很粗 糙的 所以平行的入射光线经过反射之后反射光线射向了各个方向 1 镜面反射 入射光线平行 反射光线也平行的反射现象叫镜面反射 2 漫反射 入射光线平行 反射光线不平行的反射现象叫漫反射 镜子发生镜面反射 白纸发生漫反射 当观察者正好在镜面所反射光束的范围内时 即从桌子上方竖直向下看时 这时镜子的反射光线进入人眼 而白纸的反射光只有极少的 一部分进入人眼 就看到镜面比墙亮 若观察者不在这一范围内时 也就是人在四周观察 即镜面所反射的光不能进入该人眼里 看上去很暗 而白纸发生漫反射的光能射到观察者 眼内 就看到白纸比镜子亮 镜面反射 每条光线都遵守反射定律 反射光向同一方向射出 在这个方向的反射光 很强 而其余方向无反射光 漫反射的每条光线也都遵守反射定律 只不过是向各个方向反射光 所以能使我们从 各个方向看到物体 同学们看不到黑板反光部分的字 这是因为黑板上的反光部分发生镜面反射 光线强 度比粉笔字漫反射的光线强 怎样避免这种情况 让 反光 部分粗糙 这样就可以发生 漫反射 减弱反光部分来的反射光 同学们就能从不同方向看清粉笔字反射来的光 也就 是能看清楚字了 电影院里的荧幕使用粗糙的白布 就是因为让白布发生漫反射 使坐在 影院里的每一个角落里的人都能看到电影 5 平面镜 日常生活中用的镜子表面都是平的 叫平面镜 平面镜我们都熟悉 并且知道它能成像 像 物与镜面的关系怎样 做课本图 4 17 实验 在黑白各半的纸上白的一边作与交界线垂直的线段 并在线段 上画出刻度 以 1 厘米为最小刻度 以交界线为起点 把平板玻璃竖立在交界线上 我们按这样的实验步骤来进行 在垂直线段的任意刻度处放上蜡烛 点燃蜡烛看玻璃后的像 用手在玻璃后摸一摸是否有蜡烛存在 拿另一支与点燃的蜡烛完全相同的蜡烛放在玻璃后移动 直到看上去跟像完全重合 量出它们到玻璃板的距离 两支蜡烛到玻璃板的距离相等吗 改变点燃蜡烛的位置 重复上面的实验 看两支蜡烛到玻璃板的距离是否总相等 蜡烛和它在镜中的像到平面镜的距离有什么关系 像和物到镜面的距离相等 由玻璃前后 的蜡烛完全重合 可以得出怎样的结论 像和物大小相等 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 或者说物与像相对于平面镜对称 结论 平面镜所成的像是虚像 像与物体的大小相同 像到平面镜的距离与物体到平 面镜的距离相等 像与物体相对于平面镜对称 练习 一个 1 6 米高的同学 站在距平面镜 2 米远的地方 像与他的距离是 4 米 当他向平面镜靠近时 镜中的像到镜面的距离将 减小 像的大小将 不变 像高是 1 6 米 我国是世界上最早使用平面镜的国家之一 远古时期 人们就利用平静的水面作镜面 来梳妆打扮 不但如此 人们还利用水镜来美化环境 建于宋代的桂林花桥 就是利用水 镜的作用使建筑更雄伟壮丽 在原始社会末期的齐家文化遗址中 出土距今 4000 多年前的 铜平面镜 春秋战国之际 我国铜镜铸造业迅速发展 数量增多 质量显著提高 汉代是 我国铜镜鼎盛时期 隋唐是铜镜高度发展时期 形状多样 做工精致并出现了有柄镜 还 采用了鎏金 金银平脱 宝石镶嵌等工艺 宋代以后铜镜铸造日趋衰落 清代以后逐渐引 入玻璃镜代替了铜镜 玻璃镜在同学们的生活中不可缺少 那么 平面镜又是怎样成像的 呢 6 根据平面镜成像的特点做图 7 平面镜成像的原理 物体上某点 S 射出的光线进入人眼内 这点才能被看见 物体上各点射出的光都进入 眼内 整个物体就都被看见了 现在我们就运用光的反射来分析平面镜成像的原理 如图所示 在蜡烛上任选一点 S 眼睛看着平面镜 进入人眼的光只可能是 S 入射到镜面上的反射光 从 S 发出的光中任选其中两条入射光线 画出反射光线 如果人眼正处在这两条反射光线的传播路径上 眼睛会觉得这两条光线好像是从这 两条反射光线的反向延长线在镜后的交点 S 发出的 我们把 S 叫做 S 的虚像 物体上的每个点在镜子里都有一个虚像点 所有的像点就组成整个物体的虚像 虚 像不是实际光线的会聚点 8 根据平面镜成像的原理做图 9 平面镜的应用 1 利用平面镜成像 如照镜子 商店里墙上的平面镜 2 用平面镜改变光路 如香港汇丰银行大楼上的平面镜阵列 人防工程路口的平面镜 3 用平面镜既改变光路 又要看它成的像 牙科医生用的小平面镜 潜望镜 典型例题典型例题 例 1 关于光的反射 下列说法中错误的是 A 镜面反射的光不一定是平行光 B 镜面反射遵守反射定律 C 电影银幕对光的反射是镜面反射 D 白纸的表面对光的反射是漫反射 解析 本题中容易混淆的是 A 这个问题在前面已做了讨论 平滑的表面所产生的反 射就为镜面反射 所以选项 A B D 的说法正确 选项 C 的说法错误 点拨 弄清镜面反射和漫反射的概念是求解本题的关键 例 2 如图所示 某一光线垂直射向镜面 入射角是 度 反射角是 度 不改变入射光的方向 而让镜面顺时针旋转 10 入射光线和反射光线的夹角是 解析 入射角是指入射光线和法线的夹角 而不是与反射面的夹角 由于垂直照射 入射光线和法线重合 所以入射角是 0 根据光的反射定律 反射角也为 00 当镜面旋 转 100 可看成是法线顺时针转 100 即第二次入射角应是 100 所以反射光线和入射光线 的夹角是 200 点拨 会将镜面的旋转转换成法线的旋转是求解本题的关键 例 3 如图所示 A 图是 反射 B 图是 反射 点拨 判断反射类型应看是什么性质的 面 例 4 作出图中 a b c 的反射光线或入射光线 点拨 根据反射角等于入射角作出反射光线 例 5 身高 1 7m 的人 站立在竖直悬挂的平面镜前 2m 处 镜中的像到人的距离是 像的高度是 当人后退 1m 像的大小是 像到人的距离是 解析 因平面镜成的像与物总是以镜面为对称 像的大小与物到镜面的距离无关 本题的答案是 4m 1 7m 1 7m 6m 点拨 掌握平面镜成像规律是解本题的关键 例 6 如图所示 一台钟的钟面上无数字 只有刻度线 如图 是从平面镜内看到钟面 上的指针位置 此时的实际时刻是 解析 作中间两个刻度的连线 以该直线为对称轴 分别以轴对称作出分针和时针的 实际位置 实际时刻是 3 点 40 分 点拨 平面镜成像与物左右相反 中线位置不变 例 7 某只昆虫沿着竖直悬挂的镜面爬行 速度为 v 镜中的像相对于镜面的速度是 当昆虫以 v 垂直于镜面方向爬行时 镜中的像相对于昆虫的速度是 点拨 平面镜成的像与物总是以镜面为轴对称的 所以应填 V 和 2V 模拟试题模拟试题 答题时间 45 分钟 一 填空题 每空 2 分 共 38 分 1 如图所示 MM 是反射面 AO 是 OB 是 2 光在两种物质 上改变传播方向 并且 物质中 这种现象叫做光的反 射 反射光的速度 填 变大 变小 或 不变 3 黑板反光使学生看不清字 是由于光射到黑板上发生了的 缘故 人们能从各 个方向看到本身不发光的物体 是由于光射到物体上发生了 的缘故 4 光线垂直照到水面上 入射角是 反射角是 5 人站在岸边看到水中的 白云 实质是白云的 像 反射面是 6 一身高 1 73m 的同学 站在竖直放置的平面镜前 2m 处 那么他在镜中像的高度是 当他后退 0 5m 像离他本人的距离是 像的高度是 7 要使一支铅笔跟它在平面镜中的像垂直 这支铅笔跟平面镜的夹角应为 8 如图所示 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把直尺 上面 再取两段等长的蜡烛 A 和 B 一前一后竖直放在直尺上 点燃玻璃板前蜡烛 A 用眼 睛进行观察 并移动玻璃板后的蜡烛 B 使它与 A 在玻璃板内的像重合 蜡烛 B 好像被点 燃了 在此实验中 1 尺的作用是便于比较物与像 的关系 2 两段等长的蜡烛是为了比较物与像的 关系 3 若移去蜡烛 B 并在其所在位置上放一光屏 则光屏上 填 能 或 不能 接收到蜡烛的像 这说明平面镜成的是 像 二 选择题 每题 3 分 共 18 分 9 一束光线射到平面镜上 当入射角增大 15 时 入射光线与反射光线恰成直角 原来 的入射角应是 A 30 B 45 C 15 D 60 10 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 11 关于光路可逆性原理下列说法正确的是 A 只有在光的直线传播过程中遵守 B 只有在镜面反射中遵守 C 漫反射不遵守 D 光的直线传播 镜面反射 漫反射都遵循光路可逆性原理 12 人以 1 5m s 的速度沿平直的河堤上行走 他在平静的河水中的 倒影 相对于人的 速度是 A 0 B 1 5m s C 3m s D 0 75m s 13 决定物在平面镜中成像大小的因素是 A 物到镜的距离 B 镜的高度 C 镜的宽度 D 物的大小 14 如图所示 能正确表示物在平面镜成像的图是 三 做图题 第 15 题 4 分 其余每图 5 分 共 44 分 15 如图所示 S 为一点光源 分别做出 SO SA SB 的反射光线 16 做出图中反射光线和入射光线的反射面位置 17 完成图中各光路图 18 太阳光线与水平方向成 30 要使光线垂直照射在竖