光的反射探究
问题探究:光射到介质表面时将发生反射,是否有一个特定的规律呢?
实验器材:激光棒、平面镜、可沿中线对折的纸板、量角器
实验准备:把一个平面镜放在桌面上,再把一张纸竖直地立在平面镜上,纸板的左右半面可对折,使纸板可以绕O点自由转动。
实验过程:
(1)用激光棒在平面镜上的纸板发出一束光射到O点,光线沿另一个方向射出。
(2)向后旋转NF面,反射光消失。
(3)调整NF面使它与EN面在同一平面上,将在NF面上得到反射光,记录入射角和反射角的大小,改变光的入射方向,重做两次,分别记录光的痕迹。
入射角i
反射角r
(4)
(5)
…………………
实验结论:
(1) 三线的位置关系:
(2) 三线是否在同一平面:
(3) 两角关系:
(4)
(5)
…………………
练一练:完成下列光路图光的反射与折射巩固与提高训练
一、选择
1、物体在平面镜里所成的像一定是( ) A、倒立的 B、放大的 C、等大的 D、缩小的
2、关于光的反射,下列说法正确的是( )
A、镜面反射的光一定是平行光 B、电影银幕对光的反射是镜面反射
C、漫反射遵循反射定律 D、“立竿见影”是光的反射造成的
3.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.OB C.OC D.OD
4.下列关于光现象的说法中,错误的是( )
A.挖隧道用“激光准直”是利用了光在均匀介质中沿直线传播的原理
B.水中筷子看上去向上弯折是光的折射形成的
C.日偏食(在地球上看到太阳表面部分被月球遮掩的现象)是光的折射形成的
D.小莲庄的长廊在湖中的倒影是光的反射形成的
5.小明在东钱湖畔看到:船儿在水面荡漾,鱼儿在白云中穿梭,青山在水中摇曳。小明看到的景物中,由于光的折射形成的是( )
A.船儿 B.鱼儿 C.白云 D.青山
6.舞蹈教室有一面非常大的平面镜,如图。甲、乙、丙、丁四个学生在教室内排练舞蹈,当老师从外面进入到图示位置时,他能从平面镜中观察到的学生是( )A.甲 B.甲、乙 C.乙、丙 D.丁
7.下列光学现象与规律不相对应的是( )
A.立竿见影——光的直线传播B.岸上.物在水中形成倒形——光的反射
C.河底看起来变浅——光的折射D.戴上近视眼镜看清物体——光的反射
8.如图所示,一束太阳光照射到教室窗户的玻璃(看作镜面)上,四位同学中能被这束光 的反射光直接照到的是 ( ) A.小武 B.小明 C.小红 D.小莉
9、如图,一束光沿SO方向由玻璃斜射入空气,MN是界面,则折射光线是( )
A、 OA B、 OB C、 OC D、 OD
10.一根棒与它在平面镜内所成的像互相垂直,那么棒与镜面
之间的夹角应是( )A.90° B.60° C.45° D.30°
11.下列现象中由于光的折射而形成的是( )
(A)从合适的角度看体温计,水银柱和刻度线显得比较粗 (B)旗杆的影子,早晨长中午短
(C)从汽车观后镜看到的范围比较大 (D)坐在枯井中的青蛙,视野狭窄
12.地球和太阳之间的距离比地球的半径大得多,太阳光射到地球,假设地球表面没有大气层,那么,太阳光照亮地球的范围与有大气层时照亮地球的范围相比(不考虑地球大气层的变化)( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.条件不足,无法确定
13.如图所示,某人站在岸边P点处,看到清澈的河底A处有一白色的鹅卵石,此人欲用激光手电筒发出的激光照射这个鹅卵石,激光照射的方向应从P点射向 ( )
A.A点的上方 B.A点的下方 C.A点 D.无法确定
14.如图所示,有一正方形的不透光房间,其中的一面墙上开有一个圆形小孔,这面墙的对面有一个正方形的平面镜。一个人靠在与平面镜垂直的一侧墙面上,当有一束垂直于圆孔的平行光通过圆孔射到平面镜上时,他能看到的是( )
(A)镜面上有一个圆形的亮斑 (B)整个正方形镜子的形状
(C)整个房间都是亮的 (D)感到整个房间是一片黑暗
15.陶瓷茶杯底部放有一枚硬币,人移动到某一位置时看不见硬币(如图甲),往茶杯中倒入一些水后,又能够看见硬币了(如图乙)。造成“看不见”和“又看见了”的原因分别是( )
A.光的直线传播和光的折射 B.光的直线传播和光的反射C.光的反射和光的折射 D.光的反射和光的直线传播
16.雨后初晴的夜晚,地上有积水,当我们迎着月光走时,地上发亮处是积水,这是因为( )
A.地上暗处是光发生镜面反射 B.地上发亮处是光发生镜面反射
C.地上发亮处是光发生漫反射 D.地上发亮处和暗处都发生镜面反射
17小明用半圆形玻璃砖研究光的折射。她让一束光线从空气射到玻璃砖的圆心后,发现光线最终从玻璃砖射出,回到了空气中。下列哪幅图能正确反映实验时的光路( )
18.如图所示为用玻璃罩罩着的古石碑,由于玻璃反光,石碑上的字很难看清。
小科认为:①用玻璃罩能有效防止酸雨对石碑的侵蚀;②石碑上的字发生了镜面反射;③罩外的树木通过玻璃表面反射成了虚像;④若罩外的光线再强一点,石碑上的字看起来一定会更清晰;⑤若罩内能给石碑一定的照明,石碑上的字看起来会更清晰。其中合理的是( )
A.①③⑤ B.②④⑤ C.①②③④ D.①③④⑤
19.2009年夏季,中国出现了日食奇观.小华借助小孔成像实验装置对“”形太阳进行观察,纸盒上扎有圆形小孔,则她在半透明光屏上看到像的形状是( )
20.如图所示,在暗室中用手电筒照射挂在白色温墙上的小镜子,这时看到被照射部分( )
A.墙和镜子都是黑色的 B.墙和镜子都是白色的
C.墙是黑色的,镜子是白色的 D.墙是白色的,镜子是黑色的
21.下图是探究平面镜成像特点的实验装置,a为玻璃板,b和c是两支完全相同的蜡烛。下列说法错误的是( )
A.为了保证实验效果应选择较薄的玻璃板B.实验时玻璃板a应与水平桌面垂直放置
C.沿水平桌面移动蜡烛c前应先将点燃D.该实验最好在较暗的环境中进行
22.2010年1月15日,我国出现了千载难逢的日环食天象。在云南滇西某时刻观察到的日环食如图1所示,解释此现象用到的物理知识是( )
A.光的直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散
23.我们学过的许多成语包含了物理知识,下列成语中的“影”哪个是由光的反射形成的( )A.杯弓蛇影 B.形影不离 C.形单影只 D.立竿见影
24.下列现象中属于光的折射现象的是( )
A.小孔成像B.岸边的树木在水中的倒影C.海市蜃楼D.我们能从不同方向看到银幕上的像
25、光线AO斜射到一厚平板玻璃上,若不考虑光的反射而只研究光的折射,则图中所示四条光的传播路线中实际可能的是( )
A、① B、 ② C、③ D、 ④
26.从点光源S发出四条光线,从空气射到水面上,发生折射,在图中所画的光线中,可能正确的是 ( )
A.只有SA和SB B.只有SB和SC C.只有SA和SC D.只有SC和SD
二、简答
1、歌词“让我们荡起双浆,小船儿推开波浪,海面倒映着美丽的白塔,……”中所述的白塔的“倒影”是光的 产生的 、 、 像。
2.李丽同学在做研究平面镜成像特点实验时,将一块玻璃板竖直立在一直尺的上面,再取两段相同的蜡烛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,如图所示,在此实验中:
(1)两段相同的蜡烛是为了比较物与像的 关系.
(2)移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上 (填“能”与“不能”)呈现蜡烛A的烛焰的像.
3.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,小明设计安装了一块能够自动调节方向的平面镜M,如右图所示。正午时刻,太阳光垂直于水平地面直射,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”)。
4.古诗中“大漠孤烟直,长河落日圆”中观察到落日,并不是太阳的实际位置,而是光线经过不均匀的大气时发生 产生的像。当太阳从地平线上升起时,太阳的实际位置在图中的 处。
5.将点燃的蜡烛置于自制的小孔成像仪前,调节二者的位置,在屏上得到如图2所示的蜡烛清晰倒立的像,请在图中确定成像仪上小孔O的位置(保留作图痕迹)。若将蜡烛靠近成像仪少许,蜡烛的像将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
6.小明利用如图16所示的实验器材探究平面镜成像的特点。请你解答以下问题:
(1)该实验采用薄透明平板玻璃作为平面镜,是为了能确定 ,能比较 。
(2)该实验选择两个相同的蜡烛A和B,是为了观察蜡烛B是否与蜡烛A所成的
像 。
7、课堂上,老师用一套科学器材进行“研究光的反射定律”的实验演示,得出了正确的结论。
实验次数 入射角 反射角
1 1 5 75。
2 30。 60。
3 45。 45
(1)根据光的反射定律,如果入射角为20o,则反射角的大小是
(2)课后,某同学利用同一套实验器材,选择入射角分别为15o、30o、45o的三条光线进行实验,结果得到了不同的数据,如图所示。经检查,三次试验中各角度的测量值都是准确的,但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因应该是
三、分析与作图
1、在图乙中, 作出入射光线AO的反射光线,并作出折射光线的大致方向。
2、发光点S发出的一条射向水中的光线,在水面发生折射后,经过P点。请你在图中大致作出入射光线及其相应的折射光线。
3. 小明通过实验研究光从水中射入空气中的现象,如图是他根据实验现象画的光路图.改变入射角的大小,他发现空气中的折射光线与法线的夹角随入射角的增大而增大.你猜想,当入射角增大到一定程度时, 会出现的现象是 ,你猜想的依据是 .
4.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方 向均未标出),其中折射光线是______ (用字母表示),反射角等于______°
5、如图是光线在空气和玻璃的界面发生反射和折射的光路图,但未标出光线行进的方向。
从图中可看出折射光线是 。
6.如图所示,在练功房里,小红同学利用平面镜来帮助矫正舞蹈姿势。画出她的脚上B点的光线经过平面镜后进入人眼A点的光路图。
7.(黄冈)如图所示,潜水员眼睛在水下A点处,B点有条小鱼,C点有只小鸟,请作出潜水员观察鱼、鸟的光路图.
8.如图(1)所示,在南美原始森林的河流里有一种射水鱼,它在水中看到水面上方的树枝上停留的昆虫等猎物后,便向猎物射水,使猎物落在水面上后进行捕杀,喷射出的水在空中呈抛物线形状。关于这个情景,请你在图(2)中作出光路图表示:猎物P反射的光线是如何进入鱼的眼睛E的。
9.如下图A所示,一束光射向一块玻璃砖。画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的径迹(注意标出法线)。
10.在水池的一角有一块平面镜,现有一束光线从水中射向平面镜,如图,请完成光路图,并标出反射角(用“α”表示)和折射角(用“β”表示)
较难题
1、在没有月光的漆黑夜晚,一个池面较大的水池底部中央有一盏灯(可看作点光源),小鱼在水中游动,小鸟在水面上方飞翔,设水中无杂质,且水面静止。下面面说法正确的是( )
小鱼向上方水面看去,看到水面到处都是亮的,但中部较暗
B.小鱼向上方水面看去,看到的是一个亮点,它的位置与鱼的位置无关
C.小鸟向下方水面看去,看到水面中部有一个圆形区域是亮的,周围是暗的
D.小鸟向下方水面看去,看到的是一个亮点,它的位置与鸟的位置有关
2.把由同种玻璃制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上,且让半球的凸面向上(如图所示)。从玻璃上方透过玻璃向下分别观察A、B中心处报纸上的文字,下面观察记录正确的是 ( )
A.有到A中的字比B中的字高 B.看到B中的字比A中的字高
C.看到A、B中的字一样高 D.看到B中的字和没有放玻璃时一样高
3.如图,在竖直的xoy平面上,人眼始终位于(3,0)坐标点,一块平面镜始终位于图示位置,平面镜两端坐标分别为(-1,3)和(0,3)。一个点光源S从坐标原点O出发沿着x轴负方向做匀速直线运动,在S运动的过程中,人眼可以从平面镜中观察到S点的像出现在x轴上( )
A、0到-1之间 B、-1到-3之间
C、-3到-5之间 D、-5到负无限大之间
4. 光在空气和水的交界面MN上改变了传播方向,如图所示,其中AO、BO、CO代表三条光线,下列说法正确的是 ( )
A. 光从空气射到水,AO为入射光线 B. 光从水射到空气,BO是入射光线
C. 光从水射到空气,AO为入射光线 D. 光从空气射到水,BO为入射光线
5. 一个点光源S通过平面镜成像S , 如图所示. 若光源不动, 平面镜沿OS方
向向光源平行移动, , 则光源的像S ( )
A. 平行于OS方向向右移动 B. 垂直于OS方向向下移动
C. 沿SS 连线向S移动 D. 沿S O连线向O移动
6.有一个点光源S,放在平面镜MN前,若镜MN不动,光源S以速度2m/s沿与镜面成
60°角的方向向右匀速直线运动,如图4所示,则光源S在镜中的像S‘将( )
A.以速度4m/s沿SO直线方向向右平移
B.以速度2m/s沿垂直于SO方向向上平移
C.以速度2m/s沿垂直于SO方向向下平移
D.在S上看到的像沿S‘S方向以速度2m/s向S靠近
7.如图所示是用转动八面镜法测光速的实验示意图,图中S为发光点,T是望远镜,平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜M距反射系统的距离为AB=L(L可长达几十千米),且远大于OB以及S和T到八面镜的距离。现使八面镜转动起来,并缓慢增大其转速,当转动频率(1秒内转过的圈数)达到f0时(可认为是匀速转动),恰能在望远镜中第一次看见发光点S,由此测出光速c。根据题中所测量的物理量得到光速c的表达式正确的是( )
A.c=4Lf0 B.c=8Lf0 C.c=16Lf0 D.c=32Lf0
◆分析与计算
1.如图所示,点光源S通过平面镜MN所成的像是S’,∠NOS=30°。现让平面镜MN绕过D点并垂直于纸面的轴沿图中箭头方向转过30°。
(1)此时像点与物点之间的距离变化到原来的 倍。
(2)在上述过程中,像点运动轨迹的形状为( )(填字母)
A.直线 B.圆弧 C.是曲线,但不一定是圆弧
(3)由分析可知,上述过程中,像点运动的路程是图中线段SS‘长度的 倍(要求保留两位小数)。
2.现代生产和生活中很多地方都应用了传感器。例如激光液面控制仪就是一种光电传感器。它的原理是:固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上,反射光OB射到水平的光屏上,屏上用光电器将光讯号转变成电讯号,电讯号输入控制系统用以控制液面高度。
(1)如果在图中发现光点B在屏上向右移动,则液面 ▲ (填“升高”或“降低”)
(2)如果液面控制的高度变化范围为h,那么设计时,需要考虑的光屏上光电转换器部分的长度至少为多大?(要求在答图中作出光路图并进行分析计算)
1.(1) (2)B (3)1.05
2.(1)降低
(2)作出两次的反射光路图如图所示。
设光屏上光电转换器部分的长度至少为x,
由几何关系可得:,当液面下降h时,光屏上光电转换器部分的长度为x=2htani。
评分意见:(1)2分(2)作出光路图2分,计算正确得3分,共7分
图1
x
y
1
2
4
-1
-2
3
1
2
3
4
-4
-3
0
M
N
A
O
B
C
S
O
S
第5题
M
液面
i
激光束
O
A
B
液面1
i
激光束
O
A
B
B′
O′
h
x
液面2
P(共21张PPT)
的反射
光从一种均匀的物质射到另一种物质的表面上时,会改变传播方向,又返回到原先的物质中
光的反射
反射面
入射光线
反射光线
法线
入射角(i)
反射角(r)
A
O
B
N
入射光线(AO):射向镜面的光线
反射光线(OB):从镜面射出的光线
入射点(O):光线射到镜面上的点
法线(ON):从入射点引出的一条垂直于镜面的直线
反射角(r):反射光线和法线的夹角
入射角(i):入射光线和法线的夹角
光的反射遵循什么规律呢?
三线?
两角?
。。。。。。。
三线重合
光的反射定律
反射角随入射角的增大而增大
反射角等于入射角。(角相等)
反射光线、入射光线、法线都在同一平面内。(同平面)
反射光线、入射光线分居法线两侧。(居两侧)
练一练
完成下列光路图
60o
60o
o
篮球的谜团
1
2
3
4
小科爷爷承包了一片苹果园。但苹果在生长过程中受到阳光照射才会变红。树上的苹果由于只有一面受阳光照射,成熟后往往是半边红半边青,品质比全红的苹果差得多,市场上的价格只有全红苹果的一半。小科想用今天所学光的反射的知识帮爷爷解决难题,提高红苹果的数量。请你帮小科确定此方案中平面镜的位置。
如图,有两个相交50°角的平面镜,一束光线AO射到其中一个平面镜MB上。要使最后反射回去的光线与光线AO重合,且方向相反,则AO光线与平面镜MB的夹角必须等于( )
A、25° B、50° C、80° D、40°
找眼睛
光路可逆
漫反射是否遵循光的反射定律?
镜面反射
漫反射
为什么有时候会看不到黑板上的字
为什么皮鞋擦完以后会变得非常光亮?
课堂巩固
1 光射到下列物体表面时,会发生反射现象的是( )。
A.光滑金属表面 B.平面镜
C.粗糙的木板 D.以上三项均可能
2 我们能从不同方向看到教室中的桌椅,是因为( )。
A.我们眼睛发出的光射到桌椅上
B.射到桌椅上的光发生了镜面反射
C.桌椅本身发出的光射人我们的眼睛
D.射到桌椅上的光发生了漫反射
下图中画出的几个图都未画完全,请分别画出入射光线或反射光线或反射面。
课堂巩固
大家来纠错
实验次数 入射角 反射角
1 15。 75。
2 30。 60。
3 45。 45。
课堂上,老师用一套科学器材进行“研究光的反射定律”的实验演示,得出了正确的结论。课后,某同学利用同一套实验器材,选择入射角分别为15o、30o、45o的三条光线进行实验,结果得到了不同的数据,如图所示。经检查,三次试验中各角度的测量值都是准确的,但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因应该是
谢谢大家,再见。