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4.2光的反射
新知梳理
一、光的反射
光的反射：光遇到物体表面时，改变 又返回原来介质中的现象。
[点拨]我们能够看到光源，是因为光源发出的光进入了我们的眼睛。我们能够看到本身不发光的物体，是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。不同物体表面反射光的情况不同。
二、光的反射定律
1.几个基本概念(如图4-2-1所示)
(1)一点: 点(O)。
(2)一面: 面(CD)。
(3)二角: 角(∠i)、 角(∠r)。
(4)三线: 光线(AO)、 光线(OB)、法线(ON)。
[提醒](1)入射角、反射角分别是入射光线、反射光线与法线的夹角。
(2)法线是通过入射点作出的垂直于反射面的一条辅助线，是为了方便研究光的反射规律而引入的，所以用虚线表示。
2.探究光的反射定律
(1)提出问题：射向镜面的光反射后将沿什么方向射出 反射光线和入射光线相对于法线的位置在同侧、异侧还是三线重合 反射角和入射角的关系是什么
(2)猜想与假设：反射光沿什么方向射出，可能与光入射到镜面的角度有一定的关系。反射角可能等于入射角。
(3)设计并进行实验
实验器材：平面镜、白纸板、激光笔、直尺、水彩笔、 。
实验步骤：①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。
②让一束光贴着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。在纸板上用笔描出入射光 AO和反射光OB 的径迹(图4-2-2)。
③改变光束入射的角度，重做两次实验，换不同颜色的笔记录光的径迹。
④取下纸板，用量角器量出 ON 两侧的入射角∠i 和反射角∠r的大小，填入表中。
⑤把纸板 NOF 向前折或向后折，观察在纸板上还能否看到反射光。
实验记录：
实验次数 入射角∠i 反射角∠r
1
2
3
(4)分析与论证：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在 ；反射光线和入射光线分别位于法线 ；反射角 入射角。
(5)评估交流
①实验时，纸板应与平面镜 。
②把纸板向前折或向后折，观察在纸板上还能否看到反射光，其目的是探究
③该探究中，进行多次实验的目的是 。
三、光路的可逆性
如图4-2-3所示，在光的反射现象中，光路是 的。生活中有很多现象可以说明光路的可逆性。例如，你在一块平面镜中看到了一名同学的眼睛，那么，这名同学也一定能通过这面镜子看到你的眼睛。
四、镜面反射和漫反射
类型 镜面反射 漫反射
典型图例
特点 射到物面上的平行光反射后 射到物面上的平行光向 反射
条件 反射面 反射面
实例 迎着太阳看平静的水面特别亮、黑板“反光”等 能从各个方向看到本身不发光的物体
共同点 都遵循光的反射定律
[拓展]物体发出或反射的光进入人眼越多，人眼就会感觉该物体越明亮，所以当发生镜面反射时，如果反射的光正好进入人眼，人就会感觉反射面特别明亮刺眼。
应用示例
类型一 光的反射现象
例1 下列属于光的反射现象的是 ( )
A.坐井观天，所见甚小
B.日食、月食的形成
C.白天能看见本身不发光的物体
D.人在阳光下的影子早、晚长，中午短
[方法指导]判断光的反射现象的方法
光的传播方向改变，但仍在原介质中传播的现象是光的反射现象。
类型二 探究光的反射定律
例2 (2023淮安改编)在“探究光的反射定律”实验中，平面镜水平放置于桌面上，E、F是两块可以绕接缝 ON 翻折的白色硬纸板。
实验次数 1 2 3
入射角 60° 45° 30°
反射角 60° 45° 30°
(1)如图 4-2-4甲所示，白色硬纸板应当 立在平面镜上。
(2)让一束光紧贴纸板 E 沿AO 方向射向镜面上的O点，在纸板F上呈现反射光束OB，然后将纸板 F 绕ON 向前或向后翻折，在纸板 F 上看不到反射光束，这表明反射光线、入射光线和法线在 。
(3)多次改变入射光的方向并描绘光的传播路径，用量角器量出每组反射角与入射角的大小并记入表格，可得结论：反射角与入射角大小 。
(4)当反射光与入射光夹角为 100°时，入射角为 度。若入射光束 AO绕O 点顺时针旋转，将观察到反射光束 OB 绕O 点 时针旋转。
(5)如图乙所示，一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑，水平向右移动平面镜，观察到光斑位置的变化情况是 。
[实验点拨](1)应在光线较暗的室内进行实验，以便于观察实验现象。
(2)纸板在实验中的作用：显示光的传播路径；验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
(3)总结反射规律时，为了使结论更具普遍意义，避免偶然性，应改变入射角的大小多做几次实验。
[规律总结](1)光的反射定律是对光反射时所遵循规律的定量描述，入射是因，反射是果，反射光线、反射角随入射光线、入射角的改变而改变。
(2)当光垂直入射时，反射光线、入射光线、法线重合，因此反射角和入射角均为 0°，光线的传播方向改变了 180°。
(3)光射到界面上，若入射角增大α，则反射角也增大α，反射光线跟入射光线的夹角增大2α。
(4)光射到界面上，若入射光不变，界面旋转α，则反射光线跟入射光线的夹角改变2α。
类型三 光的反射作图
例3请在图4-2-5 中画出反射光线，并标出反射角大小。
例4 航天员舱外作业时，宽厚的航天服限制了他的视野，为了看清胸前的操作面板，可以通过手腕处的小镜子(如图 4-2-6甲所示)进行观察。图乙中 A 点代表航天员的眼睛，B点代表胸前某一按钮，C点是小镜子的位置，请你根据反射光路图在C 点准确画出镜面并标出镜面与竖直面的夹角。(保留作图痕迹)
[方法指导]利用光的反射定律作图的技巧
利用光的反射定律作图时，找准法线是关键，法线与镜面垂直，且是入射光线和反射光线夹角的平分线。
(1)已知入射光线(或反射光线)、镜面，作反射光线(或入射光线)：
①过入射点作平面镜的垂线即为法线。
②找出入射角(或反射角)。
③根据反射角等于入射角，作出反射光线(或入射光线)。
(2)已知入射光线和反射光线，作镜面：
①作出反射光线和入射光线夹角的平分线，即为法线。
②过入射点作法线的垂线，垂线位置即为平面镜的位置。
类型四 镜面反射和漫反射
例5 雨后初晴的夜晚，地上有积水，为了不踩到积水，当我们迎着月光走时和背着月光走时，分别应该如何选 ( )
A.背着月光走时走亮的地方，迎着月光走时走暗的地方
B.背着月光走时走亮的地方，迎着月光走时走亮的地方
C.背着月光走时走暗的地方，迎着月光走时走暗的地方
D.背着月光走时走暗的地方，迎着月光走时走亮的地方
[易错警示](1)镜面反射和漫反射都属于光的反射，都遵循光的反射定律。
(2)镜面反射的反射面是平整光滑的，当一束平行光射到平整光滑的表面时，反射光也是平行的。
(3)漫反射的反射面是凹凸不平的，当一束平行光射到粗糙的表面时，粗糙表面会把光向不同方向反射，则反射光不平行。
(4)详解迎着月光走和背着月光走看积水的亮暗(图4-2-7):
①迎着月光走时，光照射到水面上会发生镜面反射，反射光线向同一方向射出，会有很多光线射入人眼，所以看上去积水处是亮的；此时，光照射到地面上发生漫反射，反射光线射向各个方向，进入人眼的光线较少，看上去地面显得很暗。所以迎着月光走时，发亮处是积水。
②背着月光走时，人与来自月亮的入射光线在同一侧，光在水面上发生镜面反射，反射光线几乎不进入人眼，而光在地面上发生漫反射，有少量反射光线进入人眼，看上去积水比地面还暗。所以背着月光走时，暗处反而是积水。
课堂小结
第 2节 光的反射
【新知梳理】
一、传播方向
二、1. (1)入射 (2)反射
(3)入射 反射 (4)入射 反射
2. (3)量角器
(4)同一平面内 两侧 等于
(5)①垂直
②反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
③寻找普遍规律
三、可逆
四、仍然平行 四面八方 平整光滑凹凸不平
【应用示例】
例1 C
例2 (1)竖直 (2)同一平面内
(3)相等 (4)50 逆 (5)不变
例3 如图所示
例4 如图所示
例5 A

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