光的折射和反射.docx

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光的折射和反射

光的传播、光的反射

二.重点、难点：

1.重点：

（1）光的传播介质：

能够传播光的物质。

光的传播介质均是透明物质，如空气、水、玻璃等。

与声波不同，光可在真空中传播，并且传播得最快。

（2）光线：

用来表示光传播路径和方向的带箭头的直线，它是人们研究光现象的一种方法，是形象直观地表示光传播路径和方向的理想化物理模型，实际并不存在，像这种建立理想化物理模型的方法，是物理学中研究问题的一个很重要的方法。

（3）“一点、两角、三线”的认识。

如图所示为光的反射，为了理解光的反射，必须先认识：

一点：

入射点O，它同时也是反射点；两角：

反射角为反射光线与法线的夹角r，入射角为入射光线与法线的夹角i；三线：

反射光线OB，入射光线AO，法线ON。

在“一点、两角、三线”中，法线是过O点作垂直于反射面的虚线，是为了研究问题的方便而引入的辅助线。

2.难点：

（1）用光的直线传播解释现象：

影子的形成、小孔成像、日食、月食的成因。

（2）反射定律中的因果关系：

光的反射中先有入射光，后有反射光，反射光线始终是随入射光线的改变而改变，即：

反射总是“受制于”入射的，因此在叙述时，有反射光线必有入射光线。

三.知识点分析：

光的传播

（一）知识要点

1.光源：

能够发光的物体，可以分为光源，如：

太阳、萤火虫、水母等和光源，如：

蜡烛、电灯等。

2.光在同种均匀介质中沿传播。

3.光线：

物理学中用一条带箭头的直线表示光的，这种带箭头的直线称为光线。

4.用光的直线传播解释现象。

影子的形成、小孔成像、日食、月食的成因等现象都是由于光的直线传播造成的，由于光沿直线传播遇到不透明的物体，一部分光就会被物体挡住，在物体后面就有一个光线不能达到的区域，这就是影子。

5.光速；光在不同介质中传播速度，光在真空中传播得最快，c=3×l08m／s，光在空气中速度比在真空中的速度略小，也约为3×108m／s，光在水中的速度约是这个值的

，在玻璃中的速度约是这个值的

。

（二）学法点拨

光在均匀介质中沿直线传播，在真空中的光速最大，计算中取3×108m／s；例如：

在开凿大山隧道时，工程师常用激光准直；雷声和闪电同时同地发生，但先看到闪电后听见雷声，因为光速比声速快。

光的反射

（一）知识要点

1.反射定律

①光的反射现象遵循光的反射定律：

反射光线、入射光线和法线在同一内；反射光线和入射光线分居，反射角等于。

②法线是过入射点所作的镜面的直线；入射角是入射光线与的夹角；反射角是反射光线与的夹角。

巧记：

光的反射定律可归纳成“十二字诀”：

三线共面、法线居中、两角相等。

2.两种反射现象

（二）学法点拨

光遇到任何物体的表面都会发生反射，反射角等于入射角，并且光路是可逆的。

光遇到光滑的平面会发生镜面反射，遇到凹凸不平的表面会发生漫反射，但都遵从反射规律。

例如：

阳光射到镜子上，镜面很光滑，发生镜面反射，迎着反射光的方向看到的是刺眼的光；如果射到白纸上，看上去很平的白纸而实际上凹凸不平，产生漫反射，把光线向四面八方反射，因而我们从任意方向看到白纸，感觉都很柔和。

【典型例题】

光的传播

一.光源概念的理解

[例1]下面不是光源的是（）

A.发光的萤火虫B.亮着的电灯C.发光的水母D.月亮

答案：

D

二.运用光的直线传播解释的现象

[例2]能用光的直线传播来解释的物理现象有（）

A.日食和月食B.影子的形成

C.小孔成像D.发生雷电时，先看到闪电而后才能听到雷声

答案：

ABC

三.作图与探究——光沿直线传播的应用

[例3]小明身高1.5m，站立在路灯下的某处，他在灯光下的影子是光的产生的现象。

在某个时刻，小明的影长为l.5m，如图所示。

若他以1m／s的速度匀速沿平直路面远离路灯而去，2s后影长为2m，则路灯离平直路面的高度为m。

答案：

直线传播；7.5

四.物理与生活

[例4]夏季雷雨前，经常是电闪雷鸣，在一次闪电过后约3s才听到雷声，那么闪电发生处离你约m（声音在空气中的传播速度取340m／s）。

答案：

1020

五.物理与科技

[例5]2004年6月6日出现的金星凌日天象，人们可通过滤光镜观察到太阳上有一小黑点，如图所示，小黑点即为金星。

该天象是由光的而形成的，太阳、地球和金星三个天体可能分别处在图中a、b、c三个位置的某个位置上，其中金星应处在位置。

答案：

直线传播；b

光的反射

一.反射定律的基本应用

[例1]一束入射光线跟平面镜的夹角是60°，则它的反射角为（）

A.30°B.60°C.90°D.120°

答案：

A

[例2]如图所示，MN是平面镜，A为发光点，B为反射光线上的一点。

试画出经过B点的反射光线和与这条反射光线对应的入射光线。

答案：

如下图。

变式引申：

某发光点S所发出的两条光线经平面镜反射后形成的光线如图所示，请完成光路图并确定发光点S的位置。

答案：

如下图。

二.作图与探究——反射定律在生产实际中的应用

[例3]为了采集黄金或其他有价值的矿藏，人类常常要在地壳里掘很深的矿井。

现在已知世界上最深的矿井在南非，它的深度已到3.3km以上。

（这里讲的并不是钻探工具到达的深度，而是人迹所到的地方）。

当然，挖掘矿井是沿着矿脉走向而分段采掘的。

因此矿井中通常分（竖直向下的）竖井和（水平方向的）巷道。

有的一个竖井的深度就达700m（通常是第一个竖井）。

在地面上挖如此深的竖井时，要想让与水平面成

照射的太阳光照亮井底。

只给你一块平面镜，你能做到吗?

请做光路图说明镜面的放置方法并求出此时镜面与水平面的夹角是多大。

答案：

让太阳光射到平面镜上，适当调整平面镜的角度，使反射光线恰好竖直入射到矿井中即可。

如图所示，MN为平面镜，人射光线与水平方向成50°角，入射光线与要求竖直向下射出的反射光线的夹角为140°，作这个角的角平分线即为镜面的法线。

将镜子垂直角平分线放置，就可以使镜面与水平面的夹角θ=90°－20°=70°。

变式引申1：

如图所示，一束与水平面成60°角入射的太阳光，经过一平面镜反射后，反射光线水平射出。

试根据光的反射定律，作出反射光线，并标出平面镜与水平面的夹角。

答案：

夹角分别为30°和60°，如图甲、乙所示。

变式引申2：

一束光线射入一只暗箱中的平面镜上（如图所示），欲使反射光线从B孔射出，可以使平面镜上下、左右移动且移动后的平面镜与原平面镜的位置平行，试画出此时平面镜应放置的位置并完成光路。

答案：

如图所示。

三.猜想与验证——平面镜在改变光路中的放大作用

[例4]用激光垂直射到平面镜上，将反射光线位置用笔画好。

改变平面镜与水平面的夹角。

使它顺时针旋转10°，找出此时的反射光线，并用笔做上记号。

量出反射光线相对原来的反射光线旋转的夹角。

（1）你觉得这个夹角会是多少度?

为什么?

（2）利用平面镜反射的这一特点能起到以下什么作用（）

A.放大作用B.改变光路作用C.成像D.缩小作用

答案：

（1）20°

（2）A

【模拟试题】

光的传播

达标自查

1.在电灯、月亮、蜡烛、太阳4个物体中，不属于光源的是。

2.真空中光的传播速度是，可以在ls内绕地球赤道圈。

3.百米赛跑的终点计时员如果依据发令枪的声音而不是看发令枪的白烟按下秒表，则记录的成绩跟运动员的真实成绩相比（）

A.会提高B.会降低C.准确D.看不看白烟对记录成绩无影响

4.不能用光的直线传播来解释的现象是（）

A.日食和月食

B.影的形成

C.在开凿大山隧道时，工程师们利用激光引导掘进方向

D.发生雷电时，先看到闪电后听到雷鸣声

5.光线从空气进入某种液体，它的传播速度是（）

A.增大B.减小C.保持不变D.可能减小，也可能增大

6.一个人沿马路行走时，经过一盏路灯，在路灯的照射下人的影子长短会发生变化，其发生的情况应该是（）

A.逐渐变长B.逐渐变短C.先变长，再变短D.先变短，再变长

7.1962年5月，美国马萨诸塞工学院把红宝石激光射向月球，大约2.6s后收到了从月球反射回来的激光讯号，请算出地球到月球的距离。

能力提高

8.请你展开想象的翅膀，假如光的传播速度减小为原来的十万分之一，世界将会发生哪些变化?

写出几个合理的场景。

9.科学家发现，萤火虫发光的原理是由于萤火虫体内的生物能转化为光能，萤火虫体内含有荧光素和荧光敏两种物质，在荧光敏作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合发出荧光，科学家已经用化学方法人工合成荧光素和荧光敏而制成了生物光源（冷光源）。

（1）与普通光源相比，这种生物光源更适合在充满瓦斯的矿中当闪光灯和在消除磁性水雷时用于照明，这主要是为什么?

（2）白炽灯、日光灯、生物光源三者相比，你认为哪种光源发光效率高?

10.在探究“光在空气中沿直线传播”实验中，小明同学选用空可乐瓶子、点燃的蚊香和玩具激光电筒来完成实验。

他选用点燃的蚊香目的是可以清晰地看到光在空气中的传播路线。

你认为还可以选用什么器材也可以清晰的看到光在空气中的传播路线?

如果要看到光在水里的传播路线，你又有什么措施?

11.小刚同学用易拉罐做小孔成像实验。

（1）小刚发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大。

他测出了不同距离时像的高度，填在表格中：

请你根据表格中的数据在坐标中画出h与s的关系的图象；

（2）从图象中看出h与s的关系为：

；

（3）小刚知道树阴下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像，他测出了光斑的直径为7.0cm，光斑到小孔的距离为7.5m，从书上查到太阳到地球的距离为1.5×1011m，由此可以估算太阳的直径为m。

12.请你设计一个方案：

用一个平面镜和一把卷尺测量出一棵大树的高度。

要求画图说明，推导出树高的计算公式。

光的反射

达标自查

1.我们能够看见不发光的物体，是因为物体的光进入了我们的眼睛，而我们能从不同的方向看到本身不发光的物体，是因为光射到物体表面发生反射的缘故。

2.黑板发生“反光”时，上面的粉笔字看不清楚，这是因为黑板发生了反射的缘故。

3.雨后晴朗的夜晚，在乡间不平坦的路上，有些地方有积水，当迎着月光走时，为了不踩到地上的积水，应走（填“亮处”或“暗处”）；而当你背着月光走时，应走

（填“亮处”或“暗处”）。

4.如果你在平面镜中看到了另一个同学的眼睛，那么无论这个平面镜多么小，你的同学也一定可以从这块平面镜中看到你的眼睛。

这说明在反射现象中。

5.显微镜下方常用一小镜来做反射镜。

这一小镜最好是（）

A.平面镜B.凸面镜C.三棱镜D.凹面镜

6.下列几个现象与光的反射有关的是（）

A.太阳光下物体有影子B.看到不发光的物体

C.晚上看到五颜六色的霓虹灯光D.利用激光给隧道准直

7.要使反射光线与入射光线的夹角为90°，则（）

A.入射角为0°B.反射角为0°

C.入射角为45°D.反射角为90°

8.如图所示，一束太阳光射到一平面镜后，反射光沿水平方向射出，请你在图中画出平面镜应放置的位置。

9.如图所示，a、b是镜前一发光点s射到镜面的光经反射后射出的两条光线，试确定发光点s的位置。

能力提高

10.一天下午小明的爸爸正在家中院子里打水井，由于阳光斜射（与水平方向成40°）照不到井里，井下光线不足，影响打井工程的进度。

小明灵机一动，利用自己学过的知识解决了这一“井下光线不足”的问题，小明是怎样解决这一问题的?

画图说明。

11.晚上，张华在台灯下做作业，同学李立在窗外喊张华问问题，结果室内的张华看不见黑夜中窗外的李立，而李立却看得见张华，这是为什么?

12.两平面镜M1与M2之间的夹角为

，一光线照射到M1上，入射角与

相等。

试在图上用铅笔画出经过M1两次反射和M2一次反射后的光线图。

13.如图是一台利用光电控制液面高度的仪器，它是通过光束在液面上的反射光射到光电屏上来显示液面的高度，光电屏上的光点S1移动到S2时表示液面（填“上升”或“下降”“不变”）。

14.小宇同学有一个小型物理实验室，在家中阁楼上，但他每天做光学实验时就感到很麻烦。

因为需要跑到有天窗的一间，如图所示，你能否帮他将阳光引到实验室，并使阳光垂直射到实验台上？

请画出一条光线的光路图，画好法线，用箭头标出光线方向。

【试题答案】

光的传播

1.月亮

2.3×108m／s；7.5

3.A4.D5.B6.D

7.3.9×108m本题注意2.6s是激光一个来回的时间。

8.百米赛跑时终点记时员看烟记时也会有较大的误差、测量地球到月球的距离需要很长的时间才能完成。

9.

（1）生物光源是冷光源，没有热效应和磁效应。

（2）由于生物光源是冷光源，它在化学反应过程中释放的能量主要是光的形式，伴随热很少，而普通光源在发光时释放能量的形式是发热，故生物光源效率高。

10.激光手电筒和空气清新剂、在水里加入少量牛奶后用激光手电筒照射可以看到光路。

11.

（1）图略

（2）成正比（3）1.4×109

12.如图答所示，将镜面放在水平地面上，沿着树根与平面镜所决定的直线后退，当眼睛在镜中恰好看到树梢C的像时，记下人所在的位置。

用皮卷尺测出树根到平面镜的距离AO和平面镜到人的距离OB，（人身高为BD，则树高H一（AO／OB）BD）

光的反射

1.反射；漫

2.镜面

3.暗处；亮处

4.光路可逆

5.D6.B7.C

8.见图答

9.见图答

10.见图答

11.因为室内有灯光照射到张华同学的身上被反射，反射后的光线可以进入李立同学的眼睛中产生视觉。

而窗外没有光照射到李立的身上，就不会从李立同学身上反射光到张华同学的眼睛中，所以李立可以看见张华，而张华看不见李立。

12.略

13.上升

14.见图答