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3.2 光的反射定律
第三章 光和眼睛
知識點
光的反射現(xiàn)象
知1－講
1
實驗過程 在桌面上分別放一塊平面鏡、一個水盆、一塊金屬片，用手電筒的強光分別斜射到它們表面上
實驗現(xiàn)象 在天花板上或墻壁上出現(xiàn)一個明亮的光斑
實驗結(jié)論 光射到這些物體表面都能發(fā)生反射
特別提醒：勿對眼睛直射，以免損傷眼睛。
知1－講
1. 光在兩種介質(zhì)分界面上改變傳播方向又返回原來介質(zhì)中的現(xiàn)象，叫做光的反射。
2. 理解要點
(1)反射現(xiàn)象發(fā)生在兩種介質(zhì)的分界面處。
(2)反射光線和入射光線在同一種介質(zhì)中，只是改變了光的傳播方向，光的傳播速度不變。
知1－講
3. 光的反射可用如圖1光路圖形式呈現(xiàn)
知1－講
入射點(O)：入射光線與鏡面的接觸點。
入射光線：射到反射面的光線(AO)。
反射光線：入射光線射到反射面上后，被反射面反射后的
光線(OB) 。
法線(ON) ：從入射點O引出的一條垂直于平面鏡的直線。
入射角(α)：入射光線與法線的夾角。
反射角(β)：反射光線與法線的夾角。
不是與反射面的夾角，而是與法線的夾角！！
知1－講
知識鏈接
如圖1所示，光路圖中至少包含一點(即入射點O)，一面(即反射面)，二角(即入
射角α和反射角β)，三線
(即法線ON、入射光線AO
和反射光線OB)。不可表述
成“入射光線OA 和反射光線BO”。
知1－講
建構(gòu)模型
為了更方便準確描述入射光線、反射光線的空間位置，我們引入了“法線”：
1. 法線是過入射點且與反射面垂直的直線。
2. 法線用虛線表示。
3. 法線并不真實存在。
知1－練
例 1
下列幾種現(xiàn)象中，與光的反射有關(guān)的是( )
A. 太陽光下人的影子
B. 晚上看到五顏六色的霓虹燈
C. 人們看到皎潔的圓月
D. 小孔成像
知1－練
解題秘方：分析光的傳播路徑，根據(jù)定義進行判斷，或根據(jù)識記直接判斷。我們看到本身不發(fā)光的物體，是因為這些物體反射的光進入了人眼。
解析：產(chǎn)生“影子”、看到霓虹燈和小孔成像是光的直線傳播現(xiàn)象；看到圓月，是因為月亮反射的光進入了人眼。
答案：C
知1－練
1. 漆黑的夜晚，“灰太狼”來到“沸羊羊”的窗前，看到“沸羊羊”正在健身，則此時“沸羊羊”_______(填“能”或“不能”)透過窗戶看到“灰太狼”
不能
知2－講
知識點
光的反射定律
2
1. 實驗探究 反射現(xiàn)象中，光的傳播遵循什么規(guī)律？
【實驗器材】
激光筆、平面鏡、可以繞中線ON折轉(zhuǎn)的白色紙板E和F、量角器、鉛筆等。
溫馨提醒：不能用激光筆照射人的眼睛，否則會損傷眼睛。
知2－講
關(guān)聯(lián)思考 白色紙板的作用是什么？
關(guān)聯(lián)結(jié)果
白色紙板的作用是為了顯示光傳播的路徑。紙板前后轉(zhuǎn)動的設(shè)計是為了探究三線是否共面。轉(zhuǎn)動紙板F后，紙板F 上沒有反射光，并不代表反射光消失。
知2－講
【設(shè)計實驗與制訂方案】
(1)放：紙板一定要垂直平面鏡放置。
(2)射：入射光沿紙板E入射到平面鏡的O點。
(3)轉(zhuǎn)：繞ON旋轉(zhuǎn)紙板F，觀察、尋找反射光的位置和方向。
知2－講
【獲取與處理信息】
(1)描線：在紙板上描出入射光線、反射光線的路徑。
(2)變角：改變?nèi)肷浣牵倜璩龉獾穆窂健?br/>(3)量角：測量出每一組光線對應(yīng)的入射角、反射角的度數(shù)并記錄在表格中。
入射角α 10° 35° 50° 70°
反射角β 10° 35° 50° 70°
知2－講
【分析與論證】
(1)只有當紙板E、F在同一個平面內(nèi)時反射光才出現(xiàn)在紙板F上。
(2)反射角和入射角大小總是相等的。
知2－講
思想方法
在探究光的反射定律時，我們根據(jù)幾組入射角和反射角的關(guān)系歸納總結(jié)出了光的反射定律，這種通過幾個典型的實驗結(jié)果歸納總結(jié)出一般規(guī)律的方法叫做歸納法。
知2－講
2. 光的反射定律 光反射時，反射光線、入射光線和法線三者在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)，反射角等于入射角。
先有入射光線，后有反射光線，故定律中的“反射角等于入射角”,不能表述為“入射角等于反射角”。
知2－講
3. 光路可逆性
在探究光的反射規(guī)律的實驗中，如果讓光逆著原來反射光的方向入射，那么反射光將逆著原來入射光的方向射出，這說明在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。
不要說成“光線可逆”。
知2－講
4. 深入理解光的反射定律
知2－講
思想方法
簡記光的反射定律：三線共面，兩線分居，兩角相等。
知2－練
[中考·無錫]如圖2所示，平面鏡M水平放置，白色紙板豎直地立在平面鏡上。紙板由A、B兩部分組成，可繞接縫ON翻折。
例 2
知2－練
使一束光緊貼紙板A射向鏡面上的O點，只有當紙板B翻折至圖中位置時，才能觀察到紙板B上呈現(xiàn)反射光線，可知反射光線、入射光線和法線在___________，此時角度α為40°，則β為_____，將一束光沿FO方向入射，則反射光將沿_____方向射出。
同一平面內(nèi)
40°
OE
解題秘方：根據(jù)光的反射定律和光路可逆解題。
知2－練
解析：使一束光緊貼紙板A射向鏡面上的O點，只有當紙板B翻折至圖中位置時，才能觀察到紙板B上呈現(xiàn)反射光線，這說明反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；此時角度α為40°，即入射角為40°，根據(jù)反射角等于入射角可知，反射角β為40°；將一束光沿FO方向入射，根據(jù)光路可逆可知，反射光將沿OE方向射出。
知2－練
2. 如圖所示，小海同學(xué)利用紅、綠、藍三種色光的激光筆進行實驗，他將位于同一平面內(nèi)的白色紙板A、B立在平面鏡上。
知2－練
下列說法中正確的是(　　)
A. ②號光線為綠色光的反射光線
B. 紅色光的入射角為90°
C. 利用該裝置進行實驗時，紙板應(yīng)垂直于平面鏡放置
D. 將紙板B沿紅光所在直線向后折，無法觀察到反射光線，表明反射現(xiàn)象消失
C
知3－講
知識點
光的反射分類——鏡面反射和漫反射
3
1. 反射分類 鏡面反射和漫反射。
(1)鏡面反射是平滑表面能將平行的入射光都沿某一相同方向反射出去，某反射光也是平行的。
(2)漫反射是粗糙不平的表面將平行入射的光向各個方向反射。
知3－講
2. 鏡面反射和漫反射的對比
反射類型 鏡面反射 漫反射
相同點 都是光的反射現(xiàn)象，都遵循光的反射定律 不 同 點 反射面 平整光滑 粗糙不平
反射光 平行光線射到反射面上，反射光線仍平行射出 平行光線射到反射面上，反射光線射向各個方向
知3－講
續(xù)表：
反射類型 鏡面反射 漫反射
不 同 點 光路圖
人的感覺 迎著反射光線的方向看去感覺刺眼，看不清物體 從各個方向都能看清物體
示例 光污染、黑板反光 看電影、看書、看報
知3－講
3. 生活中的鏡面反射和漫反射
(1)鏡面反射：光在平靜的水面、玻璃、拋光的金屬面、平面鏡等表面發(fā)生鏡面反射。
(2)漫反射：生活中我們看到的大部分物體發(fā)生的都是漫反射，如看到桌椅、書本、電影屏幕、黑板、花草、動物等，都是漫反射，這樣我們才可以從不同方向看到它們。
知3－講
對比思想
鏡面反射與漫反射巧辨析
(1)當物體發(fā)生鏡面反射時，我們看到物體時只會出現(xiàn)兩種情況：①很耀眼(有反射光射入我們的眼睛)；②很暗(反射光沒有射入我們的眼睛)。
(2)當物體發(fā)生漫反射時，我們會在各個方向看到物體。
知3－練
[中考·東營]教室里，可以從不同方向看到桌椅、書本等物體，是由于這些物體會對照射到其上的光產(chǎn)生_______(填“鏡面”或“漫”)反射，這種反射 _______(填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
例 3
漫
遵循
知3－練
解題秘方：發(fā)生漫反射時反射光線射向各個方向，所以我們能從各個不同方向看到本身不發(fā)光的物體；漫反射同樣遵循光的反射定律。
解析：桌椅、書本等物體本身不發(fā)光，教室里，可以從不同方向看到桌椅、書本等物體，是由于這些物體會對照射到其上的光產(chǎn)生漫反射；無論是鏡面反射還是漫反射都遵循光的反射定律。
知3－練
3. 小明的書桌上鋪有一塊玻璃板，晚上小明在臺燈下學(xué)習(xí)的時候，桌面上的玻璃會“發(fā)出”刺眼的亮光。這是發(fā)生了_______(填“ 鏡面”或“漫”)反射，為了保護眼睛，可以采取的最簡單方法是___________________。
鏡面
將臺燈轉(zhuǎn)過一個角度
(或人挪動一下位置)
(合理即可)
知4－講
知識點
光的反射的應(yīng)用與影響
4
1. 光反射的應(yīng)用
(1)紅寶石激光器利用紅寶石的多次反射將激光變成激光束。
(2)人造衛(wèi)星利用光的反射探測地面的森林、河流，估計植被覆蓋率等。
(3)光纖利用光的反射將信息傳遞到遠方。
知4－講
2. 光反射的影響
(1)高樓的玻璃幕墻反射強烈的陽光，形成光污染影響人們的生活。
(2)夜間后面車輛的遠光燈通過后視鏡反射干擾駕駛員正常行駛。
(3)長時間在光污染環(huán)境下工作和生活的人，容易出現(xiàn)視力下降，產(chǎn)生頭昏目眩、失眠、心悸等癥狀。
知4－講
拓展一步
廣義的光污染包括一些可能對人的視覺和身體健康產(chǎn)生不良影響的事物，包括生活中常見的書本紙張、墻面涂料的反光甚至是路邊彩色廣告的“光芒”。在日常生活中，人們常見的光污染多為由鏡面建筑反光所導(dǎo)致的行人和司機的眩暈感，以及夜晚不合理燈光給人體造成的不適。
知4－練
小榮同學(xué)有一個小型物理實驗室，在家中的閣樓上(如圖3所示)。可是，每當他做光學(xué)實驗時就會感到很麻煩，因為他要跑到有天窗的一間。你能幫他將陽光引到實驗室并使陽光垂直
射到實驗臺面上嗎？請你畫出
一條光線的光路圖，畫好法線，
用箭頭標出光線方向。(保留作圖痕跡)
例 4
知4－練
解析：題中要求將光線垂直射到實驗臺面上，通過前面的學(xué)習(xí)，利用平面鏡可以改變光的傳播方向，起到控制光路的作用，因此我們利用平面鏡讓光線首先改變原來的路徑變?yōu)橄蜃螅俅怪鄙涞綄嶒炁_上。
解：如圖4所示(注意方案不是唯一的，兩個鏡片的角度會有多種可能，只要根據(jù)光的反射定律可以將光線垂直反射到臺面上即可)。
知4－練
知4－練
4. 自行車尾燈可有效避免夜間交通事故的發(fā)生，它由多組“直角反射器”組成，其中一組“直角反射器”如圖所示，一束光射向平面鏡S1，請在圖中畫出經(jīng)過S1、S2兩個平面鏡反射后的光路圖。
知4－練
解：如圖所示。
光的反射定律
光的
反射
光的反射定律
反射光路
是可逆的
使人看見本身不發(fā)光的物體
反射類型
鏡面反射
漫反射

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