3.3探究光的反射定律情景引入“有个姑娘十八岁，身体长在花瓶内，无手无脚一尺八，能说能唱可回答，这真是大千世界无奇不有，古怪莫测不可思议。”虽然众人对“花瓶姑娘”的真实性将信将疑，但是无人窥破其中的奥妙。东北大学的王教授听记者说起这件事时，笑了笑说：“这不过是光的反射原理。”王教授给记者做了个实验，先找来了两块正方形玻璃镜子，将两块镜子拼成直角，光面向外，竖在桌子上。然后把一个一尺来高的花瓶放在两块镜子的相交处，让一个女同学站在镜子后面，身体刚好被镜子挡住，下巴放到花瓶口上。再用布幔把四周包围成一个半圆，并把镜子的边缘遮挡住。记者这时看过去，又一个“花瓶姑娘”出现了！王教授告诉记者，如果再利用好灯光，一点儿破绽也看不出来。 学好本部分知识后，你对“花瓶姑娘”的骗术会有更清楚的认识。课时目标1.能够科学地叙述光的反射现象.2.★会借助光路图，直观认识有关光的反射的“三线、两角、一点”。3．★通过探究活动得出光的反射定律，并能应用定律进行简单的作图和解释简单现象.4.知道在反射现象中，光路是可逆的.5.知道镜面反射和漫反射，了解它们在现实生活中的作用。课前预习光在什么情况下发生反射？描述光的反射现象的“五个名词”分别是：光线、光线、线、角和角。3．探究光的反射定律时，需要用到什么器材？进行怎样的操作？通过探究活动得出的结论是：反射光线、入射光线和法线在平面.内；反射光线和入射光线分别位于两侧；反射角入射角。4．什么是镜面反射和漫反射？课堂探究一、光的反射现象观察思考：按课本图3-12做一做，激光笔并没有对着墙壁照射，为什么会在墙壁上出现光斑？你能描述出光的传播路径吗？。1．光在两种物质分界面上改变又返回原来物质中传播的现象，叫做。2．光的反射中的“五名词”：如图3-2-2所示，入射光线是；反射光线是；入射光线在镜子上的投射点O称为；过入射点O与镜面垂直的直线ON叫做；叫做入射角；叫做反射角。图3-2-2二、探究光的反射规律想一想：在活动一中，我们轻桌面光斑随着颤动，说明反射光线的方向发生了变化。在反射现象中，反射光线跟入射光线存在怎样的关系呢？要探究这个问题就要形成一个完整的反射光路，需要的器材有：____________________；研究反射角与入射角的关系时，测量一组数据还是测量多次数据好？___________________。实验探究：用如图3-2-3所示装置探究。图3-2-31．探究反射光线与入射光线、法线的位置关系：转动纸板F，使纸板F和E不在同一平面内，纸板F上_______（填“有”或“没有”）反射光线；当纸板F和E在同一平面内时，纸板F上_______（填“有”或“没有”）反射光线。2．反射角和入射角的大小关系：改变入射光线的方向，分别测量入射角和反射角的度数，请设计一个
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测量数据的表格分析实验数据可以看出：不论入射光线以什么角度入射，反射角都始终_______(填“大于”、“等于”或“小于”)对应的入射角。实验结论：光反射时，①反射光线、入射光线、法线在同一个______内；②反射光线和人射光线分居______两侧；③反射角______人射角。这一结论在物理学中叫做光的反射定律。例题1为了探究光反射时的规律，小明进行了如图2-2-2所示的实验。图3-2-4(1)请在图3-2-4中标出反射角的度数。(2)小明想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，他应如何操作?(3)如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：三、镜面反射与漫反射观察思考：如图3-2-5所示，三条平行的光线分别照射到平滑的物体表面（图甲）和粗糙不平的物体表面（图乙），请利用光的反射定律作出每条入射光线的反射光线，然后思考下列问题：甲乙图3-2-51．平行光线射到平滑的物体表面，反射光线仍然_______。这样的反射叫做_______；平行光线射到粗糙的物体表面，反射光线不再_______，而是向着不同的方向，这样的反射叫做_______．2．联想以上的作图过程，你认为发生漫反射时，是否还遵从光的反射定律？图3-2-6例题2．晚上，在桌子上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如图3-2-6所示。从侧面看去，白纸被照亮，而平面镜却比较暗。做做看，并解释为什么。归纳总结：发生镜面反射时，由于反射光束集中射向某一方向，因此只有在逆着反射光束的方上才能看清物体；发生漫反射时，由于反射光线向着不同的方向，因此人们能够从各个方向看到物体。课堂达标图3-2-71.如图3-2-7所示，一束光线射向平面镜，那么这束光线的入射角和反射角的大小分别为（）A．40°40°B．40°50°C．50°40°D．50°50°2.关于光的反射，下列说法正确的是（）A．当入射光线与反射面的夹角为20°时，反射角也为20°B．入射光线靠近法线时，反射光线也靠近法线C．入射角增大5°时，反射光线与入射光线的夹角也增大5°D．镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律3．光明是人们祈求的，但有时光也会损害人的视觉和身心健康，成为光污染。下列现象中会造成光污染的是（）A．汽车车窗玻璃上贴防晒膜B．城市建筑大面积安装玻璃幕墙C．晚上学习时用护眼台灯D．用塑料薄膜建造温室大棚4．光学实验课时，小叶用激光灯对着光滑的大理石地面照射（如图3-2-8），无意中发现对面粗糙的墙壁上会出现一个明亮的光斑，而光滑地面上的光斑很暗，对此现象解释较合理的是（）A．地面吸收了所有的光B．墙壁对光发生漫反射C．地面对光发生漫反射D．墙壁对光发生镜面反射图3-2-8图3-2-95.如图3-2-9所示的情景说明：在反射时光路是_________的.6.秋高气爽的季节，美丽的大草原上呈现出“白云悠悠，绿草茵茵，牛羊成群”的美景，我们能够从不同方向看到同一片白云，是因为白云对光产生了反射。图3-2-10图3-2-117.如图3-2-10所示，早晨的太阳光与水平方向成30°的角射到一水平放置的平面镜上，经镜面反射后，反射角为，随着时间的推移，从早晨到中午，反射角将(增大／不变／减小)．8．在“探究光的反射规律”的实验中，如图3-2-11所示，平面镜M放在平板上，E、F是两块粘接起来的硬纸板，可绕垂直镜面的接缝ON转动。（1）如图甲，当E、F在同一平面上时。让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线OB，测出入射角和反射角的大小；改变入射光线的方向，再观测几组入射角和反射角，这样做的目的是为了比较 。若将AO向ON靠近，则OB （选填“靠近”或“远离”）ON。（2）如图乙，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，这样做的目的是为了 。（3）本实验得出的结论是 。课堂小结：通过本节课的学习，使我们能够从众多的光现象中辨别出光的反射现象；能够辨别出镜面反射和漫反射，并辩证地认识两种反射给我们的生活来的便利后危害；本节的重点是在理解的基础上熟记光的反射定律，该定律可简记为“三线共面，法线居中，两角相等”；有关光的反射定律的作图是本节的难点，请同学们课下做些练习，对后续的学习会有很大帮助。课时作业卷课后归纳1．法线的作用和意义：法线是人们为研究反射现象时引入的一条位置参考线，并不真实存在，所以在光路图中用虚线表示。在几何上，法线是反射光线与入射光线夹角的角平分线或法线是反射光线与入射光线的对称轴。2．正确理解光的反射定律：（1）定律的叙述有一定的逻辑关系，不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”；（2）两角大小的变化是对应的，入射角增大（减小）时，反射角也随之增大（减小）；入射角为0时，反射角也是0，即反射光线、入射光线和法线三线重合。（3）对于光的反射规律，不但要知道内容，而且要掌握探究过程中的操作要点，同时还要注意在实验时应多次改变入射光线的方向，以增加实验结论的可靠性。3.对于镜面反射和漫反射要注意：（1）镜面反射不只是发生在镜子表面。平静的水面、抛光的金属面、光滑的黑板和家具面都可以视为镜面。发生漫反射时，每一条光线仍然遵守反射定律。经典例题例题1画出图3-2-12中入射光线AO的反射光线.图3-2-13图3-2-12图3-2-12解析：首先过O点作出反射面的垂线，即法线，然后根据反射光线和入射光线分别位于法线两侧，反射角等于入射角作出反射光线。解答此类问题要注意以下三点：（1）标出表示光的传播方向的箭头、（2）法线要画虚线、（3）画图时可以不用量角器，但反射和入射光线相对法线要基本对称。答案：如图3-2-13所示图3-2-14例题2小明同学用如图3-2-14所示的装置，研究光的反射规律，其中有一个可折转的光屏，光屏在实验中的作用是：(写出两条)①；②。解析：光的传播路径我们看不见，可通过一些方法看到，如通过水雾、烟雾等，本题中能利用光屏表面的漫反射来显示光的传播路径；由于光屏可折转，因此能够方便的探究入射光线、反射光线、法线是否共面；答案：①显示光的传播路径②探究入射光线、反射光线、法线是否共面。例题3如图3-2-13所示，许多建筑采用玻璃进行外墙装璜，这在美化城市的同时却造成了光污染，造成这种污染的主要原因是由于阳光在玻璃表面发生了反射。解析：由于玻璃表面比较光滑，玻璃外墙能对射向表面的光线发生镜面反射，反射到周围房间内或行人的眼睛，对他人会造成干扰或伤害。答案：镜面课时作业1．如图3-2-15所示，一束光斜射到平面镜上，其中反射角是()图3-2-15A．∠1B．∠2C．∠3D．∠42.打过油的皮鞋用软布反复擦，越擦亮（如图3-2-16所示），这是因为（）图3-2-16A.反复擦可以增加漫反射的效果B.反复擦可以使皮革更光滑，加强镜面反射的效果C.鞋油的颜色比皮革好，可以增加镜面反射的效果D．以上说法均不对3．关于光的反射，下列说法错误的是（）A．反射光线在入射光线和法线所决定的平面内B．反射光线和入射光线分居法线两侧C．入射角大于反射角D．入射光线与镜面的夹角增大，反射角减小4．下列说法正确的是（）A．反射光线和入射光线不可能在一条直线上B．漫反射的每条光线都不遵循反射规律C．在反射时光路是可逆的D．反射光的速度小于入射光的速度5．下面说法中违背光的反射规律的是（）A．入射角是0°，反射角也是0°B．入射角增大10°，反射角也增大10°C．入射光线逐渐靠近法线，反射光线也逐渐靠近法线D．入射光线与反射面的夹角是20°，反射光线与入射光线的夹角是40°6．雨后天晴的夜晚，为了不踩到地上的积水，下列判断正确的是（）A．迎着月光走，地上暗处是积水B．迎着月光走，地上明亮处是积水C．背着月光走，地上明亮处是积水D．迎着月光走，背着月光走，地上暗处都是积水7．利用平面镜来改变光的传播方向，如果要使入射光线和反射光线的夹角是100°，则入射光线与镜面的夹角是（）A．100°B．80°C．40°D．50°★8.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（） A．把台灯换为吊灯 B．把台灯放到正前方 C．把台灯移到左臂外侧D．把台灯移到右臂外侧 ★★9．白天在室内照镜子（窗户朝东开），为了能清晰看到自己的面容，镜子的反射面应（）A．朝东B．朝西C．朝北D．朝南10．如图3－2－15所示为验证光的反射定律的实验装置，光线沿路径PO入射至平面镜上的O点，那么，反射光线沿下列哪条路径射出？（）图3-2-17A．OAB．OBC．OCD．OD11．学校升旗时同学都能看到旗子，是因为国旗发生了_____反射。12．一条光线垂直入射到平面镜上，入射角是_____度,经反射后光线的传播方向改变了_____度。13.阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼(如图3-2-18所示)，这里蕴含着光的现象。图3-2-1814.为北京2008年奥运会而建造的国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上点缀了无数白色的亮点，他们被称为镀点(如图3-2-19)。北京奥运会举办时正值盛夏，镀点能改变光线的方向，将光线挡在场馆外，镀点对外界阳光的主要作用是，遵循规律。图3-2-19★15.有时，教室黑板反光能“晃”着一些同学的眼睛，其原因是;为了保护同学的眼睛，请你根据所学的知识提出改变这种现状的一条建议：。16.被誉为“光纤之父”的华裔科学家高锟因为在“光在纤维中的传输用于光学通信”的成就而获得2009年诺贝尔物理学奖。光在玻璃纤维中的传输情况是光线每次由内层玻璃芯射向外包层的分界面时，均要发生反射，而不折射，从而使光在不断的反射中沿内层玻璃芯向远处传播。请根据图3-2-20回答：当增大入射光线AB的入射角时，CD光线的入射角（选填“增大”、“减小”或“不变”），D点将要向侧移动（选填“左”或“右”）。图3-2-2017.如图3-2-22所示，AO为入射光线，ON为法线。请画出入射光线AO的反射光线。图3-2-22★18．两平面镜相互垂直，入射光线如图3-2-23所示，请依次画出经两个平面镜反射后的光线。图3-2-23★★19.如图3-2-24所示，小明通过一平面镜看到了桌子下面的小球．图中画出了入射光线和反射光线，但末标出光的传播方向．在图中用箭头标出光的传插方向，并根据光的反射定律画出平面镜．图3-2-24答案卷3.2探究光的反射定律例题1解析：（1）因为反射角等于入射角，所以反射角为40°（2）纸板是用来显示光路的，要探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，需要改变显示反射光线的纸板B的位置，观察两纸板在同一平面和不在同一个平面上时反射光线是否出现。（3）让光线逆着OF的方向射向镜面，反射光线沿着OE方向射出，这表明发射时光路是可逆的。答案：（1）40°（图略）（2）)将纸板B向后(前)折，观察在纸板B上是否有反射光线（3）在反射现象中，光路是可逆的例题2解析：平面镜光滑能发生镜面反射，白纸面粗糙发生漫反射。发生镜面反射时，反射光线集中射向某一方向，而漫反射能把平行的光反射到各个方向。答案：因为镜面很光滑，垂直入射到镜面的光被垂直反射回去，射到其他方向的光极少，从侧面看去，基本没有光线射入人眼中，所以平面镜看起来比较暗，而白纸表面比较粗糙，入射到白纸上的光发生漫反射后，反射光线射到各个方向，因此有一部分反射光能射到人的眼睛中，所以从侧面看到白纸比较亮。课堂达标1．D2．B3．B4．B5．可逆6．漫7．60°减小8．（1）反射角和入射角靠近(2)使E、F不在同一个平面内，结果不能发现反射光线，从而证实反射光线、法线和入射光线共面.（3）反射光线、入射光线和法线应在同一平面内；反射光线和入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角.课时作业1．C2．B3．C4．C5．．D6．B7．C8．C9．B10．C11．漫12．018013．反射14．发生漫反射反射15．发生镜面反射用不易反光的材料做黑板等16．增大右17．如答图3-2-1答图3-2-118．如答图3-2-2答图3-2-219．如答图3-2-3答图3-2-3
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