第二节光的反射

第二节光的反射一、导入我们为什么能够看见物体？（有光从物体射入我们的眼睛。）观察发光的白炽电灯和日光灯、平面镜、磨光的金属表面、书等物体，我们能看见这些物体是由于有光从物体射入我们的眼睛，这些物体射入我们眼睛的光来源有什么不同呢？（从白炽灯、日光灯射来的光是它们自己发出的，其他不发光的物体是反射光源射到它们表面的光）归纳总结：我们看到的不发光的物体，都是由于它们的表面能反射光。二、探究：光反射时的规律1、光的反射：光遇到水面、玻璃、桌面、墙面等许多物体表面时，都会发生反射。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。光发生反射时，光线在同种介质中传播，而且只改变光的传播方向，光速不变。2、实验题目：光反射的规律（1）、提出问题：光的反射，在我们日常生活中经常遇到，那么光在反射时遵循什么规律？也就是说，反射光沿什么方向射出？（2）、猜想与假设：光在发生反射时可能遵循某种规律，入射角和反射角可能有某种关系，如相等或成倍数关系，反射光线和入射光线可能在同一个平面内。（3）、设计实验：实验时，我们要用到一束光线，要提供一束光线，我们可以用激光笔，日常生活中平面镜对光的反射最为明显，故还要用到平面镜。把一个平面镜平放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，在ENF上以O为圆心，标出角度。并且板ONE和ONF可沿ON转动，（可以将ONE和ONF两纸板用胶条粘连在一起）。（4）、进行实验：收集数据并记录。用激光笔，使一束光线贴着纸板ENO以入射角i=30°射向O点（此时ENF保持在一个平面内）。在板ONF上将出现一条反射光线。读出此时反射角r=30°，记录在下表中。改变入射光线的入射角度，使入射角增大到60°，此时，在板ONF上将再次出现一条反射光线，读出此时反射光线与ON的夹角，读数为60°，填入上表。此时保持板ONE和光束射向O点的入射角不变，向前或向后转动板ONF，使ONF和ONE不在同一平面上。则在ONF板上将不再有反射光线。入射角i反射角r第一次30°30°第二次60°60°（5）、分析与论证：由上面的两次实验，可以看出反射角和入射角相等。如果再次改变入射角，则反射角将随之改变。但应始终有反射角等于入射角。在上面实验中还可以看出，只有当板ONE和ONF在同一平面内时，在板ONF上才有反射光线出现，如果两板不在同一平面内，则在板ONF上将不会出现反射光线，这说明当光线发生反射时，反射光线和入射光线在同一平面内。由此可得出：反射角等于入射角，反射光线与入射光线分居在法线的两侧，反射光线、法线、入射光线在同一平面内。基本概念：三线、二角、一点。三线指入射光线、反射光线和法线。入射光线：射向物体表面的光线AO叫入射光线。反射光线：被物体表面反射回原介质的光线OB，叫反射光线。法线：过入射点，垂直于物体表面所作的直线ON。一点指入射点（反射点）：即入射光线与物体表面的交点O。两角指入射角和反射角。入射角：入射光线与法线的夹角i。反射角：反射光线与法线的夹角r。注意事项：①表示光线的字母顺序有一定含义的，如图中的入射光线AO，说明光是从A向O传播的；反射光线OB，是指光从O向B传播，故用字母表示光线时，字母的顺序应沿光线的传播方向。②入射角、反射角是指光线与法线的夹角，而不是光线和界面的夹角。光的反射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；反射光线、入射光线分居在法线两侧；反射角等于入射角。警示：①反射光线和入射光线在同一介质中；②在叙述光的反射定律时，对“反射角等于入射角”，反射角在前，入射角在后，即必须叙述为：反射等于入射角，而不能叙述为：入射角等于反射角。这是因为：先有入射光线，后有反射光线，先有入射角，后有反射角，反射角由入射角决定，故应为：“反射角等于入射角”。(6)评估与交流入射角应选整十度数，以便减小误差；入射光线靠近（或远离）法线ON即入射角减小（或增大）时，反射光线也靠近（或远离）法线ON，即反射角也随着减小（或增大）。例子：如果光垂直射向镜面，入射角为0°，反射角为0°。光的传播方向改变了180°。反射规律的应用：改变光的传播方向，例如：胃窥镜、光缆、自行车的尾灯；O入射光线反射光线入射角i反射角rABN三、光路的可逆性。如果让光逆着反射光线的方向射到镜面，那么，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表明：在反射现象中，光路是可逆的。例如：如果你在一块平面镜中看到了另一位同学的眼睛，那么，不论这个平面镜多么小，你的同学也一定会从这块平面镜中看到你的眼睛。四、镜面反射和漫反射1、镜面反射：平行光射到光滑的物体表面时，反射光仍然平行射出，这种反射叫镜面反射。（光滑）例如：黑板的“反光”；阳光射到镜子上，迎着反射光的方向可以看到刺眼的光；公路拐角处安置的反光镜；香港汇丰银行大楼利用日光镜组合将光引入室内照明。波光鳞鳞；在皮鞋上涂油后打蜡（“仿瓷”最后抛光）；平静的水面；刨光的金属面；2、漫反射：平行光照射到粗糙的物体表面时，反射光将沿着各个不同方向射出，这种反射叫漫反射。（凹凸不平）例如：阳光射到白纸上，无论在哪个方向，都不会感到刺眼。电影院银幕上的画面。在皮鞋上涂上鞋油（“仿瓷”做一遍）；教室的黑板；注意：①发生镜面反射时，在某一方向上反射光线很集中，光线强刺眼，而在其它方向上看镜面很暗；发生漫反射时，各个方向上都有反射光线，光线较弱，所以各个方向上都能看清物体。②我们之所以能够看清周围的物体是因为发生了漫反射。③无论是镜面反射还是漫反射都要遵循光的反射定律。④光滑表面产生的反射不一定是镜面反射。如：凹镜和凸镜，其表面是光滑的，但发生的不是镜面反射。五、课堂练习1、人眼能够看到物体是因为物体反射或发出的光进入人眼睛。2、一束光斜射到平面镜上，当入射光线与反射光线的夹角为70°，反射光线与镜面的夹角是55°。3、根据入射光线和反射光线确定平面镜的位置。4、雨后天晴的夜晚，月亮高高地挂在天上，为了不踩到地上的积水，我们应该注意：迎着月光走，地上发亮处是水；背着月光走，地上暗处是水。分析：当迎着月光走时，月光照在光滑的水面上会发生镜面反射，反射光线进入人眼睛，看起来发亮，而地面发生漫反射，反射光线进入人的眼睛比较弱，看起来较暗；而背着月光走时，月光照射到水面上时，发生镜面反射，反射光线不能进入人眼睛，而地面发生的是漫反射，有一部分光进入人眼睛，故地面比水面要亮一些。5、有两块夹角为α的平面镜，当任何方向的一束光照射到其中一块平面镜上时，经两次反射后，光线愉好按原来的方向返回，则这两块平面镜之间的夹角α为90°。6、入射光线与镜面的夹角为30°，则入射角为60°，反射角为60°；若平面镜绕O点顺时针转动5°，则入射光线与反射光线的夹角为130°。若平面镜绕O点逆时针转动60°时，则反射角为0°。（入射光线与反射光线夹角的变化）分析：入射光线不动，而平面镜在转动时，影响到的是入射角、反射角、法线、反射光线都要动。7、一束光线以60°角入射到平面镜上（入射光线与镜面的夹角），当入射角减小10°时，反射光线与入射光线的夹角变为40°。8、与水平方向成30°角的入射光线，要使反射光线沿水平方向射出，试确定镜面的位置。（镜面与水平面的夹角为75°或15°）9、如图所示，平行于镜面M1的光线AO经平面镜M1和M2反射后按原路反射回去，则平面镜M1和M2的夹角为45°。10、如图所示，相邻两室，一明一暗，两室之间的墙壁上有一平面镜M，且∠AON=∠BON，甲、乙两人分别站在A、B两点，向平面镜看，则甲看不到乙，乙可以看到甲。10、小明写字台上有一盏台灯，晚上他写字时，放在桌面上的玻璃会“发出”耀眼的亮光，为使学习不受亮光的影响，他应采取把台灯放在左前方（把台灯换为日光灯不合理；把台灯放在正前方由于反射耀眼；把台灯放在右前方会有手的影子）11、宇宙飞船在太空飞行，白天的太空也是一片漆黑。是由于太阳光照射到太空时，由于太空中是真空，故太阳光不能发生反射。12、目前光污染越来越严重，白亮污染是较普遍的一类光污染，建筑物的玻璃幕墙，釉面砖墙，磨光大理石和各种涂料，都能造成白亮污染，形成白亮污染的主要原因是由于光的反射。13、一天晚上，小明在房间的白色墙壁上，悬挂一个小镜子，关掉灯，他用手电筒正对着小镜子照射，此时若人沿着光线看，小镜子是亮的，墙是较暗的；若人从旁边看，小镜子是较暗的，墙是较亮的。14、中国有古诗云：“小时不识月，呼作白玉盘；又疑瑶台镜，飞在青云端”。月光是对太阳光的漫反射。物体对光的反射分为镜面反射和漫反射两种，如果只有镜面反射，没有漫反射，那么看物体时只有耀眼的光射入眼睛，而物体的本来面目却看不清；有M1M2AODAMO暗N明B一个角度看物体，换一个角度却看不到，物体就好像“隐身”了。15、一束光射到水面上，水面的上升和下降引起的光在反射时的变化情况。