初中物理人教版（2024）八年级上册第2节 光的反射背景图ppt课件

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第2节 光的反射
甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站使用了超过1.2万面定日镜。当太阳位置发生变化时，自动控制系统可以调整光热电站定日镜的角度，将太阳光准确地反射到吸热塔的顶端，从而达到聚热的效果。这些定日镜为什么能将太阳光准确反射到指定位置?
我们能够看见物体，一定是因为有光的存在。能够看到本身不发光的物体，是因为物体把光反射到我们的眼睛，那么光在反射过程有怎样的规律？有哪些应用呢？
①我们为什么能看到太阳、电灯等物体？
光遇到物体的表面时，一部分光会改变原来的方向，返回到原来的物质中传播的现象，叫作光的反射。
（1）我们能够看见太阳、发光的电灯等光源，是因为光源发出的光进入我们的眼睛。（2）我们能够看见不发光的物体，是因为物体表面反射的光进入了我们的眼睛，如图所示。光遇到水面、桌面以及其他物体的表面都会发生反射。
一点、三线、二角：①入射点O：光线射到镜面上的点。②法线ON ：通过入射点，垂直于镜面的直线，常用虚线表示。③入射光线AO：入射到镜面的光线。④反射光线OB：从镜面返回的光线。 ⑤入射角∠i：入射光线与法线的夹角。⑥反射角∠r：反射光线与法线的夹角。
【提出问题】当阳光照射到窗台上的平面镜时， 会发现有光束反射到屋内的墙上并形成光斑。 改变平面镜的角度， 光斑的位置会随之改变。 那么， 光反射时遵循什么规律？
1. 探究光的反射定律
【实验思路】当光发生反射现象时，每一束反射光对应着一束入射光。因此，要探究光反射时的规律，就要找到反射光与入射光的位置关系。要找到这个关系应该测量哪些角度?选用什么样的器材?如何测量呢?说说你的想法。
我们可以把一块平面镜放在水平桌面上，再把一张用来显示光的传播路径的纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图所示。实验中应注意使光沿不同角度入射，经过多次测量，分析实验数据，找出反射光与入射光之间的位置关系。
【实验器材】激光笔、铅笔、量角器、平面镜、可折转的白色粗糙硬纸板等。
【实验过程】（1）使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF。改变光束入射的角度，观察反射光的方向是否改变。多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，用量角器测量两侧的∠i和∠r，将数据记录在下表中。
（2）纸板ENF是用两块纸板连接起来的。把纸板NOF向前折或向后折，在纸板上还能看到反射光吗?
（2）入射光和对应的反射光的径迹
（3）实验结论 光的反射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；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。
（1）对应关系：每一条反射光线对应一条入射光线。（2）让光线紧贴纸板（光屏）射向O点的目的：在硬纸板（光屏）上能显示光路.（3）实验描绘光的传播路径的方法在入射光线和反射光线上取一个点，将该点与反射点连接。（4）区分每一组的对应的入射光线和反射光线的方法对每一组入射光线和反射光线分别用不同颜色的笔进行描绘，或者对每一组入射光线和反射光线进行编号.
视频演示——《探究光的反射规律》
（1）对应关系：每一条反射光线对应着一条入射光线。（2）因果关系：注意定律中的因果关系，先有入射光线，后有反射光线。所以叙述反射定律的内容时必须先说反射，后说入射。（3）变化规律：反射光线随入射光线的改变而改变，人射光线“靠近”或“远离”法线，反射光线也相应地“靠近”或“远离”法线，即反射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。（4）特殊情况：当光垂直于镜面入射时，入射角为0°，反射角也为0°，光的传播方向改变了180°，反射光线与入射光线在同一直线上，并不是没有发生反射。
2. 理解光的反射定律
（1）在反射现象中，光路可逆 在上面的实验中，如果让光逆着反射光的方向射到镜面，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，光路可逆。
（2）光路可逆的现象 生活中有很多现象可以说明光路的可逆性。例如，如果你在一块平面镜中看到了一位同学的眼睛，那么这位同学也一定会通过这面镜子看到你的眼睛。
甲猴通过平面镜看到了乙猴，是乙猴发出的光通过平面镜反射后到达甲猴的眼睛。根据光路的可逆性，甲猴发出的光通过平面镜反射后也可以到达乙猴的眼睛，所以说乙猴一定能看见甲猴。
崎岖的山路急转弯处往往安装一面镜子，可以使双方互相看到对面的公路状况及交通状况，保证安全。
（1）常见作图种类根据光的反射定律作图有如下几种情况：①已知入射光线作反射光线；②已知反射光线作入射光线；③已知入射光线和反射光线，确定反射面的位置。
4. 根据光的反射定律作图
入射光线 A
作法线（虚线）；确定反射光线的位置；作反射光线（实线）；标出反射角r和入射角i。
（2）已知入射光线作反射光线
在图中画出反射光线，并标出反射角的大小。【做法】如下图所示。①过入射点O做反射面的垂线ON为法线（虚线）。②确定入射角i=60°。③过入射点和法线做反射角，使反射角与入射角相等，在反射方向上标上箭头表示方向。
（3）已知反射光线，作入射光线
作法线（虚线）；确定入射光线的位置；作入射光线（实线）；标出入射角i 和反射角r 。
在图中，OB为反射光线，请根据反射定律画出法线ON和入射光线AO。【做法】如下图所示。①先画法线ON（垂直于镜面且用虚线表示）；②根据反射角∠BON等于入射角∠AON确定入射光线的方向，在法线右侧画出入射光线AO。③在入射光线AO上标上箭头。
【做法】①先做两条光线的角平分线，此线为法线；②做过入射点垂直法线的一条直线，该直线为平面镜的位置。
（4）已知入射光线和反射光线，确定平面镜的位置。
（5）当光线垂直入射时，它将被垂直反射出去
这时入射光线、反射光线和法线三线重合。
如图所示，在做“探究光的反射规律”实验时，小明让一束光紧贴纸板A射向O点，纸板B可沿折缝ON向后翻折，下列说法正确的是（　　）
A．入射角是入射光线与法线的夹角，所以图中α为入射角，故A错误；B．因为反射角等于入射角，所以增大α过程中，反射角也增大，反射光线沿顺时针转动，故B正确；
C．α=0°时，看不到反射光线，是因为反射光线原路返回，与入射光线重合，此时仍存在反射现象，故C错误；D．纸板B向后翻折后，反射光线消失，是因为反射光线、法线、入射光线在同一平面内，此时反射光线仍存在，故D错误。
A．图中α为反射角B．增大α过程中，反射光线沿顺时针转动C．α=0°时，看不到反射光线，说明此时不存在反射现象D．纸板B向后翻折后，反射光线消失，是因为此时没有反射光线
①如图甲，若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点，光将沿图中的____方向射出，因为在光的反射现象中光路是________的；
如图所示，在“探究光的反射规律”的实验中，平面镜M放在水平桌面上，E、F是两块粘接起来的硬纸板，垂直于镜面且可绕ON转动。
①如果让光线逆着OB的方向射向镜面，这时的入射角为原来的反射角，根据光的反射定律，反射角等于入射角，这时的反射角为原来的入射角，所以会发现光线沿原路OA返回，也就是在光的反射现象中，光路是可逆的。
②如图乙，以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，在F上____（填“能”或“不能”）看到反射光线OB，这样做的目的是_________；③要完成本实验，除了图中的实验器材外，还应补充一个测量仪器是________； ④实验中为使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，该采取的操作是____；A．向纸板喷烟或雾B．使光束垂直纸板射到O点C．使光束贴着纸板射到O点
②以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，这时不能看到反射光线OB，因为纸板没有和反射光线、法线在同一平面上；因此这样做的目的是为了探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。③完成本实验，需要探究反射角和入射角的大小关系，故要用到量角器。④此实验为了使光线能在纸板上显示出来，应采取的操作是使激光紧贴纸板面入射，即使光束贴着纸板射到O点。故选C。
小光和小亮照同一面镜子，小光在镜子中看到了小亮的眼睛，那么（　　）A．小亮无法通过镜子看到小光的眼睛B．小亮可能会通过镜子看到小光的眼睛C．小亮一定能通过镜子看到小光的眼睛D．无法确定小亮能不能通过镜子看到小光的眼睛
根据反射现象中光路的可逆性，既然小亮的眼睛反射出的光线能再经过平面镜的反射后进入小光的眼睛，那么逆着这束光线，光路仍然是成立的，也就是从小光的眼睛反射出的光线经平面镜的反射后会进入小亮的眼睛，所以小亮一定能看到小光的眼睛。故选C。
光射到任何物体的表面时都能发生反射现象，根据反射面的不同性质，光的反射分为两种类型。
（1）镜面反射①一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射。这种反射叫作镜面反射。
1. 镜面反射和漫反射
②常见的镜面反射 平静的水面、抛光的金属面、各种镜面等等。
（2）漫反射凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射。这种反射叫作漫反射。注意：漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。同学们能从不同方向看清老师及黑板上的字，就是因为老师、字都发生了漫反射。
视频欣赏——《镜面反射和漫反射》
（1）光污染当强烈的太阳光照射高楼大厦的玻璃幕墙、大理石墙面时，就会发生镜面反射，造成“光污染”。
2. 日常生活中的反射
（2）日常生活中的一些反射现象日常见到的绝大部分反射面都会发生漫反射，由于发生了漫反射，我们才能从不同方向看到物体。想一想，电影的屏幕做得粗糙好还是光滑些好呢？为什么？　
屏幕粗糙一些好。屏幕粗糙可以加强漫反射，向各个方向反射光，让各个位置的人都能看清屏幕上的画面。
有时，黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛。画出这种现象的光路。为了保护同学们的眼睛，请你根据所学的知识提出改变这种状况的建议。
黑板上“反光”部分发生镜面反射，粉笔字上发生漫反射，由于“反光” 部分的反射光比漫反射的光强，所以黑板“反光”时粉笔字看不清楚。为了保护同学的眼睛，可以把黑板面打磨的粗糙一些，或用不易反光的材料做黑板，让黑板发生漫反射；也可以让同学移动位置，让眼睛不接收镜面反射的光。
黑板反光，物体在平静水面中的像等
从不同角度看到不发光物体
镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律
（3）漫反射和镜面反射异同点
一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射
凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射
晚上，小明在桌面上铺一张白纸，将一小块平面镜的镜面朝上平放在纸上，用手电筒正对着平面镜照射，如图所示。这时人从侧旁观察到比较亮的是　 　(选填“白纸”或“平面镜”)，这是因为手电筒的光照射到其表面发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。 
当手电筒的光正对着平面镜照射时，在平面镜上会发生镜面反射，光线会集中在竖直方向，所以从侧面看到的平面镜是暗的；而纸会发生漫反射，所以在侧面看到的纸是比较亮的。
下列说法正确的是（　　）①光照射到书本上、衣服上时光发生了漫反射②当入射光线彼此平行时，经漫反射后的光线彼此不平行③电影屏幕对光的反射是镜面反射④只有光照射到物体上发生镜面反射时，我们才能看清被照物体A．①④ B．②③ C．③④ D．①②
书本、衣服和电影屏幕表面都比较粗糙，它的反射光线是射向不同的方向，发生漫反射，③错误；我们能看清楚被照射的物体因为有光线进入我们的眼睛，与镜面反射和漫反射无关。④错误。故ABC错误，D正确。 故选D。
光遇到物体的表面时，一部分光会改变原来的方向，返回到原来的物质中传播的现象。①在反射现象中，反射光线、入射光线 和法线在同一平面内；②反射光线和入射光线分别位于法线两侧；③反射角等于入射角。④在反射现象中，光路可逆。
①镜面反射：一束平行光照射到镜面上后，会被 平行地反射。这种反射叫作镜面反射。②漫反射：凹凸不平的表面会把平行的入射光线 向着四面八方反射。这种反射叫作漫反射。
1. 光与镜面成30° 角射在平面镜上，反射角是多大?试画出反射光线，标出入射角和反射角。如果光垂直射到平面镜上，反射光如何射出?画图表示出来。
反射角为60°，反射光线、入射角、反射角如左图所示；如果光垂直射到平面镜上，反射光将按原路返回（如右图所示）。
2. 自行车尾灯的示意图如图甲所示。夜晚，用手电筒照射尾灯，看看它的反光效果。试着在图乙上画出反射光线。
自行车尾灯由红色塑料制成，外表面是平面，在此塑料平面的背面上有许许多多凸起的直角锥棱镜，相当于两个互相垂直的平面镜，这种特殊的设计能使在夜间汽车灯光照在它上面时，无论入射光线方向如何改变，反射光线都能返回，像发光的红灯，保证了行车安全。
太阳光竖直射入井中，所以需要先画出反射光线，再作入射光线与反射光线夹角的平分线，也就是法线，平面镜与法线垂直，便可作出镜面位置。由图可知，反射光线和入射光线的夹角∠AOB =30°+90°=120°，则反射角∠BON=∠AOB /2= 60°。
3. 如图所示，小明想要利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中。请你通过作图标出平面镜的位置，并标出反射角的度数。
4. 雨后晴朗的夜晚，为了不踩到地上的积水，人们根据生活经验判断：迎着月光走，地上发亮的是水；背着月光走，地上发暗的是水。请你依据所学光的反射知识进行解释。
光射到水面上发生的是镜面反射，射到地面上发生的是漫反射。因此，迎着月光走，水面上由于发生镜面反射而进入人眼的光明显多于地面上由于漫反射而进入人眼的光。因此，迎着月光走，水面亮。同理，背着月光走，水面上由于发生镜面反射，几乎没有光进入人眼；而地面上由于发生漫反射，有一部分光能够进入人眼。因此，背着月光走，地面亮。
5. 激光测距技术广泛应用在人造地球卫星测控、大地测量等方面。例如，激光测距仪向目标天体发射激光束，并接收反射回来的激光束，测出激光往返所用的时间，就可以算出所测天体与地球之间的距离。已知一束激光从激光测距仪发出并射向月球，大约经过2.56s被反射回来，则地球到月球的距离大约是多少千米?
激光测距仪是通过发射激光后接收反射回来的激光束来测距离的。如测月球与地球之间的距离时，首先测出从地球激光测距仪发射的激光束射到月球后，经过多长时间返回地球，根据公式即可求出。由题意可知激光从地球到月球所用时间t=2.56s/2=1.28s地球到月球的距离大约是s=vt=3.0×108m/s×1.28s=3.84×108m=3.84×105km
1. 清晨阳光与水面成30°角照射到平静的湖面上，则反射角为_______ ；当阳光逐渐升起时，入射角将_______（选填“增大”或“减小”）；在太阳升起的过程中，湖边小树的影子长度将_______（选填“变长”或“变短”）。
太阳光与水面成30°角，所以入射角为90°﹣30°＝60°反射角等于入射角为60°，随着时间的推移，太阳越升越高，则入射角逐渐减小。在太阳升起的过程中，太阳光与水面的夹角逐渐变大，所以湖边小树的影子长度将逐渐变短。
2. 如图，小玲利用一块平面镜，将正午时分直射的太阳光引入一根水平管道内，请在图中画出平面镜的位置。
将正午时分直射的太阳光引入一根水平管道，可知入射光线向下、反射光线水平向左，根据光的反射定律可知，法线垂直于平面镜，根据图中法线的位置，过入射点作法线的垂线得到平面镜的位置，如图所示.
3. 被称为“超级镜子发电站”的敦煌，电站内的1.2万多面定日镜以同心圆状围绕着260米高的吸热塔，这些定日平面镜把太阳光反射后会聚到吸热塔，其中某束光的传播路径如图丙，在图中画出定日平面镜的位置，并标出反射角。
由图可知，入射光线和反射光线的夹角为180°-64°-36°=80°根据光的反射定律可知，反射角等于入射角等于40°，用虚线作出法线平分入射光线和反射光线的夹角，过入射点作镜面垂直于法线，如图所示。
4. 小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可沿ON折叠的硬白纸板ENF竖直的立在平面镜上，以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角，如图所示，则（　　）A．反射光线与镜面的夹角是40°B．入射角增大10°，反射光线与入射光线的夹角增大20°C．将纸板NOF向后折叠，则反射光线会消失D．光在纸板上发生了镜面反射
A．入射光线与平面镜成50°夹角，则入射角为90°-50°=40°根据光的反射规律可知，反射角为40°，则反射光线与镜面的夹角是90°-40°=50°，故A不符合题意；B．入射角增大10°，则反射角也增大10°，那么反射光线与入射光线的夹角增大20°，故B符合题意；C．因为反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，将纸板NOF向后折叠，在纸板NOF上将看不到反射光线，但反射光线不会消失，故C不符合题意；D．为了能在各个方向都能观察到光线，纸板表面比较粗糙，光在纸板上发生了漫反射，故D不符合题意。 故选B。
5. 在较暗的教室里，把一个小平面镜粘在白纸上，然后将白纸挂在黑板上。用手电筒的光照射白纸和平面镜。在手电筒的方向观察发现，白纸是亮的，平面镜是暗的，这是因为白纸发生了_________（“镜面反射”或“漫反射”），白纸反射比平面镜反射进入人眼的光线______（“多”或“少”）。
当手电筒斜着照射时，镜面上发生镜面反射，镜面反射后的光线射向手电筒另一侧的同一方向，正好处在这一方向上时，获得的光线很强，其他方向上几乎没有反射光线，故在手电筒的方向观察到镜面是暗的； 而白纸发生漫反射，漫反射时反射光线射向各个方向，反射进入人眼的光线比镜面多，所以看到的白纸更亮。
6. 为了探究光反射时的规律，小强同学利用平面镜、可绕ON折转的纸板、量角器和激光笔进行如图所示的实验。（1）把一个平面镜放在水平桌面上，再把纸板立在平面镜上，纸板上的直线ON与镜面保持_______；（2）为了探究反射角与入射角的关系，实验时应进行的操作是______；A．沿ON前后转动纸板E B．沿ON前后转动纸板FC．改变光束OB与ON的夹角 D．改变光束AO与ON的夹角（3）让光沿着BO的方向射到镜面，发现反射光沿着OA方向射出。这表明，在反射现象中，光路__________；（4）若将纸板倾斜，如图乙所示，让光束仍贴着纸板沿AO方向射到镜面，此时反射光与入射光_____（选填“在”或“不在”）同一平面内。