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第四章 光现象
第2节 光的反射
雨过天晴，一条彩虹挂在天空，它的美丽和神奇引起了人们无限的遐想。是谁在天空架起来这样色彩缤纷的桥梁？在中国神话中，女娲炼五色石补天，彩虹即五色石发出的彩光；在希腊神话中，彩虹是沟通天上与人间的使者。
当通过实验在阳光中找到这些色彩时，我们才逐渐揭开了彩虹的神秘面纱。
学习内容导览
01
光的反射定律
02
光路的可逆性
03
镜面反射和漫反射
了解光的反射现象，知道人能看见不发光的物体的原因。
1
通过实验探究认识光反射的规律，了解法线、入射角和反射角的含义。
2
学习目标
通过实验了解反射现象中光路的可逆性。
3
通过身边的事例和实验现象，能区分镜面反射和漫反射。
4
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？
第2节 光的反射
①我们为什么能看到太阳、电灯等物体？
②我们为什么能看到教室、人、书本等这些本身不发光的物体？
课堂导入
01
PART
光的反射定律
（1）光的反射（reflection）：
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，叫做光的反射。
光遇到任何物体的表面都会发生反射，从而使我们能看到本身不发光的物体。
01 光的反射定律
（2）探究光的反射定律
【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？
【猜想与假设】
你的猜想是：____________________________。
01 光的反射定律
【设计实验】
（1）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。
①量角器：测量入射角和反射角的度数。
②可折转白色粗糙硬纸板的作用：一是显示光的传播路径，对光线起漫反射作用；二是探究入射光线、法线和反射光线是否在同一平面内。
01 光的反射定律
（2）把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。
（3）用激光代替光线照射到镜面上， 为了能观察到激光传播的路径， 将激光笔贴着可以折的白纸板照射， 并用笔记录下激光传播径迹， 观察激光
传播径迹并进行比较， 从而找到光
反射时遵循的规律。
01 光的反射定律
【进行实验】
①如图所示， 把一个平面镜放在水平桌面上， 再把一张白色硬纸板竖直地立在平面镜上 （ON 垂直于镜面）
②让激光束贴着硬纸板沿某一角度射到O 点， 经平面镜反射， 沿另一个方向射出， 在硬纸板上用铅笔描出入射光 EO 和反射光 OF 的径迹。
③改变入射光 EO 跟法线之间的夹角，
重做两次实验， 均用铅笔描出入射光和
对应的反射光的径迹.
01 光的反射定律
④把右侧纸板 NOF 向前或向后折转某一角度 （如图所示）， 仍使激光束贴着硬纸板射到O点， 观察是否还能在右侧的纸板上看到反射光线。
⑤让激光笔发出的光逆着原来的反射光射向镜面时， 这时的反射光将沿着什么方向射出？
01 光的反射定律
【收集证据】
次数 入射角 i（°） 反射角 γ（°）
1 60 60
2 45 45
3 30 30
01 光的反射定律
（1）记录表一
（2）入射光和对应的反射光的径迹
（3）记录表二
纸板的位置 是否看到反射光
纸板 NOF 向前折 看不见
两纸板在同一平面内 看见
纸板 NOF 向后折 看不见
01 光的反射定律
（1）描述光反射的几个基本术语
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。
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。
01 光的反射定律
【分析论证】
（2）对实验现象进行分析：
①分析反射角和入射角的大小可得出：
反射角等于入射角。
②分析反射光线、入射光线和法线的位置关系：可看到两半块纸板在一个平面内时有反射光线，右半部分向前折或向后折，观察不到反射光线。说明：
反射光线、入射光线、和法线在同一平面内。
01 光的反射定律
③多次改变入射光线的路径，分别沿AO、BO、CO的方向射到平面镜，记录对应反射光线的路径分别为OA'、OB'、OC'。会发现：
④光路可逆：将光线逆着反射光线的方向射入，观察到新的反射光的传播路径与原来的入射光线_____.
反射光线和入射光线总是分居法线的两侧。
重合
01 光的反射定律
（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________内；反射光线和入射光线分居________的两侧；反射角_______入射角。
在反射现象中，光路_______。
平面
法线
等于
可逆
01 光的反射定律
（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.
01 光的反射定律
【交流与评估】
（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。
01 光的反射定律
（3）根据光的反射定律作图
反射光线
B
入射角
i
r
反射角
法线
N
入射点
O
入射光线
A
作图步骤
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。
01 光的反射定律
（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。
01 光的反射定律
N
i
入射角
i
r
反射角
法线
N
入射点
O
入射光线
A
反射光线
B
01 光的反射定律
（3）已知反射光线，作入射光线
作图步骤
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。
01 光的反射定律
入射角
i
r
反射角
法线
N
入射点
O
入射光线
A
反射光线
B
【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。
01 光的反射定律
（4）已知入射光线和反射光线，确定平面镜的位置。
O
（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。
入射角=
0°
反射角=
0°

01 光的反射定律
【例题1】如图所示，早晨的太阳光与水平方向成30°角射到一水平放置的平面镜上，则反射角为______，反射光线和入射光线的夹角为______；将平面镜水平向右移，太阳光与镜面的夹角会______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
60°
不变
120°
根据图解，太阳光与水平方向成30°角射到水平放置的平面镜上，
则入射角等于90°﹣30°＝60°
在光的反射现象中，反射角等于入射角，所以反射角也等于60°。
反射光线与入射光线的夹角是60°+60°＝120°
由于平面镜水平放置，将平面镜水平向右移，太阳光与镜面的夹角不变。
01 光的反射定律
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；
【例题2】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。
OA
可逆
01 光的反射定律
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，除了图中出现的实验器材外，还应补充一个测量仪器是________；
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。
见解析
不能
量角器
01 光的反射定律
④实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验研究，你该采取的操作是____；
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
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。
C
01 光的反射定律
⑤实验过程中若将纸板倾斜，如图丙所示，让光仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光____（填“在”或“不在”）纸板F这一平面内；通过平面镜观察镜中硬纸板的
根据光的反射定律，在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；若将纸板倾斜，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线仍在同一平面内，但反射光不在纸板这一平面内，所以看不到反射光线。
若此时通过平面镜观察纸板，因为物像关于镜面对称，则看到的像应为丁图中的③。
像，则看到的像是图丁中的_____（填序号）。
③
在
01 光的反射定律
02
PART
光路的可逆性
如果让入射光线逆着反射光线的方向照射到平面镜上，我们会看到什么？
它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。
结论：在反射现象中，光路可逆 。
01 光路的可逆性
（1）在反射现象中，光路可逆
甲、乙两只猴子分别在两个房间，房顶有一面镜子，甲猴通过平面镜看到了乙猴，乙猴能否也看见甲猴呢？
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一定到达乙猴的眼睛，所以说乙猴一定能看见甲猴。
01 光路的可逆性
（2）光路可逆的现象
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。
（3）光路可逆的利用
01 光路的可逆性
【例题3】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。
C
01 光路的可逆性
03
PART
镜面反射和漫反射
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（mirror reflection）
①一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射。这种反射叫做镜面反射。
01 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。
01 镜面反射和漫反射
（2）漫反射（diffuse reflection）
凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射。这种反射叫做漫反射。
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。
01 镜面反射和漫反射
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。
01 镜面反射和漫反射
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。
建议：改变同学的座位位置或改变黑板的角度；或者使黑板表面粗糙些，不能发生镜面反射。
01 镜面反射和漫反射
镜面反射 漫反射
概念
光路图
反射面
举例
共同点 光滑的平面
凹凸不平，粗糙
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。
01 镜面反射和漫反射
（4）光污染
很多高楼大厦采用玻璃幕墙、磨光的大理石作为装饰，阳光照时发生镜面反射，炫目的反射光干扰人们的正常生活，造成“光污染”。
01 镜面反射和漫反射
【例题4】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”)。
　漫反射　
　白纸　
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。
01 镜面反射和漫反射
【例题5】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。
D
01 镜面反射和漫反射
04
PART
课堂总结
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居法线的两侧；
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。这种反射叫做镜面反射。
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。这种反射叫做漫反射。
光的反
射定律
光的反射
课堂总结
镜面反射
和漫反射
光的反射
05
PART
动手动脑学物理
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）。
60°
60°
动手动脑学物理
2.自行车尾灯的结构如图所示。夜晚，用手电筒照射尾灯，看看它的反光效果。试着在图左图上画出反射光线。
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。
动手动脑学物理
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。
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 ∠FOB =90°，∠AOF=30°，故∠AOB=∠AOF+∠FOB=30°+90°=120°，
EO平分∠AOB，故∠EOB= 60°。
A
B
E
F
O
60°
动手动脑学物理
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。
迎着月光走
动手动脑学物理
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。激光测距仪向目标发射激光脉冲束，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。现在利用激光测距仪测量月、地之间的距离，精度可以达到士10 cm。已知一束激光从激光测距仪发出并射向月球，大约经过2.53 s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s=vt得s=vt=3.0×108m/s×2.53s=3.795×108m=3.795×105km
地球到月球的距离大约是3.795×105km。
动手动脑学物理
06
PART
课堂练习
1. 人的眼睛能看到物体是因为（ ）
A. 人眼发出的光射到物体上　　　
B. 物体一定是光源
C. 物体反射或发出的光进入人眼
D. 物体是白色的
C
人眼之所以看到物体，是因为物体反射光源的光射入人眼，人眼看到的物体不一定是光源，更不是人眼发出的光射到物体上。
所以选C正确。
课堂练习
2. 光在物体表面的反射情况如图所示，其中反射角等于 °，入射角等于 °，入射光线与反射光线之间的夹角等于 °。
ON是法线，入射角是入射光线与法线间的夹角，
是50°；反射角是反射光线与法线间的夹角，是50°；
入射光线与反射光线之间的夹角等于100°。
100
50
50
课堂练习
3. 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
B
课堂练习
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。
课堂练习
4. 关于光的反射定律的叙述，下列说法最准确的是（ ）
A.入射光线和反射光线分居法线两侧，且入射角等于反射角
B.入射光线、反射光线与法线在同一平面内，且入射角等于反射角
C.反射光线、入射光线与法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，且反射角等于入射角
D.入射角等于反射角
C
反射定律阐述了“三线、两角”的关系，而选项ABD都颠倒了因果关系，只有选项C正确。
课堂练习
5. 黑板用久后变光滑的部分容易发生镜面反射，使部分位置看不清字。当太阳光如图中情形射入，最有可能看不清字的位置是（　　）
A．甲同学 B．乙同学
C．丙同学 D．丁同学
A
黑板“反光”是因为黑板发生了镜面反射，黑板反射的光线比粉笔字反射的光线强，使人无法看清黑板上的字；根据光的反射定律可知，反射光线会向甲的方向射出，所以甲处看到的是明亮的光线，看不清黑板上的字；乙、丙、丁看不到光滑处发生镜面反射时的光线，故A符合题意。
课堂练习
6. 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，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”）。
　漫反射　
　多　
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。
课堂练习
7. 光污染已成为人类身体健康和自然生态的又一环境杀手。①中秋夜晚明亮的月亮；②商场、酒店上的广告灯、霓虹灯闪烁夺目；③建筑工地上射灯发出刺眼的光；④城市里建筑物亮闪闪的玻璃幕墙。以上既是光源，又会造成光污染的是（ ）
A.①② B.②③ C.③④ D.②③④
B
是光源的有： 广告灯、霓虹灯、建筑工地上射灯；
会造成光污染的是：③工地上射灯发出刺眼的光；
④建筑物亮闪闪的玻璃幕墙。
所以选B。
课堂练习
8. 在光反射的学习过程中，小明同学进行了如下实验。
（1）如图甲所示，使用纸板进行实验的目的是__________；
（2）图乙中，将纸板B沿PQ剪开，把纸板B的上半部分向后折。实验时在纸板B上下两部分会观察到的现象是___；
A．都能看到反射光线
B．都不能看到反射光线
C．上半部分能看到反射光线，下半部分不能看到反射光线
D．上半部分不能看到反射光线，下半部分能看到反射光线
（3）由此可以得出结论：______。
课堂练习
反射光线、入射光线和法线在同一平面内
显示光路
D
（1）实验中的纸板凹凸不平，不仅可以显示反射光线、入射光线是否在同一平面内，我们还可以从各个方向观察到光线。
（2）光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居在法线的两侧；根据光的反射定律，可判断纸板向后折时接收不到反射光线，故图乙中上半部分不能看到反射光线，下半部分能看到反射光线。则ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
（3）由（2）可知反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
课堂练习

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