資源簡介

2.5 光的反射和折射(1)
學習指要
一、知識要點
1．光的反射定律：光反射時，入射光線、反射光線和法線在同一平面內；反射光線和入射光線分別位于法線的兩側；反射角等于入射角。光在反射時光路可逆。
2．光的反射類型：漫反射和鏡面反射。兩者都遵循光的反射定律。漫反射使我們能從不同的方向看到本身不發光的物體。
3．平面鏡成像規律：物體在平面鏡里成虛像，像和物體到平面鏡的距離相等，像和物體大小相等，像和物體的連線與鏡面垂直。
4．平面鏡的應用：改變光路、成像。
二、重要提示
1．反射角、入射角都是指各自的光線與法線的夾角，不要把光線與鏡面的夾角當成入射角或反射角。不能說入射角等于反射角，只能說反射角等于入射角。當入射光線垂直射到平面鏡上時，法線與入射光線重合，這時入射角為0°，反射光線沿原路返回。
2．我們能看到物體，是因為有光從物體上射入我們的眼睛，而不是光從我們的眼睛射到物體上。
3．實像和虛像
(1)實像是指從物體發出的光線，經過光學元件(如平面鏡)后由實際光線會聚而成的像，實像可以在屏幕上呈現出來，能使照相機底片感光。
(2)虛像是指從物體發出的光線經過光學元件后，實際光線沒有會聚而是發生了發散，這些發散光線的反向延長線的交點聚集所成的像。因為光線是沿直線傳播的，所以人們總覺得這些發散光線似乎是從它們的反向延長線的交點發出的。由于虛像不是實際光線會聚而成的，所以不能在屏幕上呈現出來，也不能使照相機底片感光。
科學廣場
城市光污染——玻璃幕墻
20世紀80年代以來，建筑物裝飾在我國驟然興起，許多商廈、辦公樓紛紛安裝了玻璃幕墻。玻璃幕墻無框架，采用的是鍍膜玻璃，玻璃可根據需要鍍成藍色、茶色或其他顏色。它表面光滑、明亮如鏡，具有較強的聚光和反光效果，在陽光的照射下，發射出耀眼的光芒，增添了建筑物的豪華與氣派。
然而，高層建筑裝上鍍膜玻璃后，其反光率為15％～38％，刺眼的光束足以破壞人眼視網膜上的感光細胞，影響人的視力，也容易灼傷人的皮膚，造成城市嚴重的光污染。同時它還會加劇城市的“熱島效應”，把無處不在的太陽光反射出去成為無數個小太陽。因此，現在許多發達國家嚴禁建筑物安裝玻璃幕墻。
解題指導
【例l】完成圖2.5—1中的光路圖，并標出反射角的度數。
【解析】根據光的反射定律：入射光線、反射光線、法線在同一平面內；反射光線和入射光線分別位于法線兩僦；反射角等于入射角。作圖方法如下：
①畫法線(見圖2.5—2)；
②確定入射角，根據入射角來確定反射角；
③根據法線的位置和反射角的大小，作出反射光線(見圖2.5—3)。
【答案】見解析
【回顧】作圖過程中，需要特別注意的是①反射角和入射角是指反射光線和入射光線分別與法線的夾角，而不是與鏡面的夾角，即圖中反射角的大小為60°而不是30°；②不要遺漏反射光線的箭頭}③法線要用虛線表示。
【例2】小宇同學做“探究平面鏡成像規律”的實驗，其情形如圖2.5—4所示，他先把一塊平板玻璃垂直立在水平桌面上，再準備A、B兩支大小、外形完全一樣的蠟燭，然后把點燃的蠟燭A立在玻璃板前，又把蠟燭B放在玻璃板后面，并移動蠟燭B的位置，使它與蠟燭A的像完全重合。
(1)他選擇的蠟燭B與蠟燭A的大小、外形完全一樣是為了_________。
(2)如果把蠟燭A向鏡面移動一段距離，又移動蠟燭B去與蠟燭A的像比較，會發現蠟燭A的像比蠟燭B_________(填“大”“小”或“等大”)。
(3)如果在蠟燭A像的位置放一個光屏，光屏上_______(填“會”或“不會”)承接到像，這說明平面鏡所成的像是_______(填“虛”或“實”)像。
【解析】為了比較物與像是否等大，就必須選用兩支完全相同的蠟燭；由于平面鏡成像中物與像之間具有“對稱性”，故將點燃的蠟燭A向鏡面移動一段距離，蠟燭B也需要向鏡面移動相同距離，且A的像的大小始終不變；由于平面鏡成像不能用光屏承接，故為虛像。
【答案】(1)比較像與物的大小關系 (2)等大 (3)不會 虛
同步訓練 A組
下列屬于光的反射現象的是 ( )
2．光射到下列物體表面時，會發生反射現象的是 ( )
A．粗糙的木板
B．平面鏡
C．墻上掛的畫
D．以上三項均可
3．如圖所示，甲、乙兩條光線射到平面鏡上并發生反射，則甲、乙兩條光線的反射角分別是 ( )
A．90°、60°
B．90°、30°
C．0°、60°
D．0°、30°
4．如圖是研究光的反射定律的實驗裝置，為了研究反射角與入射角之間的關系，實驗時應進行的操作是 ( )
A．沿0N前后轉動板E
B．沿0N前后轉動板F
C．改變光線OB與0N的夾角
D．改變光線A0與0N的夾角
5．月亮距離地球384400千米，在平靜的池塘中形成了月亮的像，已知池塘水深2.8米，則所成的月亮的像與水面的距離為 ( )
A．2.8米 B． 5.6米
C．384400千米 D．無法確定
6．一只小鴨浮在平靜的湖面上。下圖能正確表示小鴨和它在水中所成的倒影的是 ( )
7．假期里，小萱隨父母到美麗的天池景區游玩。如圖所示，小萱看到的雪山在平靜池水中的倒影，是由于光的_______ (填“漫”或“鏡面”)反射形成的_______(填“虛”或“實”)像，山峰的像到水面的距離_______山峰到水面的距離。
8．如圖所示，小屹在做探究“光的反射定律”的實驗，請回答：
(1)讓一束光貼著紙板沿某個角度射到0點，經過平面鏡反射，光沿另一個方向射出，可見_____________________。
(2)改變光束的入射方向，小屹又做了三次實驗，記錄的實驗數據如表1：
表1
實驗次數
入射角
反射角
l
15°
15°
2
45°
45°
3
60°
60°
分析表格中的數據可知：_____________________。
(3)如果讓光線逆著0F的方向射向平面鏡，會發現反射光線沿著OE的方向射出，這表明：
_____________________。
(4)某同學利用同一套實驗器材，選擇入射角分別為15°、30°、45°的三條光線進行實驗，結果得到了如表2所示的不同數據。經檢查，三次實驗中各角度的測量值都是準確的，但總結的規律卻與反射定律相違背。你認為其中的原因應該是_____________________。
表2
實驗次數
入射角
反射角
1
15°
75°
2
30°
60°
3
45°
45°
9．在“小科學家”比賽中，有一個項目是“反彈擊物”(如圖所示)，要求參賽者將皮球射到平面鏡上，經平面鏡反彈擊中目標區內的物體。參賽者在發射區沿哪一方向射球，最有可能擊中目標( )
A．沿OA方向 B．沿OB方向
C．沿0C方向 D．沿0D方向
10．按要求完成下列各圖。
11．如圖所示，落地平面鏡高0.8米。身高l.5米的小安同學站在鏡前卻看不到自己全身的像，她回想起科學課上所學的知識，就_______(填“適當把鏡子后退一段距離”或“適當把鏡子升高一段距離”)。當她看到自己的全身像時，此像的大小與她本人相比應該是_______(填“大”“小”或“一樣大”)的。
同步訓練 B組
12．野外生存訓練班在夜晚急行軍時，小丁帶領大家迎著月光前進。在某處，他們避開“暗地”而選擇“亮地”，結果跑在前面的同學紛紛掉進水坑。造成“亮地”的原因是 ( )
A．光在地面發生漫反射
B．光在地面發生鏡面反射
C．光在水面發生漫反射
D．光在水面發生鏡面反射
13．下圖為一輛轎車的俯視示意圖。0點為司機眼部所在位置，司機在右側的后視鏡AB(看作平面鏡)中能看到車尾C點。根據平面鏡成像規律畫出司機眼睛看到C點的光路圖。
14．在做研究平面鏡成像特點的實驗時，請回答：
(1)小明在玻璃板的前面放一支點燃的蠟燭A，在玻璃板的后面放一支沒有點燃的蠟燭B。對蠟燭A和B的要求是________，這是為了________________。
(2)在尋找蠟燭像的位置時，眼睛應該在蠟燭________(填“A”或“B”)這一側觀察。小明無論怎樣調節后面的蠟燭，都不能與蠟燭的重合，請你推測可能的原因是________________________。
(3)用直尺分別測量蠟燭和像到玻璃板的距離，目的是________________________。
(4)小紅用跳棋代替點燃的蠟燭進行實驗，但看不清跳棋的像，請你幫她想一個辦法看清跳棋的像：________________________。
15．鈔票的某些位置用熒光物質印上了標記，在紫外線下識別這些標記，是一種有效的防偽措施。某同學在較暗的環境中做了下列三次實驗：
(1)如圖甲所示，他用紫外線燈照射面值為100元的鈔票，看到“l00”字樣發光。這表明紫外線能使________發光。
(2)如圖乙所示，他用紫外線燈照射一塊透明玻璃，調整透明玻璃的位置和角度，看到鈔票上的“l00”字樣再次發光。這表明紫外線能被透明玻璃________。
(3)如圖丙所示，他把這塊透明玻璃放在紫外線燈和鈔票之間，讓紫外線燈正對玻璃照射，在另一側無論怎樣移動鈔票，“100”字樣都不發光。這次實驗是為了探究________________。
參考答案
2．5 光的反射和折射(1)
1．B 2．D 3．D 4．D 5．C 6．C
7．鏡面 虛 等于 8.(1)反射光線與入射光線分居在法線兩側 (2)反射角等于入射角 (3)在光的反射中，光路是可逆的 (4)將反射光線與鏡面的夾角看成反射角(合理均可) 9．D l0．圖略 11．適當把鏡子升高一段距離一樣大 l2．D 13．圖略 14．(1)兩者等大 比較像與物體的大小(2)A 玻璃板與桌面不垂直(合理即可) (3)比較像和物體到平面鏡的距離關系 (4)用燈光照亮跳棋(合理即可) 15．(1)熒光物質 (2)反射 (3)透明玻璃能否阻擋紫外線
2.5 光的反射和折射(2)
學習指要
一、知識要點
1．光的折射：光從一種介質斜射入另一種介質時，它的傳播方向發生改變，稱為光的折射現象。
2．光的折射規律：當光從空氣斜射入水或其他透明介質中時，入射光線、折射光線、法線在同一平面內；入射光線和折射光線分居在法線的兩側。光從空氣斜射入水或其他透明介質時，折射角小于入射角；當光從水或其他透明介質斜射入空氣時，折射角大于入射角。折射角隨著入射角的增大而增大；當光線垂直射到介質表面時，傳播方向不變。
二、重要提示
1．光折射時，折射角和入射角的大小關系是：光從水或其他透明介質斜射入空氣或是相反，都是空氣中的角度較大。
2．折射時光路具有可逆性：發生折射現象時，若光線沿原來折射光線的路線射到界面上，那么折射光線就沿原來入射光線的路線進行傳播。
3．光垂直射向兩物質分界面時，通過分界面后光的傳播方向不變，這時光線的入射角、反射角、折射角均為零度，但折射后光的傳播速度要發生變化。
科學廣場
UFO可能是大氣現象
據報道，曾在武漢、重慶等城市的天空相繼發現不明物體，有不少人認為是UF0。究竟是什么呢?有的專家認為：這是“大氣透鏡”現象引起的。“大氣透鏡”的原因：在離地面約42千米高處有一層氣溶膠質粒所組成的冷空氣團，由于冷空氣團的密度比空氣的密度大，所以這層冷空氣團就形成了透鏡效應。當遠處射來一束光線經過此冷空氣團時，光線會發生偏折，在離地面幾千米的地方會形成一個亮斑，地面上的人看到這個亮斑會誤認為是不明飛行物。亮斑會上下、水平移動或停留在空中片刻。有趣的是，如果亮斑會聚在地面上，這時整個光帶會掃過地面，會把漆黑一團的村莊照亮得如同白天一樣，過后又恢復平靜。
解題指導
【例題】如圖2.5—5所示，一束光線射入容器底部形成一光斑，然后向容器中逐漸加水，則光斑的位置將 ( )
A．慢慢向右移動
B．慢慢向左移動
C．慢慢向水面移動
D．仍在原位置不動
【解析】 根據光的折射規律，光線從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角。當向容器內加水時，光線將發生折射現象。如圖2.5—6所示，隨著水位升高，光線與水面的交點向左移動，光斑慢慢向左移動。
【答案】B
同步訓練 A組
1．到游泳池游泳時會有這樣的體驗：游泳池的淺水區看上去好像很淺，但一腳踩下去會有一種“踏空”的感覺。這是因為游泳池的實際深度比看上去要深，其原因是 ( )
A．發生了光的折射
B．發生了光的反射
C．光在水中沿直線傳播
D．光的傳播速度發生了改變
下列現象中，由于光的折射形成的是 ( )
3．平靜的湖面上映出天上的白云，一個同學說：“快看，魚在云里游呢。”她看到的“云”和“魚”實際上 ( )
A．云是像，魚是實物 B．云是虛像，魚是實像
C．云和魚都是實像 D．云和魚都是虛像
4．從水面上看斜插入水中的筷子，水下部分向上彎折了。這是 ( )
A．光的反射現象 B．光的折射現象
C．光的直線傳播 D．平面鏡成像
5．下列判斷某像是實像還是虛像的方法中正確的是 ( )
A．觀察得到的是實像，觀察不到的是虛像
B．光屏上所成的不清晰的像是虛像，清晰的像是實像
C．不能在光屏上成像的是虛像，能在光屏上成像的是實像
D．和物體相比，嚴重失真的是虛像，反之是實像
6．如圖所示，一束激光A0由空氣斜射入玻璃磚，折射后從另一側面射出，其出射點可能是圖中的( )
A．M點 B．N點
C．P點 D．Q點
如圖所示是光線在兩種介質的界面處發生反射和折射的光路圖，0點是入射點，介質是空氣和玻璃。則界面的_______邊是空氣，折射角的度數為_______，反射角的度數為_______。
8．如圖所示，A'為水面下的物體A經光的折射所成的像，請據此畫出過b點的折射光線及其所對應的入射光線。
同步訓練 B組
9．在空茶杯里放一枚硬幣，眼睛剛好看不見，如圖所示，保持眼睛和杯子的位置不變，慢慢向杯中注水，則 ( )
A．隨著水的增多，眼睛能看到硬幣，但位置比實際位置高
B．隨著水的增多，眼睛能看到硬幣，但位置比實際位置低
C．隨著水的增多，眼睛能看到硬幣，但位置沒有變化
D．注入水后仍看不見硬幣
10．從岸邊看水中的魚，看到“魚”的位置與實際位置不同。下列模型能解釋此現象的是 ( )
11．某科學興趣小組想通過實驗探究“光從空氣斜射入其他介質時的折射角與哪些因素有關”，他們準備的實驗器材有激光發生器：玻璃、水、量角器等。光從空氣斜射入玻璃中的測量結果如表l所示，光從空氣斜射入水中的測量結果如表2所示。
表1光從空氣斜射入玻璃
實驗次數
l
2
3
入射角
30°
45°
60°
折射角
22°
32°
41°
表2光從空氣斜射入水
實驗次數
l
2
3
入射角
30°
45°
60°
折射角
23°
33°
42°
(1)由表l、表2可知，當入射角相同時．光從空氣斜射入玻璃的折射角_______(填“大于”“小 于”或“等于”)光從空氣斜射入水的折射角。因此光從空氣斜射入其他介質時的折射角與_________有關。
從表l、表2可知光從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角，當入射角增大時，折射角將________。因此可推知光從空氣斜射入其他介質時，折射角大小還與_______有關。
參考答案
2．5 光的反射和折射(2)
1．A 2．B 3．D 4．B 5．C 6．B 7．左 60° 35° 8．圖略 9．A l0．D
11．(1)小于 介質種類 (2)增大 入射角的大小

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