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第1章 对环境的察觉
第4节 光的反射和折射
八上科学 ZJ
1.了解光的反射和折射现象，知道它们相对应的角及其关系，理解
光的反射定律、折射规律及光路的可逆性，理解镜面反射和漫反射
及平面镜成像特点、成像原理和画法；通过光的色散知道太阳光是
由多种单色光组成的，理解白光是复色光，了解两种看不见的光—
—紫外线和红外线，建立完整的光科学观念。
2.树立利用实验研究问题的意识，建立和提升光学知识的科学思维；
能用光的反射定律和折射规律解释生活中的一些简单现象，理解平
面镜成像的原理。
3.通过实验探究，培养学生分析、归纳和总结问题的能力，概括出
光的反射定律、光的折射规律、平面镜成像规律和光的色散规律，
鼓励学生动手做实验。
1.光的反射：与声音遇到障碍物会反射一样，光射到水面、桌面或
其他物体的表面时也会发生反射。（我们能够看见不发光的物体，
是因为从物体表面反射的光进入了我们的眼睛）
2.与光的反射有关的基本概念：一点、三线、两角
一点 入射点 光的入射点，用字母 表示 __________________________________________
三线 入射 光线 入射到反射面上的光线，如图 中的 反射 光线 入射光线射到反射面上后，被 反射面反射后的光线，如图中 的 三线 法线 经过入射点 并垂直于反射面 的直线，它是一条辅助线，常 用虚线表示，如图中的 __________________________________________
两角 入射角 入射光线与法线的夹角，如图 中的 反射角 反射光线与法线的夹角，如图 中的 模型法
光线不是真实存在的，而是为了研究方便假想出的模型，这种
通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法叫模型法。
3.教材第25页探索活动：探究光的反射定律
提出 问题 生活中我们发现，当光从某一方向射向平面镜时，可以通
过转动平面镜来改变反射光的方向。那么，入射光线与反
射光线有什么关系呢？
实验 器材 一块平面镜、激光手电筒、刻度尺、不同颜色的笔、量角
器、一张可绕中间折转的白色硬纸板
进行实验与收 集证据 （应在光线较 暗的室内进行 实验，便于观 察） （1）如图甲所示，把平面镜放在水平桌面上，再
把白色硬纸板 竖直地立在平面镜上
（纸板必须与平面镜垂直,否则得不到正确的实验
结论），纸板上的直线 垂直于镜面，右侧纸板
可绕直线 折转；
进行实验与收 集证据 （应在光线较 暗的室内进行 实验，便于观 察） （2）①先使纸板和 处在同一平面内，让一束光
贴着纸板沿某一角度射到 点，经过平面镜的反
射，沿着另一个方向射出，观察反射光线的方
向，在硬纸板上用红笔描出入射光和反射光的径
迹；
进行实验与收 集证据 （应在光线较 暗的室内进行 实验，便于观 察） ②改变光束的入射方向，多做几次实验，
（为了得出普遍规律，避免实验的偶然性）换用
不同颜色的笔记录每次光的径迹（也可对每次的
光路进行编号,避免混淆）；
进行实验与收 集证据 （应在光线较 暗的室内进行 实验，便于观 察） （3）如图乙所示，将纸板绕 前后转动，观察
在纸板上还能不能看到反射光线；
___________________________________________________________________________________________________
甲
乙
进行实验与收 集证据 （应在光线较 暗的室内进行 实验，便于观 察） （4）取下纸板，用量角器量出入射角、反射角，
并将测量结果记录在下表中
_______________________________________________________________________________________________
分析与论证 （1）当纸板和 在同一平面时，能观察到反射光
线，且入射光线和反射光线分居法线两侧，反射
光线的方向随着入射光线方向的改变而改变；
（2）通过分析表中的数据可知，反射角等于入射
角，反射角随入射角的减小而减小；
（3）把纸板绕前后转动，纸板 上将看不到
反射光线，说明反射光线、入射光线与法线在同
一个平面内
探究结论 （光的反射定 律） （1）三线共面：在反射现象中，反射光线和入射
光线、法线在同一平面内。
（2）法线居中：反射光线和入射光线分居在法线
的两侧。
（3）两角相等：反射角等于入射角（不能说成
“入射角等于反射角”，因为先有入射角后有反射
角，即反射角的大小随着入射角大小的变化而变
化）
4.光路的可逆性
在反射现象中，光路具有可逆性。若使入射光逆着原反射光的方向
射到平面镜上，其反射光恰能逆着原入射光方向射出。例如，当我
们从平面镜里看见别人的眼睛时，别人也可以从平面镜里看见我们
的眼睛。
典例1 （绍兴模拟）如图所示，是探究“光的反
射定律”的装置。下列说法正确的是( )
A
A.观察每次入射光线与反射光线的位置，可说明它们分居法线两侧
B.入射角为 时，看不到反射光线，说明此时不存在反射现象
C.多次改变入射角的大小进行实验是为了求平均值，减小实验误差
D.纸板 向后翻折后，反射光线消失，是因为此时没有反射光线
解析：
选项 分析 结论
A 观察每次入射光线与反射光线的位置，可说明它们分 居法线两侧 √
B 入射角为 时，反射角也为 ，反射光线沿原路返 回，此时反射光线、入射光线、法线三线合一，仍然 存在反射现象
C 多次改变入射角的大小进行实验是为了寻找普遍规律
选项 分析 结论
D 纸板 向后翻折后，反射光线、法线、入射光线仍在 同一平面内，而纸板 不在该平面，无法显示反射光 路，所以在纸板 上看不到反射光线，但此时反射光 线仍存在
5.镜面反射和漫反射
镜面反射 漫反射
现 象 当一束太阳光斜射到平面 镜的表面，在平面镜的另 一侧可看到耀眼的亮光 当一束太阳光斜射到粗糙的白纸
表面，无论从哪个方向观察，都
看不到耀眼的亮光
镜面反射 漫反射
原 因 一束平行光射到光滑的反 射面（如平滑的镜子）上 时，反射光仍是平行的， 这种反射叫作镜面反射， 如右栏图甲所示。 （大部分反射光进入眼 中） 一束平行光射到粗糙的反射面
（如一张白纸）上时，反射光会
射向各个不同的方向，这种反射
叫作漫反射，如右栏图乙所示。
（ 只有较少一部分反射光进入眼
中）
辨析比较
镜面反射与漫反射的异同
分类 镜面反射 漫反射
不 同 点 反射面 表面光滑 表面凹凸不平
平行光 入射时 反射光平行，且只能在 一个方向上看到反射光 反射光射向四面八方，在任
何方向上都可以看到反射光
生活实 例 水面反光、玻璃反光等 看电影、从不同方向都能看
到黑板上的字等
相同点 都遵循光的反射定律 典例2 在雨过天晴、明月当空的夜晚，为了不踩到地上的积水，下
列判断正确的是( )
B
A.迎着月光走，地上暗处是水；背着月光走，地上亮处是水
B.迎着月光走，地上亮处是水；背着月光走，地上暗处是水
C.迎着月光走或背着月光走，都是地上亮处是水
D.迎着月光走或背着月光走，都是地上暗处是水
解析：当人迎着月光走时，水面发生的是镜面反射，能够使更多的
光进入人的眼睛，所以水面看起来较亮，而地面发生的是漫反射，
光射向各个方向，进入人的眼睛的光较少，所以地面看起来较暗；
当人背着月光走时，水面发生的是镜面反射，反射光射向前方，几
乎没有光进入人的眼睛，所以水面看起来较暗，而地面发生的是漫
反射，总有一部分光进入人的眼睛，所以地面看起来较亮。
6.光污染
（1）光污染：现代社会，光照的不合理使用带来的一种可怕的灾难。
（2）光污染的危害
①导致能源浪费；
②影响人们的工作和生活；
③破坏生态环境，影响动物的自然生活规律，使其昼夜不分；
④破坏植物的生长节律，影响植物休眠等。
1.教材第27页探究实践：探究平面镜成像特点
提出问题 对着平面镜观察自己的时候，我们在平面镜里所成
的像的大小、位置跟我们自己的大小、所处的位置
有什么关系？
实验器材 玻璃板、刻度尺、两支相同的蜡烛、火柴、白纸、
笔、支架等
进行实验及 收集数据 （为了使观 察到的像更 清晰，实验 最好在较暗 的环境中进 行） （1）在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块薄
的玻璃板作为平面镜，（便于观察和确定像的位
置）在纸上沿着玻璃板画一条直线，这条直线代表
平面镜的位置。
_________________________________
进行实验及 收集数据 （为了使观 察到的像更 清晰，实验 最好在较暗 的环境中进 行） （2）如图所示，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的
前面，透过玻璃板进行观察，可以看到它在玻璃板
后面的像。再拿另外一支外形相同（便于比较像与
物体的大小）但未点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后
面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重
合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。
（3）在纸上记录下两支蜡烛的位置，并注意观察
蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。
进行实验及 收集数据 （为了使观 察到的像更 清晰，实验 最好在较暗 的环境中进 行） （4）移动点燃的蜡烛到另一个位置，重做实验。
（进行多次实验，是为了寻找普遍规律）
（5）用直线把每次实验中蜡烛和它的像的位置连
起来，用刻度尺分别测量蜡烛和像到玻璃板的距
离，将测得的数据记录在表格中
____________________________________________________________________
分析与论证 （1）未点燃的蜡烛可以与点燃的蜡烛的像完全重
合，说明蜡烛的像的大小和蜡烛的大小相等。
（2）由实验数据可知，蜡烛的像到玻璃板的距离
等于蜡烛到玻璃板的距离
探究结论 （平面镜成 像规律） 平面镜所成像的大小与物体的大小相等；像到平面
镜的距离与物体到平面镜的距离相等
（1）实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前、后两
表面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大错位，难以
确定像的位置。
（2）实验中，玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直
放置，则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛的像将不能完全重合。
2.平面镜成像的原理
成像 原理 光的反射
解读 __________________________
在平面镜前面点燃一支蜡烛，平面镜后面并没有点燃的蜡
烛，但我们却看到平面镜后面好像有点燃的蜡烛，这是因
为蜡烛火焰向四处发光，一部分光经过平面镜反射后进入
我们的眼睛，使我们产生视觉，我们感到这些光好像是从
蜡烛的像上发出的，而实际上像并没有发出光，这样的像
称为虚像（由反射光线的反向延长线相交而成）
3.平面镜成像的特点（像与物相对平面镜具有对称性）
特点 概述
等大 像和物体的大小相等
等距 像和物体到镜面的距离相等
垂直 像和物体的连线与镜面垂直
正立虚像 在镜中所成的像是正立的虚像，只能用眼睛
观察到，不能用光屏去承接
左右反向 像和物体左右是相反的
教材深挖
光学作图：确定像点
原 理 光的反射定律 平面镜成像特点
步 骤 ①从光点 引出两条光线，射 到平面镜上；②作两条入射 光线的法线；③根据反射角 等于入射角，作反射光线， 将反射光线反向延长，反向 延长线的交点即为光点 的像 点 ①过光点 作平面镜的垂线
（像与物的连线跟镜面垂
直）；②取点，让点 到镜
面的距离等于光点 到镜面的
距离（像与物到镜面的距离相
等）；③标出像点
（像与物大小相等）
示 意 图 _____________________________________ _______________________________
教材第29页
拓展培优
凸面镜和凹面镜
分类 凸面镜 凹面镜
光路 ____________________________________________ ___________________________________________
作用 对光有发散作用 对光有会聚作用
分类 凸面镜 凹面镜
实例 街头拐弯处的反光镜、 汽车的后视镜等 太阳灶、手电筒反射镜、医
生观察耳道所用的镜子等
共同点 都遵循光的反射定律且符合光路的可逆性 典例3 在研究“平面镜成像特点”实验中，某兴趣
小组用薄玻璃板、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、
白纸等进行实验，如图所示。
（1）实验时，将点燃的蜡烛 放在玻璃板前，移去后面未点燃的
蜡烛 ，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上______（选填“能”
或“不能”）观察到蜡烛的像，说明平面镜成的是_____（选填“实”
或“虚”）像。
不能
虚
（2）在寻找蜡烛的像的位置时，眼睛应在蜡烛___（选填“ ”或“
”）这一侧观察。
解析：平面镜成像的原理是光的反射，是来自蜡烛 的光经平面镜
反射后进入人眼，人逆着反射光线看到蜡烛 的虚像，故只能从蜡
烛 这一侧观察。
（3）将玻璃板向蜡烛移近，则蜡烛 应从原来位置向玻璃板
移动___才能与蜡烛 的像再次完全重合。
4
解析：当玻璃板向移近时，由于物距减小 ，此时新的像
距相对于原来的像距也减小 ，现在像的位置相对于原来像的位
置应移动 。
（4）小组中有一位同学将玻璃板和蜡烛放在方格纸上进行该实验，
发现实验效果更好。请你对这位同学的做法做出评价：___________
____________________________________。（答出其中一个优点即可）
可以直接在
方格纸上判断像和物体之间的位置关系
1.光的折射现象
光从空气斜射入水中时，其传播方向会发生偏折，这种现象叫作光
的折射。
2.与光的折射有关的基本概念：一点、三线、两角
一点 入射点 _______________________________________
三线 法线经过入射点 并垂直于介质分 界面的直线; 入射光线 ; 折射光线 两角 入射角 入射光线与法线的夹角; 折射角 折射光线与法线的夹角 3.探究光的折射规律（含教材第30页“探索活动”答案）
提出 问题 让一束光从空气射入水中，传播方向是否发生变化，怎样
变化
实验 器材 激光笔、水槽、水等
实 验 过 程 实 验 操 作 让一束光从空 气斜射入水 中，观察折射 光线、入射光 线和法线之间 的位置关系， 改变入射 角的大 小，观察 折射角的 变化情况 让一束光 垂直于空 气与水的 分界面射 入水中， 观察光线 情况 让一束光逆着原
折射光线的方向
从水中斜射入空
气中，观察折射
情况（如果让激
光笔发出的入射
光射向玻璃砖，
实 验 过 程 实 验 操 作 比较折射角和 入射角的大小 关系，将有折 射光线的半个 光屏向后折转 一个角度，观 察光屏上是否 还有折射光线 改变入射 角的大 小，观察 折射角的 变化情况 让一束光 垂直于空 气与水的 分界面射 入水中， 观察光线 情况 仍能得出这些结
论。注意入射光
线斜射向玻璃砖
的过程中，在玻
璃砖的上表面和
下表面均发生折
射）
实 验 过 程 图 示 _______________________________ ________________________ ________________________ ________________________________
实 验 过 程 现 象 折射光线和入 射光线分居法 线的两侧；折 射光线、法线 与入射光线在 同一平面内； 折射角随 入射角的 增大而增 大，随入 射角的减 小而减小 光的传播 方向没有 发生改变 射入空气中的折
射光线逆着原入
射光线的方向射
出，即光路是可
逆的
实 验 过 程 现 象 折射光线向法 线方向偏折， 折射角小于入 射角 折射角随 入射角的 增大而增 大，随入 射角的减 小而减小 光的传播 方向没有 发生改变 射入空气中的折
射光线逆着原入
射光线的方向射
出，即光路是可
逆的
实验结 论 光的折射规律:
（1）三线共面：光在发生折射时，折射光线、入射光线
和法线在同一平面内。
（2）法线居中：折射光线和入射光线分别位于法线的两
侧。
实验结 论 （3）空中角大：光从空气斜射入水或其他介质中时，折
射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角
增大时，折射角也增大。
（4）垂直不变：光从空气垂直射入水或其他介质中时，
传播方向不变。
（5）光路可逆：在光的折射现象中，光路是可逆的
教材第31页
光从水中斜射入空气中，折射光线远离法线，此时，折射角大于入
射角。
4.生活中光的折射现象
海市 蜃楼 ______________________________________________ 夏天，海面附近空气温度较低，
密度较大，来自地平线以下远处
物体的光，传播时由于不同高度
空气的疏密不同而向地面多次弯
曲后进入我们的眼中，形成“蜃景”
现象
“错 位” 的奥 秘 ______________________________________________________ 来自筷子 点的光，由水中斜射向
杯外时发生折射，折射光的反向
延长线会交于 点，这样看起来就
好像筷子错位了一样
叉鱼 的诀 窍 ______________________________________________________ 人们看到的是水中的鱼的虚像
（由折射光线的反向延长线相交
而成），它比鱼的真实位置浅，
所以要瞄准“鱼”的下方才能叉到鱼
“变 高” 的奥 秘 _________________________________________________ 光从空气进入水中时发生折射，
水中的人看到的是岸上树的虚
像，它比树的真实位置高
辨析比较
光的反射与光的折射
光的反射 光的折射
不同 点 发生条件 可以在任何物体 的表面发生 在不同介质的分界面
或同种不均匀介质中
发生
角度大小 关系 反射角始终等于 入射角 折射角与入射角不相
等
光的反射 光的折射
不同 点 光垂直入射时的 方向 反射光线与入射 光线方向相反 折射光线与入射光线
方向相同
相同 点 三线共面，法线居中，光路可逆，反射角和折射角都随入 射角的增大（减小）而增大（减小），所成的像都是虚像 教材第31页
利用水流模拟演示光纤原理
目标 会利用水流模拟演示光在光纤中的传播
器材 矿泉水瓶，吸管，激光笔等
过程 内容 图示 现象
步 骤 1 在矿泉水瓶侧壁打一小孔， 插入一小段吸管，接口处用 热熔胶或橡皮泥密封；然 后，在瓶内装满水，盖上瓶 盖，放置于浅水槽内，如图 甲所示 ________________________________ 甲
过程 步 骤 2 如图乙所示，在较暗的环境 中，让激光笔照射到吸管对 侧位置，使光恰能穿过吸 管，在吸管一侧的光屏 （手掌）处形成光斑 ________________________________ 乙 光垂直
照射矿
泉水瓶
侧壁，
光沿直
线传播
过程 步 骤 3 如图丙所示，在较暗的环境 中，打开矿泉水瓶的瓶盖， 让水从吸管流出，水弯曲地 流出，观察激光笔发出光的 传播路径，以及红色光斑的 位置变化 _______________________________丙 光沿着
水流弯
曲传播
结论 （1）图丙中，光线会全部反射回水中。
（2）①利用绿光进行实验，在较暗的环境中可以更清晰。
②光从水流斜射入空气中，会发生全反射现象
典例4 （湖州中考）如图是游客在公园观赏金鱼
的场景。游客能看到水中的金鱼是因为眼睛接收
到了金鱼反射的光。金鱼反射的光进入人眼的路
径是( )
A
A. B. C. D.
解析：金鱼反射的光由水中斜射入空气时，在水面处发生折射，折
射角大于入射角，折射光线向远离法线的方向偏折，折射光线进入
人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，就会看到金鱼的像，A正确。
1.探究光的色散
教材第33页探索活动：太阳光通过三棱镜
探究 过程 ____________________________
让太阳光射到三棱镜上，从棱镜另一侧的白纸屏上可以看
到一条彩色的光带。在白纸屏上形成的彩色光带的颜色是
按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列的
探究 结论 （1）太阳光是白光。
（2）太阳光射入、射出三棱镜发生折射，被分解成各种颜
色的光，这种现象叫作光的色散。
（3）白光是由多种色光混合而成的
2.太阳光的可见光谱：三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们
按照一定的顺序排列，形成太阳光的可见光谱，如图所示。
典例5 “赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞”是一代伟人毛泽东有关
彩虹的诗句。彩虹是光的______现象。
色散
3.色光的三原色
人们发现，红、绿、蓝三种色光按不同比
例混合能够产生各种颜色，如图甲所示，
典例6 绿色植物需要利用太阳光进行光合作用，太阳光照射到绿色
植物表面时，绿光将被植物______（选填“吸收”或“反射”）。
反射
解析：植物呈现绿色，说明植物能反射绿光而吸收其他色光。
因此把红、绿、蓝叫作色光的三原色。彩色电视机就是用红色、绿
色、蓝色来产生各种颜色。
1.红外线
（1）定义：在可见光谱的红端以外存在着一种人眼看不见的光，
叫作红外线。
（2）来源：太阳的热主要是通过红外线的形式辐射到地球上的。
自然界的所有物体都在不停地向外辐射红外线。物体的温度越高，
辐射的红外线就越强。
（3）特点及应用
①热效应强：加热物体，如取暖、烘烤；红外线探测器、红外线照
相机、红外线夜视仪等。
②穿透云雾的能力强：遥感勘测，如寻找水源、监测森林火灾、军
事用途。
③某些动物（如响尾蛇）是靠红外线来捕食的。（ 人们模仿响尾
蛇制成了一种红外制导导弹）
2.紫外线
（1）定义：在可见光谱的紫端以外存在着一种人眼看不见的光，
叫作紫外线。
（2）来源：自然界中的紫外线主要来源于太阳。（在距地面
的大气中，集中了地球上大多数的臭氧，形成臭氧层。
臭氧层吸收了来自太阳的大部分紫外线，使地球上的生物免受大量
紫外线的照射）
（3）特点及应用
①荧光效用：使荧光物质发光，从而使我们看到它，如用紫外线验钞。
②生理作用：（照射适量的紫外线，有助于人体健康，但照射过量
的紫外线，会使人皮肤变黑或灼伤，诱发皮肤癌）医用紫外线灯灭
菌、帮助人体合成维生素D。
③化学作用：紫外线摄影。
典例7 有关红外线和紫外线的相关知识，下列说法错误的是( )
B
A.太阳的热主要是通过红外线的形式传送到地球上的
B.一切物体都在不停地向外辐射紫外线，物体温度越高，辐射的紫
外线越强
C.自然界中的紫外线主要来源于太阳
D.臭氧层吸收了大部分来自太阳的紫外线
解析：一切物体都在不停地向外辐射红外线，物体温度越高，辐射
的红外线越强。

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