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第五章
光现象
第2节
光的反射
1.认识光反射的规律，了解法线、入射角和反射角的含义
2.
理解反射现象中光路的可逆性
3.了解什么是镜面反射，什么是漫反射
我们为什么能够看见发光的物体？
因为从物体发出的光进入我们的眼睛。
我们为什么能够看见不发光的物体？
不发光的物体表面反射光进入到我们的眼睛里。
我们发现光在传播过程中,从一种介质射向另一种介质的表面时,会折回到第一种介质中,正如乒乓球射向墙壁,会被反弹回一样。这是光的什么现象呢？
一、光的反射定律
1.光的反射概念
光遇到水面、玻璃面以及其他任何物体的表面都会发生反射,像这样光从一种介质射向另一种介质表面时,又有部分光返回原介质的传播现象叫光的反射。
2.光的反射的基本概念
(1)一点、二角、三线
(2)有关概念的三点说明：
①入射角是指入射光线和法线的夹角,反射角是指反射光线和法线的夹角,不要误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。
②法线是通过入射点作的垂直于反射面的虚线,是为了研究问题方便而引入的,没有具体的物理含义,但确定入射角、反射角时法线是关键,因为反射角和入射角都是指光线与法线的夹角。
③入射光线与反射光线都有方向,用字母表示时,应沿光线方向叙述字母,如AO、OB等。
3.探究光的反射定律
【提出问题】：光射到介质表面时将发生反射,是否有一个特定的规律呢？
【猜想与假设】：当太阳光射向镜面时,可在墙面得到反射的光斑,我们将镜面转动,反射的光斑会跟着移动,据此可以猜想在光的入射方向、镜面和光的反射方向之间存在一个特定的关系。
【进行实验】
实验准备：把一个平面镜放在桌面上,再把一张纸板竖直地立在平面镜上,纸板的左右半面多次对折,使NF面可以绕ON自由转动。
①
实验过程与现象：一束光贴着纸板EN面沿某一角度射到O点(称为入射点),ON垂直于镜面,称为法线,光线经平面镜的反射,沿另一个方向射出,调整NF面使它与EN面在同一平面上,将在NF面上得到反射光线,旋转NF面,反射光线消失。图如下所示。
现象分析：入射光线、法线和反射光线在同一平面上,且入射光线和反射光线分居法线的两侧。
②
实验过程与现象：重新将NF面调整到与EN面在同一平面上得到反射光线,在纸板上用笔描出入射光线和反射光线的径迹；改变光线的入射方向,重做一次,换另一种颜色的笔记录光的径迹；取下纸板,用量角器测量入射光线与法线的夹角i,记为入射角,再用量角器测量反射光线与法线的夹角r,记为反射角。图如下所示。
现象分析：反射角r和入射角i相等。
实验过程中应注意的问题：
在研究光的反射定律的实验中,注意让光束斜射在平面镜上,适当调节光束照射的角度和位置,使纸板上出现入射光线和反射光线,最好能调节为一个较容易读数的入射角,这样反射角也容易测量了,此外还要求室内光线稍暗,以便于观察。
【光的反射定律】：光在发生反射时,反射光线、入射光线与法线在同一个平面内;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。
从以下六点理解光的反射定律：
①对应于每一条入射光线,只有一条反射光线。
②反射现象发生时,先有入射光线,才有反射光线。反射光线是随着入射光线的改变而改变的,所以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”。
③在光的反射现象中,入射光线靠近法线时,入射角减小,反射光线随之靠近法线,反射角也减小;入射光线远离法线时,入射角增大,反射光线随之远离法线,反射角也增大。
④光线垂直镜面入射时,入射角为0°,反射光线沿原路返回,反射角也为0°,光的传播方向改变了180°,并不是没有发生反射。
⑤通过镜面对入射光线的反射作用,可以看出镜子有改变光路的作用。
⑥在反射时光路是可逆的。如图所示,如果让光线沿着原来的反射光线入射,则光线将会沿着原来的入射光线反射。
二、镜面反射和漫反射
夜晚打开电灯,光弥漫了全部空间,照亮了整个屋子,而当一束光线射向镜面时,却只能在特定的方向看到耀眼的反射光,这是为什么呢？
(1)一束平行光射向光滑的平面,反射光也是平行的,这种现象叫作镜面反射。
（2）但一般物体的表面往往都比较粗糙,平行光经反射后,反射光不再平行,而是射向各个方向,这种现象叫作漫反射。
镜面反射和漫反射
(3)日常生活中的反射
日常见到的绝大部分反射面都会发生漫反射,漫反射能够使我们从不同方向看到物体。教室里的黑板用毛玻璃,电影银幕用粗布,都是为了使各个方向的人都能看到;而黑板用久了,会出现“反光”现象,是因为发生了镜面反射,使某些方向反射光线较强,从而看不见黑板上的字。
我明白了:
我们能从各个方向看到桌子、墙壁、书本，是由于这些物体表面凹凸不平，射向它们表面的光发生漫反射，我们无论站在哪个方向，它们总能把一部分光反射到我们眼睛里。
1.入射光线与镜面的夹角由90?减小到60?时，反射角（
）
A.
由90?减小到30?
B.
由30?增大到90?
C.
由30?减小到0?
D.
由0?增大到30?
D
2.下图中，OA是反射光线,入射光线是
,法线是
,反射面是
,入射角是
,反射角是
。
解析：光发生反射时,入射光线和反射光线在反射面的同一侧,所以CD是反射面。根据光的反射定律,入射光线和反射光线分别位于法线两侧,所以ON是法线。入射角是指入射光线与法线的夹角,为30°;反射角与入射角相等,也为30°
答案：BO
ON
CD
30°
30°
3.如图所示,晚上在桌面上铺一张白纸,把一块小平面镜放在白纸上(镜面朝上),让手电筒的光正对着白纸和平面镜照射,从侧面看上去(
)
A.镜子比较亮,它发生了镜面反射
B.镜子比较暗,它发生了漫反射
C.白纸比较亮,它发生了漫反射
D.白纸比较暗,它发生了镜面反射
解析：镜子表面光滑,光线垂直入射到镜面时,发生的是镜面反射,光线均沿原方向反射回去,所以在侧面看不到反射光,镜面比较暗。白纸表面粗糙,光射在白纸上发生漫反射,反射光朝向各个方向,所以在侧面能看到部分反射光,即白纸比较亮。
答案：C
实用的反射——角反射器
把三面镜子两两相互垂直地对接在一起，就像房间的一个墙角一样，我们把这种装置叫作“角反射器”，如图甲所示。光线无论从什么角度射到它上面，其反射光线总与入射光线平行(图乙)。
仔细观察自行车尾灯的红色塑料片,上的凸起部分，每个凸起部分的内侧都是一个角反射器(如图)。汽车前灯发出的光照在自行车尾灯上时，它就能把入射光按入射方向的反方向反射回去，提醒司机。
