2.5 光的反射和折射

2.5光的反射和折射点击要点1、光的反射
(1)光射到物体表面被反射回来的现象是光的反射现象。一切物体都能反射光。(2)我们看到的本身不发光物体,都是由于它的表面能反射光,反射光进入人的眼睛,人就看见了物体。(3)反射定律:入射光线、反射光线和法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角。这就是反射定律。光路可逆:在反射现象中,光路是可逆的。(4)镜面反射和漫反射院面反射:发生在表面光滑的物体上,平行光射到物体表面上反射光平行射出。
如镜面、平静的水面、抛光的金属面等。
.②漫反射:发生在表面粗糙的物体上,平行光射到物体表面反射光射向各个方向。
漫反射能够使我们从各个方向看到本身不发光的物体。③漫反射和镜面反射都遵循光的反射定律。2.平面镜成像
·(
1
)成像特点:物体在平面镜中成的是虚像,像的大小跟物体相等,像到镜面的距离与物体到镜面的距高相等,像与物体的连线美于镜面垂直。
(2)平面镜成像原理:发光点
P
把光线射到平面镜上,又经平面镜反射到人的眼中,人眼是根据光的直线传播经验来判断物体位置的,人眼逆着反射光线的方向向镜内看去,觉得光线好像是从两条反射光线反向延长的交点
P'处射来的,如图2
-5
-
1
所示
。
镜面后实际并不存在发光点P',
P'也不是反射光线的交点,而是反射光线反向延长线的交点,所以是虚像。3.光的折射(
l
)折射规律折射光线、法线跟入射光线在同一平面内,折射光线与入射光线分居在法线两侧
。
当光线从空气斜射到水(或其他透明物质)中时,折射角小于入射角;当光线从水(或其他透明物质)斜射到空气中时,折射角大于入射角
。
折射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小;当入射光线与界面垂直时,光的传播方向不变
。[防错档案]
折射角是折射光线与法线的夹角，不是与界面的夹角。
(
2
)折射成像由于光的折射能成虚像,虚像的位置不在物体的位置上,经常使眼睛受骗。
①受骗现象:鱼在水中的位置模拟实验:像图2
-5
-2那样,在水槽中放一个小鱼模型,在水槽边固定一个观察管,转动观察管,使水中的鱼恰好位于观察管瞄准的方向上。
然后保持观察管的方向固定不动,从观察管中插人一根直铁丝,就会发现这根铁丝扎不到鱼,而从鱼的上方通过。
如果水槽中不放水,重做实验,铁丝就能准的上方通过。
如果水槽中不放水,重做实验,铁丝就能准确地扎到鱼。
②折射成像原理:原来,我们瞄准水中的鱼时,实际是瞄准了鱼的虚像图2
-5
-2。由于光线经过水面时发生了折射,而眼睛看到的像位于折射光线的反向延长线的交点处,它其实位于实际鱼的上方。
[特别提醒]
人在水面上科着看水里的物体和在水里看岸上的物体,所看到的都是物体的虚像,并且虚像在实物的上方,即从水面看到水里的物体比实际的浅,从水里看岸上的物体,看到的比实际的要高
。4.探究镜面反射和漫反射实验:在暗室中或在晚上,让手电筒的光垂直照在纸和平面镜上,
如图2
-5-3所示。观察到的现象:手电筒光斜射在平面镜上,在某一方向上看镜面,
耀得人眼睛睁不开,在其他方向上,
却看见镜面很暗。
解释现象:这是因为光在镜面上发生了镜面反射,如图2
-5
-4甲所示;而从不同方向上看自纸,都看见自纸较亮但不刺眼
。
这是因为光射到凹凸不平的面上发生了漫反射,如图2-5
-4乙所示。
5.探究光的反射定律(1)如图2
-5
-5把一硬纸板竖直立在平面镜上,过
0点作镜面的垂线
ON。
让激光手电发出的激光沿硬纸片射到平面镜的一点
O,在硬纸板上画出入射光、反射光的径迹。
(2)改变入射光的人射方向三次,分别用不同颜色的笔记录反射光与入射光的位置。
观察测量入射光、反射光、镜面的位置关系并设计表格记录
。
让光逆着反射光线的方向射到镜面,观察反射光线与原来的入射光线的位置关系。[特别提醒]
由于光在空气中的传播看不见,,无法观察入射光线和反射光线,也不能直观地凾
出入射先线和反射光线,不利于我们研究,因此,我们借助于硬纸板的反射来观赛反射光线和入射光线,并a
出先的传播路径。
在以后的研究中还要用到
。6.
区分影子、实像和虚像(
1
)所谓“影”,就是光在传播过程中,遇到不透明的物体而被遮挡,在物体的后面就形成了一个光线所不能达到的黑暗区域。(2)“像”是由光线或光线的反向延长线所构成的与物体相似的图形
。
光的直线传播,光的反射和折射都可以形成像。(
3
)实像是实际光线会聚而成的,实像的位置在实际光线的会聚点上,可用光屏接收。(
4
)虚像不是光线的实际会聚点,虚像的位置在实际光线的反向延长线上,不能用光屏接收
。7.光的反射应用(
1
)利用直角平面镜和反射规律,制成了自行车的反光灯。如图2
-5-6所示,夜晚,汽车灯发出的光射到自行车的反光灯上时,经自行车上互成直角的两个反射面的反射,反射光将沿人射光的方向返回射入司机眼睛,使司机容易发现骑自行车的人,有利于夜间行车安全。(2)如图2
-5
-7所示,载有信息的光在某种管中进行多次反射后把信息传到另一位置,这就可以用光传递信息。
根据这一原理,我们制成了胃窥镜,方便地给病人检査胃部疾病;制成了光缆,方便快捷地传递信息
。(3
)在日常生活中,最常见的应用是通过平面镜成像看到我们自己
。
如利用平面镜进行梳妆;舞蹈演员利用平面镜检查自己的动作是否规范
。(4
)增大视觉空间:如在客厅的一面墙上设一平面镜,能让我们的视觉空间是实际面积的两倍;在商场里,增加顾客的视觉上的商品数量;在狭窄的房间里进行视力检査时,我们经常看视力表在平面镜中的像。(5
)改变光线的方向:如潜望镜,通过两个平面镜来改变光的方向;调整平面镜的放置角度把太阳光反射到井底、洞中和室内等暗处。8.球面镜(
l
)球面镜对光线的作用
①凹面镜对光线有会聚作用:使凹面镜正对着阳光,拿一小纸片,纸片要小,以免挡住入射光线。
前后移动纸片,我们会观察到纸片上出现最小最亮的光斑,如图2-5-8所示.
②凸面镜对光线有发散作用:让一张纸屏垂直于凸面镜,用两个激光手电沿纸屏射出两条平行的激光,射向凸面镜,我们将从纸屏上看到反射后的光线向周围发散,如图2
-5
-9所示.(
2
)球面镜的应用
①凹面镜的应用:手电简的灯碗、汽车头灯的灯碗、探照灯的灯碗都是回面镜,把灯泡放在灯碗的焦点处,射出的光将平行射出
。
太阳灶也是一个凹面镜。
②凸面镜的应用:汽车观后镜、马路拐弯处的交通观察镜等等都是凸面镜,凸面镜能成缩小的像,因此能扩大视野。例题分析：例题1、小明的
写字台上有一盏台灯，晚上在灯前学习的时候，铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光．影响阅读．在下面的解决方法中，最简单、效果最好的是（　　）．（
右手写字）A.把台灯换为吊灯
B.把台灯放在前面
C.把台灯移到左臂外侧
D.把台灯移到右臂外侧解析根据光的反射原理：台灯发出的光照到玻璃上，玻璃表面反射台灯发出的光射入人眼，由于人感受到的反射光太强，所以感到刺眼，可见如将台灯移至人的侧旁，即可避免出现这种现象．答案：C2、如
图所示的现象中，属于光的反射现象的是（
）。解析本题主要考查光的折射、反射等现象。答案：A3、如图
所示，平静的水面上有一座石桥，桥孔看上去是圆形的。当水面上升时，看到桥孔的形状是图中的（ ）。解析本题考查平面镜成像。答案：B相似题、演员站在
平面镜前训练。下列说法正确的是（
）。A:
演员在平面镜中成实像 B:
演员远离平面镜时，在平面镜中所成的像变小C:
演员面镜时，像远离平面镜
D:
演员以2m/s的速度运动时，像也以2m/s的速度运动答案：D4、当光
从空气斜射向水面时，同时发生反射和折射，图中，能正确表示其传播方向的是（
）。 解析本题考查光的反射和光的折射。由光的反射和折射定律可知，反射角等于入射角，当光从空气斜射入水中时，折射光线向法线偏折
答案:B。相似题、下列关于
光现象的说法中正确的是（
）。A:
光发生漫反射时，反射光线不遵守光的反射定律B:
我们能看到鲜艳的黄色的花是因为花能发出黄色的光C:
彩色电视机的色彩是用红、黄、蓝三种色光按不同的比例混合得到的D:
“背日喷乎水，成霓虹之状”，这是一种光的色散现象答案：D5、为了验证光的反射定律，海若同学准备了一块平面镜、一块画有法线的平整硬纸板、直尺、量角器及铅笔。（1）这个实验还需要的一个重要器材是：_____
。（2）海若按如图1所示方式开始实验，纸板上显示出了两条光线，她想把这两条光线的传播路径保留在纸板上以便研究，请你为她设计一个简便的方法：_____
。（3）改变入射角，继续保留光的传播路径，最后纸板上留下了很多条光路，无法区分哪条反射光线与哪条入射光线对应，为了避免这一问题出现，实验时应该怎样做呢？_____
。（4）如果纸板与平面镜不垂直，入射光沿纸板照射后将会出现的现象是：_____
。（5）海若将一缺角的纸板按如图2所示方式放置，让光沿直线入射，接着她以为轴旋转缺角纸板，发现无论缺角纸板旋转到哪个角度，反射光都只出现在入射光所在的纸板上，在缺角纸板上没有显示出反射光。这一现象说明了：_____
。解析分析：本题考查光的反射实验与探究。答案（1）光源（激光笔等）（2）沿光路用铅笔相隔一定距离在纸板上各打两个点，再过两点用直尺、铅笔将光的路径画在纸板上（3）实验时给对应的入射光线和反射光线编号（4）在纸板上看不到反射光线（5）反射光线、入射光线、法线在同一平面上相似题、如图是“探究平面镜成像特点”的情景:竖立的透明玻璃板下方放一把直尺,直尺与玻璃板垂直;两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上,以A蜡烛为成像物体.
(1)实验如果在较明亮的环境中进行,给实验带来的不利影响是______;此外,采用透明玻璃板代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到_______,从而巧妙地解决了确定像的_______和大小的问题.
(2)点燃A蜡烛,小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像________为止,这时发现像与物的大小____,进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置,发现像和物的连线与玻璃板________,像和物到玻璃板的距离_________.实验时,有两块厚度不同的玻璃板,你将选择________(填“较厚”或“较薄”)的玻璃板进行实验,理由是_______A.防止较薄的玻璃不容易固定在桌面上
B.防止较厚的玻璃由于折射会使B蜡烛成一个虚像
C.防止较薄的玻璃前后两个反射面反射使A蜡烛成像
D.防止较厚的玻璃前后两个反射面反射使A蜡烛成像.答案(1)不易看清A的虚像
B蜡烛的位置
位置
(2)重合
相等
垂直
相等
(3)较薄
B、D6、、为某一发光点发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线，如图所示，试做出这两条反射光线的入射光线，并确定发光点的位置。解析分析：本题考查光的反射作图7、某同学在做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射入水中时的光路，实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验还得到如下数据：（1）分析表中数据，可得出结论：①光从空气斜射到水面时，将同时发生_____和_____现象；②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：_____
，且折射角_____（大于/等于/小于）入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点。（2）请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价。是否存在不足？答：_____（是/否）；请简要说明理由：_____ 。解析分析：本题考查光的折射和光的反射的光学实验。解答：（1）①光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；②由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角。当光从空气垂直射到水面时，入射角为零，故折射角也等于零。（2）评价：存在不足，应该换用其他透明介质再做此实验，这样得出的结论将更具有普遍性。提升练习：1、如图所示
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 （
）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答案：D2、蓝天上飘着白云，平静清澈的池塘中鱼在自由游动．人向池塘中看去，好像鱼在白云中游动．关于人观察到的鱼和白云，下列说法正确的是（　　）A.鱼是实物，白云是光的反射形成的虚像
B.鱼和白云都是光的反射形成的虚像C.鱼是实物，白云是光的折射形成的虚像
D.鱼和白云分别是光的折射和反射形成的虚像答案:
D3、一面镜竖直挂在墙上，某人站在镜前米处，从镜子里只看到自己的上半身。他要看到自已的全身，则（
）。A:
应后退到距镜米远处
B:
应前进到距离米远处C:
应后退到距离米远处
D:
无论前进或后退都不能实现答案：D4、如图所示.激光液面控制仪的原理是: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.屏上用光电管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的高度.如果发现光点B在屏上向右沿水平方向移动了的距离到.由此可知液面____(填“升高”或“降低”)的高度为___________.答案降低
5、如图所示，水平桌面上斜放着一个平面镜，桌面上有一个小球向右滚去。要使平面镜中小球的像沿竖直方向下落，则镜面与桌面间的夹角 α应为 （ ）
A.30
B.45
C.60
D.90 答案：B6、一般人脸宽（包括两耳）约18cm，两眼的光心相距约7cm，两眼光心离头顶和下巴分别为10cm和13cm．当平面镜竖直放置时，则至少要用多大的平面镜（矩形），才能看到自己脸的全部？答案先求镜宽（如图）设Ａ １ 、Ａ ２ 为两耳，Ｂ １ 、Ｂ ２ 为两眼．因为Ａ １ Ｂ １ ＭＮ及Ａ ２ Ｂ ２ ＭＮ均为平行四边形，即 ，所以镜宽 ＝（18－7）／2cm＝5.5cm再求镜长（如图2） 设人脸长 ，眼在Ｂ处，因为像长 ＝ ，所以镜长 ＝ ／2＝ ／2＝（10＋13）／2cm＝115cm