初中物理 光的反射
一、学习目标
1. 知道光的反射现象;
2. 知道光的反射定律;
3. 能够区分镜面反射与漫反射。
二、重难点提示
重点:区分光的反射现象;光的反射定律。
难点:光的反射定律;两种反射。
考点精讲:
一、光的反射
1. 光的反射:光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原物质中的现象,叫做光的反射。
我们能看见发光的物体,是由于物体发出的光射入人的眼睛引起视觉。我们能看见不发光的物体,是由于物体表面能够反射光,反射光射入人的眼睛,形成视觉。
【随堂练习】下列几个现象中,与光的反射有关的是( )
A. 太阳光下的树影 B. 看到不发光的物体 C. 激光准直 D. 针孔照相机照相
思路分析:树影、激光准直、针孔照相机照相均是光的直线传播现象。故A、C、D错;看到不发光的物体,是因为它有反射光,B正确。
答案:B
2. 基本概念:“一点一面二角三线”。
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,是辅助线,用虚线表示。
入射角(i):入射光线AO与法线ON的夹角。
反射角(r):反射光线OB与法线ON的夹角。
【重要提示】有些同学认为入射光线跟反射面的夹角是入射角,反射光线跟反射面的夹角是反射角,这是错误的。在确定入射角、反射角时确定法线是关键,因为反射角和入射角都是指光线与法线的夹角。
二、光的反射定律的内容:
1. 光反射时,反射光线、入射光线、法线在同一个平面内。
2. 反射光线和入射光线分居法线两侧。
3. 反射角等于入射角。
【重要提示】①对应于每条入射光线,只有一条反射光线;②叙述反射定律内容时必须先说反射后说入射,即不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”,因为先有入射后有反射,反射光线随入射光线的改变而改变;③根据反射定律:两角发生的量的变化是相应的,即当入射角变化时,反射角也随之变化,入射角增大时反射角增大,入射角减小时,反射角减小,入射角为0度(光垂直照射到反射面上)时,反射角也是0度,即反射光线和入射光线重合,但方向相反。
【随堂练习】光斜射到平面镜上,入射光线与镜面的夹角为30°,反射角为( )
A. 0° B. 30° C. 60° D. 90°
思路分析:因为入射光线与平面镜的夹角是30°,所以入射角为90°-30°=60°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角也为60°。
答案:C
4. 在反射现象中,光路是可逆的。
如果让入射光线逆着反射光线的方向入射,则反射光线将逆着原来的入射光线方向射出,这种现象称为光路的可逆性。同学们可用一个小实验来验证:你通过镜子看到另一同学的眼睛,另一同学也能通过镜子看到你的眼睛。
三、两种反射:
1. 平行光线射到平滑的物体表面,反射光线仍然平行。这样的反射叫镜面反射。
2. 平行光线射到粗糙的物体表面,反射光线是向着不同的方向,这样的反射叫漫反射。
【说明】光的反射分为镜面反射和漫反射,并不只是镜面才发生镜面反射。干净的水面、抛光的金属平面、光滑的黑板和家具表面等,它们的法线平行都会发生镜面反射。书本、衣服、电影银幕、地面等,它们的法线不平行,会发生漫反射,我们能从各个方向看到物体,是因为物体发生漫反射的缘故,我们无论站在哪个方向,它们总能把一部分光反射到我们的眼睛里。要注意的是发生漫反射时,每一条光线仍然遵守反射定律。
【随堂练习】下列关于镜面反射和漫反射说法正确的是( )
A. 镜面反射遵守反射定律,而漫反射不遵守
B. 镜面反射不遵守反射定律,而漫反射遵守
C. 镜面反射和漫反射都不遵守反射定律
D. 镜面反射和漫反射都遵守反射定律
思路分析:一束平行光射到光滑物体表面时,反射光束仍然是平行的,这种反射就叫做镜面反射;一束平行光射到粗糙的物体表面时,反射光不再平行,而是射向各个方向,这种反射叫做漫反射;漫反射和镜面反射都遵循光的反射定律,故选项D正确。
答案:D
典例精析:
例题1 (天津)夜晚,当汽车发出的光照射到自行车尾灯上时,司机看到尾灯反射的光,就能及时避让。如图中有关自行车尾灯的光路图正确的是( )
思路分析:根据光的反射定律,当光线入射到自行车尾灯上时,两次反射的光路如图所示,可以看到,最后的反射光线CD与入射光线AB平行。
答案:A
例题2 雨后的晚上,天刚放晴,地面虽已干,但仍留有不少积水,为了不致踩到地上的积水, 月光走地上发亮处是积水, 月光走地上暗处是积水。(选填“迎着”“背着”)
思路分析:(1)当迎着月光走时,地面发亮处有水,因为迎着月光走,月光射到水面上时,水面发生的是镜面反射,反射光几乎全部射入人的眼睛,而地面发生的漫反射,只有很少的光进入人的眼睛,所以此时水面亮,人应走暗处。
(2)背着月光走时,地面发暗处有水,因为背着月光虽然水面仍然是镜面反射,但是此时的反射光全部射到人的后背,几乎没有光射入人的眼睛;而地面是漫反射,反射光线射向不同的方向,故有光线射入人的眼睛,故此时地面较亮,所以地上暗处部分是水,人应走亮处。
答案:迎着;背着
提分宝典:
【高频疑点】
几个光的反射的例子:看见不发光的物体;潜望镜;光纤通信;擦皮鞋;角反射器。
【技巧突破】
镜面反射 漫反射
定义 射到物面上的平行光反射后仍然平行,只能在某一方向接收到反射光线 射到物面上的平行光反射后向着不同的方向,即在各个不同的方向都能接收到反射光线
条件 反射面平滑 反射面凹凸不平
应用 迎着太阳看平静的水面,特别亮;黑板“反光”等,都是因为发生了镜面反射 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漫反射的缘故
共同点 每条光线都遵守光的反射定律,在光的反射中光路可逆
同步练习:
(答题时间:10分钟)
1. 关于光的反射,下列说法错误的是( )
A. 反射光线跟入射光线和法线在同一平面内
B. 反射光线和入射光线分居在法线的两侧
C. 入射角增大,反射角也同样增大
D. 入射角大于反射角
2. 油漆的黑板会发生“反光”现象,使坐在教室边排的同学看不清上面的字,原因是( )
A. 黑板发生镜面反射 B. 黑板发生漫反射
C. 黑板上的字发生了镜面反射 D. 黑板对光不反射
3. 黑夜里,在桌面上铺一张白纸,纸上放一小块平面镜,让手电筒正对着平面镜照射,从侧面去看,下列说法中正确的是( )
A. 镜面是亮的,而白纸是暗的 B. 镜面是暗的,而白纸是亮的
C. 镜面和白纸都是暗的 D. 镜面和白纸都是亮的
4. 某天中午时分太阳几乎直射高雄地区.小明坐在自家汽车里,发现前面车辆后窗反射阳光,无论两车距离如何,均有刺眼阳光直射入眼睛.则前面车辆的后窗样式可能是图中的( )
A B C D
5.(多选)一条光线在物体表面上发生反射,反射光线与入射光线垂直,则( )
A. 入射角为45° B. 入射角为90°
C. 反射角为45° D. 入射光线垂直于物体表面
6.(广西)现在的多媒体教室大都安装了表面粗糙的高清玻纤白幕布,这样可以利用光的________使教室里各座位上的同学都能看到画面,而且这种白幕布能反射________的光,使同学们能看到色彩正常的画面.
7. 我们在教室的各个方向都能看到黑板上的字,这是光照到字表面发生了________反射现象;而学习或工作用的台灯上有一个灯罩(如图所示),其作用是利用光的________反射将光线尽量集中到需要照射的地方,因此灯罩内表面应尽量________(填“光滑”或“粗糙”).
8. 在图中根据入射光线和反射光线,画出反射面的位置。
9. 作出图中的反射光线并标明反射角的度数。
答案:
1. D 解析:A. 这句话的含义就是说明“三线共面”,是正确的;B. 反射光线和入射光线分居法线两侧,符合反射定律的内容,是正确的;C. 入射角增大,反射角也同样增大,始终保持两角相等,符合反射定律的内容,是正确的;D. 在光的反射定律中,反射角等于入射角,故本选项说法错误。
2. A 解析:黑板面光滑,射到上面的光发生镜面反射,射向某一方向的同学的眼睛中。光线较强,粉笔字很粗糙,射到它上面的光发生漫反射,进入这一方向的同学的眼睛中的光会很弱,从而导致这部分同学看不清字。
3. B 解析:手电筒正对平面镜照射,即垂直入射,反射光线沿原路返回,没有光线进入人的眼睛,所以看上去是暗的;光照到白纸上,发生漫反射,总会有一部分光线进入人的眼睛,所以看上去是亮的。
4. C 解析:分析各个图中的后窗,其实后窗在图中是看不到的,但可通过车后方的角度想象出来。分析后窗玻璃的方位,只有C的后窗玻璃与地面成45度的夹角,太阳光以垂直地面的方向照射到此样式的后窗玻璃上,其反射光以与地面平行的方向射出,直射入人的眼睛。如图所示:
5. AC 解析:根据光的反射定律,反射角等于入射角,如使反射光线与入射光线的夹角为直角,则反射角与入射角之和为90度,即反射角与入射角均为45度,则入射光线与反射面(介质表面)的夹角,即入射角就等于90°-45°=45°。如上所示:
6. 漫反射;所有颜色 解析:表面粗糙的高清玻纤白幕布,因为表面粗糙,能使反射光线射向四面八方,能进入各座位上同学的眼睛,使同学们都能看到屏幕上的像。屏幕是白色的,白色能反射所有的色光,故能使同学们看到多彩正常的画面。
7. 漫;镜面;光滑 解析:我们在教室的各个方向都能看到黑板上的字,这是因为字的表面是粗糙的,光照到字表面发生了漫反射的缘故。台灯上有一个灯罩,灯罩内部比较光滑,其作用是利用光的镜面反射将光线尽量集中到需要照射的地方。
8. 解析:由光的反射定律知,反射角等于入射角,所以先作出反射光线与入射光线的夹角的平分线,然后再过入射点作这个角平分线的垂线即可。
答案:如图所示:
9. 解析:根据图示可知,入射光线与镜面的夹角为50°,故入射角为90°-50°=40°,由于反射角等于入射角,所以反射角为40°;过入射点在法线右侧画出反射光线,反射光线与法线之间的夹角为反射角,度数等于入射角,为40°,如图所示: