4.2 光的反射-2021-2022學(xué)年八年級(jí)物理上冊(cè)舉一反三系列（原卷版）（人教版）

4.2光的反射（原卷版）本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解光在物體表面可以發(fā)生反射；2.掌握光的反射定律，并能用光的反射定律解決實(shí)際問題；3.理解在反射現(xiàn)象中光路的可逆性；4.知道鏡面反射和漫反射的區(qū)別。要點(diǎn)一光的反射1.光的反射：光射向物體表面時(shí)，有一部分光會(huì)被物體表面反射回來，這種現(xiàn)象叫做光的反射。2.基本概念：一點(diǎn)入射點(diǎn)光線射到鏡面上的點(diǎn)，用“O”表示。三線法線通過入射點(diǎn)，垂直于鏡面的直線，用虛線表示如圖ON入射光線射到反射面上的光線，如圖AO。反射光線被反射面反射后的光線，如圖中的OB。兩角入射角入射光線與法線的夾角，如圖所示“i”反射角反射光線與法線的夾角，如圖所示“r”。要點(diǎn)詮釋：入射角和反射角分別是指，入射光線和法線的夾角，反射光線和法線的夾角。不能誤認(rèn)為是光線和平面鏡的夾角。法線是過入射點(diǎn)垂直平面鏡的虛線，是為了研究問題方便引入的。入射光線和反射光線都有方向，所以在描述的時(shí)候要注意按光的傳播方向敘述字母。如上圖中：入射光線AO，反射光線OB。發(fā)生反射現(xiàn)象時(shí)，光又反射回原介質(zhì)中，所以光的傳播速度不變，傳播方向發(fā)生改變。我們能夠看到不發(fā)光的物體是因?yàn)楣獾姆瓷?，反射光射入了我們的眼睛。如下圖所示：【例】光射到兩種物質(zhì)的界面上發(fā)生反射時(shí)，下列說法中正確的是（）。A．反射光線和入射光線居法線的一側(cè)；B．光在反射時(shí)，有時(shí)反射角不等于入射角；C．反射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)D．反射光線跟入射光線和法線不在同一平面內(nèi)【變式1】光線射到水平放置的平面鏡上與鏡面成60°角，當(dāng)入射角增加5°后，則（）。A．反射光線與入射光線的夾角為10°B．反射光線與入射光線的夾角為65°C．反射角為35°D．反射角為65°【變式2】如圖所示，在暗室中用手電筒照射掛在白色溫墻上的小鏡子，這時(shí)看到被照射部分（）。A．墻和鏡子都是黑色的B．墻和鏡子都是白色的C．墻是黑色的，鏡子是白色的D．墻是白色的，鏡子是黑色的【變式3】如圖所示，一束光斜射到平面鏡上，請(qǐng)畫出AO的反射光線，并標(biāo)明入射角、反射角的大小。要點(diǎn)二光的反射規(guī)律實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)探究（1）提出問題：光在反射時(shí)遵循什么規(guī)律？（反射光沿什么方向射出）（2）實(shí)驗(yàn)器材：激光筆、白色硬紙板、平面鏡、量角器等。（3）實(shí)驗(yàn)步驟：=1\*GB3①把一個(gè)平面鏡放在水平桌面上，再把一張紙板ENF豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于鏡面，如圖甲所示：=2\*GB3②在紙板上畫出兩條入射光線，用激光筆沿入射光線射入，找到對(duì)應(yīng)的反射光線。=3\*GB3③觀察兩組反射光線和入射光線，猜想反射光線和入射光線的位置關(guān)系：a、反射光線、入射光線和鏡面的夾角相等；b、反射光線和入射光線關(guān)于法線對(duì)稱。=4\*GB3④把紙板NOF向前折或向后折如圖乙，觀察還能看到反射光線嗎？=5\*GB3⑤取下紙板，用量角器測(cè)量角i和r。表格：實(shí)驗(yàn)次序角i角r第一次45o45o第二次60o60o（4）結(jié)論：=1\*GB3①反射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)——三線共面=2\*GB3②反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)——法線居中=3\*GB3③反射角等于入射角——兩角相等（5）考查方向考查方向解答思路三線共面沿折版中軸折轉(zhuǎn)光屏是否還能看見反射光線分居觀察反射光線、入射光線是否在中軸兩側(cè)等角通過量角器可逆沿原反射光線路徑改變?nèi)肷涔饩€，觀察反射光線漫反射能看見光線的傳播方向說明折板發(fā)生了漫反射實(shí)驗(yàn)結(jié)論的普遍性改變?nèi)肷浣牵ǜ淖內(nèi)肷涔饩€方向），進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)光線的理想化模型觀察激光筆射出的光線即可構(gòu)建用帶箭頭的直線表示光的傳播方向和路徑2.反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。讓光逆著原來反射光線的方向射到平面鏡，那么，它被反射后逆著原來的入射光的方向射出。如下圖所示：要點(diǎn)詮釋：把紙板NOF向前折或向后折，觀察不到反射光線，證明三線共面；通過測(cè)量比較入射角和反射角的大小關(guān)系可以證明反射角等于入射角；反射光線和入射光線對(duì)稱，并且對(duì)稱還意味著分居法線兩側(cè)。反射定律是用來確定反射光線位置的，對(duì)應(yīng)每一條確定的入射光線而言，反射光線是唯一的。如果光線垂直射向平面鏡，入射角為0o,反射角為0o，入射光線、反射光線、法線重合。3.鏡面反射和漫反射（1）鏡面反射：光線照到平滑的表面上（如：平靜的水面、拋光的金屬面、平面鏡），發(fā)生鏡面反射。這時(shí)入射光平行，反射光也平行，其他方向沒有反射光。（2）漫反射：光線照到凹凸不平的表面上，發(fā)生漫反射。凹凸不平的表面會(huì)把光線向四面八方反射。要點(diǎn)詮釋：（1）鏡面反射和漫反射都遵循光的反射定律。（2）日常生活中見到的反射絕大多數(shù)是漫反射。如：黑板上的字。我們能從不同角度看到本身不發(fā)光的物體，是因?yàn)楣庠谖矬w的表面發(fā)生漫反射。【例】為了“探究光反射時(shí)的規(guī)律”，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)選用了平面鏡、紙板、激光器和幾種不同顏色的筆，依據(jù)教材設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。次數(shù)∠i∠r170°70°245°45°330°30°（1）實(shí)驗(yàn)中還需要的器材是。（2）實(shí)驗(yàn)中為了使光線能在紙板上顯示出來，方便實(shí)驗(yàn)研究，你該采取的操作是。A．向紙板噴煙或霧B．使光束垂直紙板射到O點(diǎn)C．使光束貼著紙板射到O點(diǎn)（3）改變光束入射的角度，多做幾次，換用不同顏色的筆記錄每次光的徑跡．取下紙板，測(cè)量ON兩側(cè)的∠i和∠r，將數(shù)據(jù)記錄在上表中，根據(jù)數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是。（4）若將一束光貼著紙板沿FO方向射到O點(diǎn)，光將沿圖中的OE方向射出，因?yàn)樵诜瓷洮F(xiàn)象中，?！咀兪?】用如圖1所示的裝置探究光的反射規(guī)律，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：次數(shù)1234∠i30°40°50°60°∠r30°40°50°60°（1）圖表中∠r表示（選填“入射”或“反射”）角。（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：反射角（選填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。（3）紙板ENF是用兩塊紙板連接起來的。如圖2，把紙板NOF向后折，光沿EO入射在紙板NOF上（選填“能”或“不能”）看到反射光線。這說明在光的反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。（4）在圖1中，當(dāng)光沿FO的方向射向O點(diǎn)時(shí)，光會(huì)沿著OE的方向射出，說明在反射現(xiàn)象中光路是的。【變式2】用如圖所示裝置探究光的反射定律，白色硬紙板EF垂直于平面鏡放置，能沿ON折轉(zhuǎn)，ON垂直于平面鏡。123456入射角i15°30°45°60°70°80°反射角r15°30°45°60°70°80°(1)讓人射光貼著紙板EF沿AO射向平面鏡上的O點(diǎn)，觀察反射光的方向。多次改變?nèi)肷涔獾姆较?，觀察并描繪光的徑跡，量出入射角i和反射角r，記錄如上表。比較r和i。可以得出：光反射時(shí)，反射角______人射角；(2)紙板EF右側(cè)沒有沿ON折轉(zhuǎn)時(shí)，能觀察到反射光，有折轉(zhuǎn)時(shí)，觀察不到反射光，說明光反射時(shí)，反射光線、人射光線和法線在______；(3)將一束光貼著紙板EF沿BO射到O點(diǎn)，光沿圖中的OA方向射出，說明光反射時(shí)，光路是______的；(4)由于光在紙板上發(fā)了______（選填“鏡面反射”或“漫反射”），所以從不同方向都可以觀察到光在紙板上傳播的徑跡?！咀兪?】“探究光的反射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示平面鏡放在水平桌面上，標(biāo)有刻度（圖中未畫出）的白色紙板ABCD，能繞垂直于CD的ON軸翻轉(zhuǎn)，在紙板上安裝一支可在紙板平面內(nèi)自由移動(dòng)的激光筆。（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將紙板______放置于平面鏡上移動(dòng)激光筆，使入射光束繞入射點(diǎn)O沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，可觀察到反射光束沿______時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）移動(dòng)激光筆，使入射角為45°，