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3.2 光的反射定律
1. 知道光的反射现象,通过实验探究认识光的反射规律,知道法线、入射角和反射角的含义。
2. 通过实验探究,知道在光的反射现象中光路是可逆的。
3.理解什么是镜面反射,什么是漫反射。
4.了解光的反射在生活中的应用,并解释简单的反射现象。
我们能看见太阳、发光的蜡烛,是由于它们能发光,发出的光进入了我们的眼睛。
思考
我们为什么能看见不发光的物体?
知识点一:光的反射现象
活动1:观察光的反射现象
在桌上放一块平面镜,让激光笔或手电筒的一束光斜射到镜面上,在墙壁上就会出现一个光斑,用手轻轻敲击桌面,有什么现象发生?在周围喷上水雾,观察光路,你发现了什么?
现象:敲击桌面后,光斑会颤动;喷上水雾后,发现射向镜面的光改变了传播方向返回到了空气中。
光的反射
光在两种介质分界面上改变传播方向又返回原来介质中的现象,叫做光的反射。
入射光线
反射光线
入射点
O
我们能够看见不发光的物体,是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
光反射时,光束的路径可用如图所示的作图方法来表示。
α
β
N
入射光线
反射光线
入射角
反射角
法线
反射面
O
法线:通过入射点且垂直于反射面的直线(ON)——虚线
入射角(α):入射光线与法线的夹角
反射角(β):反射光线与法线的夹角
一点、两角、三线
知识点二:光的反射定律
提出问题:光反射时遵从什么定律?
猜想假设:
①反射光线和入射光线可能位于法线两侧;
②反射光线、入射光线、法线可能位于同一平面内;
③反射角可能等于入射角。
实验:探究光的反射定律
实验器材:
平面镜
激光笔
光反射能力强做反射面
可折叠的白色硬板
做光屏,显示
光的传播的路径
量角器
光源
测量入射角与反射角的大小
实验步骤:
在平面镜 M 的上方竖直 放置一块附有量角器的白色光屏,它由可以绕 ON 折转的 E、F 两块板组成。
(1)让激光笔的入射光沿着光屏左侧的 E 板 射到镜面的 O 点。
(2)转动光屏右侧的 F 板,找到反射光。
(3)观察并测量入射角分别为 30°、40°、50°时的反射角,并记录在表中
入射角α 30° 40° 50°
反射角β
分析论证:
(1)入射光线和反射光线分居法线两侧。
(2)入射光线、法线、反射光线在同一平面内。
(3)反射角等于入射角。
在反射中,反射光线、入射光线和法线三者在同一个平面内;反射光线和入射光线分别位于法线两侧,反射角等于入射角。这就是光的反射定律。
实验结论:
三线共面、两线分居、两角相等
当光线垂直入射时,情况又会怎样?
反射角
入射角
=
=
0°
结论:当光线垂直入射时,它将被垂直反射出去。
思考
在探究光的反射定律实验中,如果让入射光逆着反射光的方向射到镜面,那么它会怎样射出呢?
结论:在反射现象中,光路可逆。
现象:反射光逆着原来的入射光的方向射出。
知识点三:镜面反射与漫反射
活动2 :在一块板上固定有若干块不同颜色的纸片和平面镜. 在暗室中让方向固定的光照射到板上,缓慢转动板,你能观察到什么现象?
当板转动到某一角度时,镜子反射耀眼的光,而纸片没有反射耀眼的光。
现象:
光照射在纸片上就不遵循光的反射定律了吗?
思考
1. 镜面反射:一束平行光照射到平整、光滑的镜面上后,会被平行地反射,这种反射叫作镜面反射。
镜面反射实例
镜子
发生镜面反射的黑板,看不见字
湖面倒影
2. 漫反射:凹凸不平的表面会把一束平行光向着四面八方反射,这种反射叫作漫反射。
镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律.
慢反射实例
我们能够从各个方向看到不发光的物体,是由于光在物体表面发生了漫反射。 如:粗糙桌面、粗糙墙面、书本等的反射。
看上去很平的白纸,在显微镜下观察,可以看到实际上是凹凸不平的。
电影银幕用粗糙的幕布
各个方向都能看清书本上的字
想一想:有时,黑板反射的光会很亮,使一些同学看不清黑板上的字。这是什么原因呢?
因为用久了的黑板表面被摩擦光滑,光滑的黑板表面发生镜面反射,反射光更集中,因此反光刺眼。
建议:(1)移动位置改变看黑板的方向;
(2)使黑板面变粗糙(更换磨砂玻璃类型的黑板),防止发生镜面反射。
可以如何改善这种情况?
思考
知识点四:光反射的应用与影响
完全反射镜
人造红宝石棒
提供能量的线圈闪光管
半反射镜
激光束
光纤利用光的反射传输信息。
红宝石激光器的红宝石两端被磨成一对平面镜,使很强的激光多次反射形成激光束。
塑料表皮
玻璃纤维
玻璃层
人造卫星利用光的反射,在遥远的太空探测地面的河流和森林,估计植被覆盖率等。
玻璃幕墙由于镜面反射导致的光污染,会影响居民的正常生活。
潜望镜:利用两个与水平面成45°夹角,且互相平行的平面镜对光的反射,使海底的人可以看到海面的情况。
自行车尾灯:它是由两个相互垂直的平面镜组成一个立体直角,用其内表面 作为反射面,叫角反射器。当有光线从任意角度射向尾灯时,它都能把光“反向射回”,在夜间,当汽车灯光照到它前方的自行车尾灯上,无论入射方向如何,反射光都能反射到汽车上,其光强
远大于一般的漫反射光,如发光的红灯,
足以让汽车的司机观察到。
三线共面
红宝石激光器、卫星遥感、光纤通信
玻璃幕墙光污染
镜面反射:照镜子、黑板反光
光反射的应用与影响
镜面反射与漫反射
光的反射定律
两角相等
两线分居
光路可逆
漫反射:各个方向都能看见物体
光的反射现象:光在两种介质分界面上改变传播方向又返回原来介质中的现象
光的反射定律
1.一束光射到平面镜上,当入射光线与镜面的夹角逐渐增大时,则( )
A.入射角逐渐增大,反射角也逐渐增大
B.入射角逐渐减小,反射角逐渐增大
C.入射角逐渐减小,反射角也逐渐减小
D.入射角逐渐增大,反射角逐渐减小
C
2.一个雨后的晚上,天刚放晴,路上有不少的水潭,人在月光下夜行,为不致踩在水潭里,下面的判断正确的是( )
A.迎着月光走时,地面上发亮处是水潭
B.迎着月光走时,地面上暗处是水潭
C.背着月光走时,地面上发亮处是水潭
D.背着月光走时,地面上暗处是水潭
A D
3.某同学制作了一个正午时间提醒器,他在窗台上的M点放置一面镜子,正午时刻,阳光便可以通过镜子照亮屋内墙上的A点. 请你在如图所示的简化图中的M点画出平面镜的位置。