专题复习光的反射

快乐学习，尽在中小学教育1专题复习：光的反射王福星基础大盘点–––知识点扫描1.光的直线传播（1）光只有在同一种均匀介质中是沿直线传播的，以光线为基础，研究光的传播和成像规律的称几何光学。光的传播不像声音，可以无需介质，并且在真空中传播速度为3108ms/，在其它介质中的速度均小于真空中的速度。（2）光线：是一种理想模型，是人为画出的，实际不存在这种“线”。（3）影的形成就是因为光的直线传播时，其中有的光线被物体遮挡，在物体后面留下的一个“暗区”。影不是像，只有物体的轮廓，而没有物体的对应细节。日食和月食等都是影子现象。（4）小孔成像也是利用光的直线传播性质，它是成在光屏上、倒立的实像。成像与小孔和物体距离的远近、小孔的大小有关，小孔成的像不仅能用光屏显示，也能用眼睛直接观察到像。2.光的反射定律（1）理解光的反射定律，关键是要掌握好“三线两角”的关系。三线是指入射光线、反射光线和法线。两角是指反射角和入射角。其中法线很重要，它是入射光线与反射光线之间的角平分线，并与镜面垂直。光的反射定律是几何光学的基本定律之一。（2）当光线垂直射到物体表面时，入射角和反射角都等于0°，这时入射光线、反射光线和法线重合，反射光线的方向和入射光线的方向相反。（3）镜面反射和漫反射。利用镜面反射和漫反射可以改变光行进的方向，利用漫反射可以从不同方向都能看到物体，两种反射都遵循反射定律。（4）光路是可逆的。在光的反射现象中，入射光射到界面上，遵循反射定律将获得一条确定的反射光线，但如果逆着反射光线作入射光线射到界面上，这时的反射光线正好与原来的入射光线重合，这就是光的可逆性原理。利用好光路可逆性会给解题带来许多方便。3.平面镜成像（1）平面镜成像的原理。如图1甲所示，镜前烛焰上的点S射向平面镜的光线，经平面镜反射后进入眼睛。由于眼睛的视觉习惯，人们总认为进入眼睛的光线是沿直线传播的，因此看起来就觉得这些光线好像是从它们在镜后延长线的交点S’射来的（图甲），跟S’处真快乐学习，尽在中小学教育2有一光源时产生的感觉一样（图乙），S’就是S点在镜中的像。因为此像不是实际光线会聚而成的，我们叫它虚像，每一条反射光线看起来都好像是从虚像点上发出的。图1（2）平面镜成像的特点。像、物对称，即以镜面为对称轴折叠时，像与物完全重合，这是找像的方法之一。如：池中水的深度是2m，月球到地球的距离为38105.km，那么月球在池中的像到水面的距离是38105.km，与水的深度是2m还是3m无关。因为平静的水面相当于平面镜，物到水面的距离是38105.km，那么像到水面的距离也是38105.km。（3）利用平面镜可以成像，可以改变光的传播方向。（4）“观察平面成像”实验中的物理方法平面镜成像的实验是使学生认识平面镜成像特点的关键。如图2那样，在桌面上竖直放置一块薄玻璃板，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，可以看到玻璃板后面出现了蜡烛的像。另外拿一只相同的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它跟像完全重合，后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置。观察比较蜡烛和它所成像的大小；改变点燃的蜡烛的位置，重做上面的实验，量出每次实验中两支蜡烛到玻璃板的距离，并比较它们的大小。图2通过上面实验很容易总结出教材中“像和物体到镜面的距离相等”和“像与物体大小相等”的结论，并且还可以让学生把手放在像的火焰上感受像是“虚”像。这个实验的设计有三个巧妙之处，体现出了等效转换的物理思想。①用玻璃板替代平面镜，玻璃板既可以当平面镜用于成像，又可以让光线透过看到镜后的物体，使实验能够找出像到平面镜的距离，并能比较像的大小。②把点燃的蜡烛在镜后成的像转换成了与它完全重合的另一只蜡烛，这样就能真实的比较像与物的大小和到镜面的距离。快乐学习，尽在中小学教育3③蜡烛的像转换成了与它完全重合的另一只蜡烛，以实物代“虚”像，用手放到镜后像的火焰上，感受像是“虚”像。等效转换方法，就是当我们沿着原来的思路不能或者不易解决问题时，等效的转换一个“角度”进行思考，就可以解决或者比较简单地解决问题，利用等效转换方法最基本的一个原则是必须保持“效果相同”。为什么用薄玻璃板？用厚玻璃做这个实验，可能会看到两个不重合的蜡烛的像。当蜡烛火焰射出的光经玻璃板镜面反射而生成蜡烛的像。对厚玻璃，其前、后两表面分别为两个相距一定距离（玻璃板厚度）的平面镜，看到两个不重合的蜡烛的像就是由厚玻璃板前、后两个镜面所成的蜡烛的像。4.球面镜及其应用凹面镜对光线有会聚作用，生活中的太阳灶、汽车头灯等；凸面镜对光线有发散作用，机动车辆上的后视镜，马路拐弯处安装的大凸镜等。重点、难点本章重点考查用光的直线传播规律解释简单现象和以反射定律为核心，考查“三线两角”关系、反射类型、平面镜成像的特点、平面镜对光的控制作用、虚像的概念等。难点集中于平面镜成像的特点和平面镜对光的控制作用。中考题型多以填空题、选择题、作图题等形式出现。更上一层楼––––典型例题剖析平面镜对光的控制作用例1.自行车尾灯结构示意图如图3甲所示，夜里，用手电筒照射尾灯，可观察到它的反射效果很好。试在图中方框内画出其中一条入射光线的完整的反射光路图。图3解析：自行车尾灯是多组相互垂直的平面镜组成的。如图3乙所示，当一束光照射到一个反射镜上时，光经过平面镜M1的反射光又照射到平面镜M2上再次发生反射。根据光的快乐学习，尽在中小学教育4反射定律有：1234，。两个相互垂直的平面镜组成的反射器的特点是光经过反射器反射后沿与原方向平行的方向反射回去（不是沿原光路反射回去）。同学们在作图时可能并不清楚这个特点，但如果认真细致地根据反射定律作图，则反射光线与原光线应平行。平面镜成像的特点例2.图4中两条光线是由同一点光源发出经平面镜反射后形成的，请完成光路图，并确定光源S的位置。图4解析：因为每一条反射光线看起来都好像是从它的虚像点上发出的一样，所以，根据平面镜成像的特点，只要反向延长两条反射光线，它们的交点就是S点的虚像S’，然后根据S’关于镜面的对称点找到S点的位置，由S、入射点二点确定出它们的入射光线，如图5所示。图5例3.把两块平面镜竖直放置，并使它们镜面间的夹角为60°，在它们的夹角中有一点光源S，如图6，则S在两个平面镜中总共可以成几个像？图6解析：从S点发出的光线射向平面镜被反射后射入眼睛中，人即看到了S点在镜中的虚像，由于S发出的光线经过两镜面的多次反射，所以成多个像点。解决此问题，应根据平面镜成像的对称性特点，利用几何作图的方法找出各像点，即可得到答案。快乐学习，尽在中小学教育5图7如图7所示，由于平面镜成像具有对称性，可得S点在平面镜OM中的像点S1，S点在平面镜ON中的像点S2，这是两个基本像点，因为只要它们还落在另一镜前就要反复成像。S1点在平面镜ON中的像点S3，S3在平面镜OM中的像点S4，S2在平面镜OM中的像点S5。只要证明S4和S5两点对称，即S5是成的最后一个像，就可得出总共成5个像，由S1与S对称可知21。平面镜OM在ON中的像是OM’，由S3和S1，S2与S对称可知，42，31。OM’关于平面镜OM的像是ON’，由两平面间的夹角为60°可知ON’和ON在同一平面上。由S4与S3，S5与S2对称可知，54，63，由此可知56，所以S4即为S5在平面镜ON中的像点。由以上证明可以得出：S1、S2、S3、S4、S5都在以OS为半径，以O为圆心的圆周上，所以S在平面镜中成5个像。通过以上作图可以看到，S点在两互成角度的平面镜中成像的个数只依赖于两镜面的夹角，而与S点在平面镜中像的位置无关，其成像的个数公式为：n3601（其中表示两平面镜的夹角）利用光的反射定律选取最佳路径例4.如图8所示，从A出发经过平面MN上的一点到达B点有多种路径可走，有人提出，在所走的多种路径中遵循光的反射定律的一条路径是最短的，这种提法是否正确？并证明。图8解析：我们先按照光的反射定律，画出从A点发出的光线经反射后能到达B点的反射光线，作法如下：把MN当作平面镜处理，在MN后面找到B点的对称点B’，连接AB’，交快乐学习，尽在中小学教育6MN于O点，再连接OB，这样AO即为入射光线，OB为反射光线。由于对称关系OB＝OB’，所以AOOBAOOB'，A与B’之间最短的距离为两点间的直线距离，直线ABAOOBAOOB''，因而题给的结论是正确的。水位监测。根据光的反射规律，可以监测容器中液面的变化，从容器中放出液体的质量。例5.如图9所示，底面积为1m2的圆柱形容器装满水，一光束沿AO射向水面，方向保持不变，反射光线在水平光屏EF上形成光点Q。打开水阀K，水流出，水位下降，光点在光屏上移动。当光点移了20cm时，容器中的水已流出___________kg。图9解析：本题的关键是：入射光不变、反射面改变时，反射光的光路图怎样变化，要能画出光路图，观察几何图形的关系，应用几何知识解决水面下降的深度。（1）入射光线AO射到水面，水面将光线反射到Q点。反射光OQ和入射光AO满足反射定律，入射角为45°，反射角也为45°。当水面下降时，入射光线AO保持不变，入射点将随着水面下降而移到O’，如图乙，由于入射光AO没变，入射角也没变，故反射角也不变，仍为45°，则在O’点反射的光线O’Q’//OQ右移，如图乙。（2）根据几何关系，QQ’//OP，OQ//O’Q’，所以OP＝QQ’＝20cm。OOP'是等腰直角三角形，所以OMOPcm'1210所以当光斑在EF上向右移动20cm时，水面将下降10cm。容器中流出的水的质量mV水水1010101100332./.kgmmmkg快乐学习，尽在中小学教育7用光的反射解释生活中的现象例5.小明在听讲座时，想把银幕上用投影仪投影的彩色幻灯片图像用照相机拍摄下来。由于会场比较暗，他使用了闪光灯，这样拍摄出来的照片（）A.反而看不清投影到银幕上的图像，倒是把银幕上的一些污渍拍出来了；B.色彩鲜艳，比不用闪光灯清楚多了；C.色彩被“闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条；D.与不用闪光灯时效果一样，因为拍摄的是银幕上的像，而不是实际的景物。解析：闪光灯的光照射在物体上，可以使物体表面的亮度增大，但闪光灯的光照到银幕上后，只能增加银幕的亮度，而不能增加图像的亮度，相反图像的亮度和清晰度会明显减弱，所以反而看不清银幕上的图像，而银幕上的污渍更加清晰了，银幕上黑色的字和纸条实际上即是投影片上不透明体的影子，即黑暗区域，被闪光灯的光照射后，银幕上亮度增大后，“影子”（黑字）自然消失了。答案A。例6.在江边观察夜景时，常常会看到对岸上的路灯在江中的像不是一盏灯，而是一条光柱，为什么？解析：由于水面总是水波起伏，好像有许多趋向不同的平面镜组成一样，电灯在每一个小平面镜内都成一个像，这些像组合起来，看上去就像一条光柱。阅读题例7.自行车的尾灯与光的逆向反射自行车上都有一个小小的红色尾灯，它不仅仅是装饰品，更重要的在于它是夜间汽车的安全指示灯。在夜间行车时，它能把来自后面的光，沿原来路径反射回去，车后的人能清楚地看到尾灯反射的红光，从而了解自行车行驶情况，防止追尾相撞，发生危险，这是利用了光的逆向反射原理。光的逆向反射又称再归反射，它和我们熟知的镜面反射、漫反射不同，能使光线沿原来路径反射回去。由红色塑料制成的自行车尾灯，其外表是平面，在此塑料平面的背面（即向着自行车前方的一面）上凸起许许多多整齐排列的直角锥棱镜，每个直角锥棱镜相当于三个相互垂直的平面镜。这种特殊的设计，使得在夜间，汽车灯光照在它上面时无论入射方向如何，反射光