物理二 光的反射教案

光的直线传播 光的反射

(一)光的直线传播

1．光源：能够本身发光的物体叫做光源，光源又分为自然光源和人造光源。最重要的自然光源是太阳，还有其他的自然光源如闪电、萤火虫发出的光、“磷火”。人造光源是人类在生活生产过程中制造出来的光源，如火把、蜡烛、电灯等。

注意  人眼是不发光的，而是物体发出的光或反射的光射入人的眼中，人才能看到发光的物体或不发光的物体。

2．光的直线传播条件：在同一种介质中，该介质均匀透明。如果介质不均匀，光在同一种介质中光的传播方向也会发生弯曲；在两种介质分界面处光的传播会发生偏折。

3．光线：是人们用来表示光的传播路线和方向的直线，它是人们研究光现象的一种方法。光线是实际光的理想化模型，所以是不存在的。

4.影：光在传播过程中遇到不透光的物体时，在物体后面光不能直接照射到的区域所形成的跟物体相似的黑暗部分称为影。日常生活中的日食，月食和小孔成像等都可以用光的直线传播规律来解释。最早验证光沿直线传播的是我国墨家学派的代表人物墨翟和他的学生做的小孔成像实验。生活和生产中的准直现象、激光测距、射击瞄准等都是光的直线传播的应用。

5．光速：光在真空中的速度最大，用符号“c”表示，c=3×108 m/s。光在其他介质中传播速度都比在真空中小。光在空气中传播速度十分接近光在真空中的传播速度，也可以认为是3×108 m/s，光在水中的传播速度是3c/4，在玻璃中的传播速度2c/3．光速比声速大得多。

6．光年是长度的单位，是光在一年时间内所传播的路程，不是时间单位。

(二)光的反射

光射到两种介质的交界面时，在界面处被反射回原介质中的现象称为光的反射现象，所有的物体表面都反射光，人们能够看到不发光的物体，就是因为被它们反射的光射入了眼睛。

1．光的反射规律

反射光线与入射光线、法线在同一个平面内；反射光线和入射光线分居法线的两侧；反射角等于入射角。人射光线与法线的夹角叫入射角；反射光线与法线的夹角叫反射角，反射时光路是可逆的。

易错点  反射光线与法线的夹角和反射光线与镜面的夹角。

前者为反射角，后者的度数等于90。减去反射角的度数。当光垂直射向镜面时，入射角等于0。，反射角也等于0，光的传播方向改变180°。

2．镜面反射和漫反射

物体对光的反射分镜面反射和漫反射两类。漫反射使我们从不同方向都能看到物体。

比较

注意  不论是镜面反射还是漫反射都遵循光的反射规律，不能错误认为只有镜面反射遵守反射规律，漫反射也遵守反射规律。

3．平面镜成像特点：(1)平面镜所成的像是虚像，实物在镜前，虚像在镜后。(2)像与物等大且正立，虚像和实物所在的位置的连线与镜面垂直，到镜面的距离是相等的。

易错点  人走进平面镜时，人的像变大。正确的应是人走进平面镜时，人与平面镜的距离变小，像与平面镜的距离也变小，像的大小不变。

比较  实像与虚像。

实像指从物体发出的光线，经过光具后实际的光线相交所成的像。实像可以在光屏上呈现出来，能用底片感光。

    虚像是从物体发出的光线经过光具后，实际光线没有会聚而是发散的光线的反向延长线的交点会聚而成的像。虚像不能在光屏上呈现出来。无论实像还是虚像，人眼都能够观察到。

4．平面镜的成像原理

如图l—2—1所示，镜前烛焰上的点S1．发出的光线，经平面镜反射后到达人眼睛，但眼睛是根据光是沿直线传播的经验来确定物体位置的，所以觉得光线好像是从平面镜后S2点发出的，实际上镜后并没有点燃的蜡烛，像点S2是反射光线反向延长线的交点组成的虚像点，所以物体在平面镜中成的像是虚像。

图1—2—1

辨析  立竿见影、水中倒影和电影院放映的电影中的“影”与物理知识对应关系如下：

立竿见影——光的直线传播

水中倒影——平面镜成像

电影院放映的电影——凸透镜成像

5．平面镜的应用

(1)利用平面镜成像，如梳妆镜、练功房中的镜子，在墙上挂上大平面镜，可以扩大视觉空间。

(2)用平面镜改变光的传播方向起到控制光路的作用，如制作潜望镜。

平面镜试题考查内容主要有五个特点：(1)综合几何知识考查平面镜改变光路的作用；(2)考查研究平面镜成像的实验方法；(3)：考查平面镜成像的特点；(4)考查运用平面镜成像的特点解释有关现象和应用；(5)考查通过建模将实验问题抽象成平面镜原理来解决。其立意方向由考查知识转向考查能力。其题型主要是作图题。

图1—2—2是成因的示意图(选填“日食”或“月食”)。

                 地球

               图1—2—2

例2  (2005年·梅州)一只小鸟在平静的湖面上飞过，当小鸟距水面3 m时，小鸟在湖面的“倒影”是(选填“实”或“虚”)像，它是由于光的    形成的，该“倒影”距小鸟    m。拓展迁移  图l—2—3是一张在湖边拍摄的照片。因为湖水平静，岸上景物与湖中倒影在照片上十分相似。下列几种方法中哪一种不能用来正确区分真实景物与它在湖中的倒影? (    )

A．   倒影比真实景物略暗一些。

B．   倒影比真实景物的清晰度略差一些。

C．   倒影中物体排列的左右位置与拍照时的真实位置正好相反。

D．倒影中物体的高度比真实物体略大一些。

例3 (2005年·宜昌)小明同学想将一束与水平面成30°角的太阳光竖直射入深井内，如图l—2—4所示请你在题图中画出反射光线并标出反射角度数。

图1—2—4

例4   (2005年·南宁)探究“平面镜成像的特点”实验中，在平薄玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，在玻璃板后放上另一支相同的蜡烛B，如图l—2—5所示，移动后面的蜡烛B，直到看上去它跟前面的蜡烛A的像完全重合。这样做的主要目的是    (  )

A．验证像与物体到镜面的距离相等

B．验证像与物体的大小相同

c．验证平面镜所成的像是虚像

D．验证平面镜成像满足光的反射规律   

变式题  研究平面镜成像特点的实验情况如图l—2—5所示，            图l—2—5

烛焰在平面镜中所成的像是    像(选填“实”或“虚”)，放在图中曰处“烛焰”上的手指被烧痛(选填“会”或“不会”)。操作中某同学在桌面上无论怎样调整后方的蜡烛，都不能与像重合，其原因可能是                                     

例5  (2005年·陕西)小东与几位同学做手影游戏时发现，手影大小经常在改变，影子的大小与哪些因素有关?他猜想：影子的大小可能与光源到物体的距离有关，他们借助如图l—2—6所示的实验装置来研究影子高度与光源到物体距离的关系。

                                      图1—2—6

实验中，把手电筒由近及远先后放在距离黑板擦不同位置，保持其他因素不变，分别测量影子在墙面上的高度，记录数据如下表：

(1)分析数据他们发现：若保持其他因素不变，当手电筒由近处逐渐远离黑板擦，影子的高度随之减小(或变小)  。

(2)为了进一步发现其中的规律，他们根据数据绘制了影子高度H随手电筒到黑板擦距离L变化的图像(如图1—2—7所示)，由图可知，当手电筒到黑板擦的距离L= 35 cm时，影子的高度H大致是  15．5(15．3—15．7均正确)  cm。

 (3)当手电筒距黑板擦较远时，观察图像的变化趋势发现，影子变小得慢(选填“快”“慢”)；当手电筒距黑板擦足够远时，影子的大小将基本不变。

点评  本题从同学的学习生活实际出发设置情境，把一些信息巧妙地蕴藏在表格数据中和图形中，既考查了学生对数据和图形信息的处理能力，又考查了分析问题和判断的能力，同时还展示了科学探究的过程：提出问题一猜想与假设一制定计划与设计实验一进行实验与收集数据一分析与论证。