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第四章 光现象
第2节 光的反射
学习目标——物理学科素养
01
物理观念
理解光的反射定律，包括入射角、反射角和法线的基本概念，并能解释日常生活中的反射现象。
02
科学思维
通过分析光的反射实验数据，培养逻辑推理和问题解决能力，形成科学的思维方式。
03
科学探究
能够设计并执行简单实验，探究不同表面（如镜面、粗糙面）对光反射的影响，并记录和分析结果。
04
科学态度与责任
认识到光反射在科技和生活中的应用价值，培养安全使用光学设备、节约能源的责任意识。
教学重难点
教学难点
教学重点
1.研究光的反射定律，包括位置关系、大小关系。
2.能区分镜面反射和漫反射，并会解释生活中的物理现象。
1.理解光的反射定律，反射角等于入射角，灵活运用解决问题。
2.理解光的反射现象中光路的可逆性，并能正确解释光学现象。
甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站使用了超过1.2万面定日镜。当太阳位置发生变化时，自动控制系统可以调整光热电站定日镜的角度，将太阳光准确地反射到吸热塔的顶端，从而达到聚热的效果。
思考：这些定日镜为什么能将太阳光准确反射到指定位置？
课堂引入
甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站
视频：塔式光热发电站
课堂引入
漫步在池塘边时，我们经常能看到波光粼粼的水面，以及游弋的鸭子在水中的倒影。水面上为什么会泛起粼粼的波光 鸭子在水中的倒影又是怎样形成的呢
知识点1 光的反射定律
知识点1：光的反射定律
探究新知
1. 看到物体的原因
（1）我们能够看见太阳、发光的电灯等光源，是因为光源发出的光进入我们的眼睛。
（2）我们能够看见不发光的物体，是因为物体表面反射的光进入了我们的眼睛。
光遇到桌面、水面以及其他不发光的物体的表面，都会发生反射（reflection）。
【典例1】黑暗房间的两盏灯，只有一盏灯发光时，小明可以同时看到两盏灯。下列小明看到不发光的灯的光路图中符合实际的是（ ）
知识点1：光的反射定律
探究新知
【详解】点亮的灯泡属于光源，会发出光线，未点亮的灯泡会反射点亮的灯泡的光线，使光线进入人的眼睛，从而人看到了未点亮的灯泡。C符合题意，ABD不符合题意。
C
知识点1：光的反射定律
探究新知
（1）概念：当光射到物体表面时，有一部分会被物体表面反射回来，这种现象称为光的反射。
2. 光的反射
（2）对光的反射理解
①光的反射发生在两种介质交界面处。
②光的反射现象发生在同种介质中，只改变了光的传播方向，光的传播速度不变。
思考：
（1）光发生反射时遵循什么规律？
（2）反射光是沿着什么方向射出的？
知识点1：光的反射定律
探究新知
入射光线
A
O
入射点
平面镜
反射光线
B
法线
N
入射角
反射角
β
α
3. 光的反射中的基本概念
一点、二角、三线、
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，常用虚线表示。
③入射光线：入射到镜面的光线。
④反射光线：从镜面返回的光线。
⑤入射角α：入射光线与法线的夹角。
⑥反射角β：反射光线与法线的夹角。
注意：（1）法线必须画虚线
（2）入射光线和反射光线都有方向，只能写成 AO、OB，不能写成OA和BO。
光射向介质表面时将发生反射，改变入射光线的方向，反射光线方向也会随着改变，如图所示，光的反射遵循什么规律呢？
知识点1：光的反射定律
探究新知
4. 实验：探究光的反射定律
【提出问题】
【猜想与假设】
(1)反射光线、入射光线和镜面的夹角相等。
(2)反射光线和入射光线关于法线是对称的。
问题1：光是很笼统的，如果要探究反射规律，如何选择研究对象最方便？
知识点1：光的反射定律
探究新知
【实验思路】
要探究光反射时的规律，先要思考以下问题：
问题2：如何寻找反射光和入射光的位置关系？
因为光在空气中沿直线传播，我们可以将一条细细的光束作为研究对象，方便我们探究光的反射规律。所以，可以选择能发出细激光束的激光笔作为光源。
我们可以测量出入射角和反射角的度数，研究反射光和入射光之间的位置关系。
问题3：光不是实体，如何测量入射角和反射角？
知识点1：光的反射定律
探究新知
【实验思路】
要探究光反射时的规律，先要思考以下问题：
如图所示，我们可以将一个纸板垂直立在平面镜上，让激光贴着纸板射入，就能在纸板上看到光的径迹，画出径迹上的两点，连接并延长即可，用量角器测量径迹与法线的夹角，就得到了入射角和反射角。
平面镜
纸板
激光笔、不同颜色的笔、量角器、平面镜、可折叠的白色粗糙硬纸板等。
知识点1：光的反射定律
探究新知
【实验器材】
平面镜
可折叠纸板
知识点1：光的反射定律
探究新知
【实验过程】
(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，纸板上的直线ON垂直于镜面，右侧纸板NOF可绕直线ON旋转。
图甲
(2)先使纸板EON和纸板NOF处在同一平面内，然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向O点，观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
次数 ∠i ∠r
1 60° 60°
2 45° 45°
3 30° 30°
┈
知识点1：光的反射定律
探究新知
【实验过程】
(3)改变光束入射的角度，多做几次实验，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。
(4)取下纸板，用量角器分别测量ON两侧的入射角、反射角的大小，并将数据记录在右下图所示的表格中。
(5)如图乙所示，将纸板NOF向前或向后折，观察能否在纸板ONF上看到反射光线。
知识点1：光的反射定律
探究新知
提示：在纸板上观察不到反射光，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
图乙
【收集证据】
（1）入射光和对应的反射光的径迹
知识点1：光的反射定律
探究新知
表明：当纸板EON和纸板NOF在同一平面内，能观察到反射光线，且入射光线和反射光线分居法线两侧，反射光线随入射光线的改变而改变。
E
F
（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
知识点1：光的反射定律
探究新知
次数 ∠i ∠r
1 60° 60°
2 45° 45°
3 30° 30°
┈
（2）记录表一
表明：反射角等于入射角，反射角随入射角的减小而减小。
表明：反射光线和入射光线在同一平面内。
在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；
反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。这就是光的反射定律。
知识点1：光的反射定律
探究新知
【实验结论】
【交流与评估】
知识点1：光的反射定律
探究新知
（1）纸板ENF在实验中的作用是什么呢？
①显示光的传播路径；②验证反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
（2）为什么纸板和平面镜要相互垂直呢？
保证反射光线呈现在纸板内。如果不垂直，反射光线仍在入射光线和法线确定的平面内，但不会呈现在纸板上。
【交流与评估】
知识点1：光的反射定律
探究新知
（4）为什么要改变入射角，并多次试验呢？
多次试验，是为了得出普遍结论，避免实验结论的偶然性。
（5）为什么要把纸板NOF向前和向后折叠呢？
为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
（3）为什么入射光线需要贴着纸板入射呢？
为了在纸板上显示入射光线和反射光线的传播路径。
知识点1：光的反射定律
探究新知
视频：探究光的反射规律
5. 从四个方面理解光的反射定律
知识点1：光的反射定律
探究新知
对应关系
因果关系
变化规律
特殊情况
注意定律中的因果关系：先有入射光线，后有反射光线。所以叙述反射定律的内容时必须先说反射，后说入射
反射光线随入射光线的改变而改变，入射光线“靠近”或“远离”法线，反射光线也相应地“靠近”或“远离”法线，即反射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小
当光垂直于镜面入射时，入射角为0°，反射角也为0°，反射光线与入射光线在同一直线上，传播方向相反
每一条反射光线对应着一条入射光线
知识点1：光的反射定律
探究新知
【典例2】如图所示，小闽做“探究光的反射规律”实验，他将一小块平面镜固定在水平圆台上（圆台、玻璃罩可一体化转动），用固定的红色激光笔（图中未标注）发出一束垂直射向平面镜的光NO，然后用另一个绿色激光笔向O点发出一束光AO、经平面镜反射后沿OB方向射出；
实验序号 入射角/° 反射角/°
1 20 20
2 30 30
3 40 40
知识点1：光的反射定律
探究新知
(1)实验中用加湿器使玻璃罩充满水雾，目的是 ；
(2)利用红色激光笔发出的光束ON相当于 ；
(3)将绿色激光笔固定在玻璃罩上后，缓慢转动圆台，从反射光那一侧可以看到的三束光重合，说明在这次反射现象中， ___
____________________；
【详解】（1）玻璃罩内充满水雾，光照射到水雾上发生漫反射，入射光线及反射光线的传播路径都能显示出来。
（2）利用红色激光比较明显，容易观察到，光ON与平面镜垂直，故ON相当于法线。
（3）缓慢转动圆台，反射光线随着入射光线的变化而变化，当入射光线与法线重合，反射光线也与法线重合，这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
显示光路
法线
反射光线、入射光线、法线在同一平面内
知识点1：光的反射定律
探究新知
(4)在上述实验装置的基础上，小闽在玻璃罩内装入量角器，多次改变AO与NO的夹角进行实验，数据记录如表。根据表格，你获得的结论是 ；
多次改变AO与NO的夹角进行实验的目的是 ；
(5)为探究光反射时光路是否可逆，应________________________________
___________________________。
（4）[1]表中数据知，反射角与入射角的度数相同，故结论为光在反射时，反射角等于入射角。
[2]由实验中应多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验，并记录测量结果，其目的是避免偶然性，获得普遍的规律。
反射角等于入射角
避免偶然性，获得普遍的规律
让光线逆着反射光线OB入射，观察光线是否沿OA方向射出。
知识点2 光的可逆性
知识点2：光的可逆性
探究新知
如下图所示，让光逆着反射光的方向射到镜面，反射后的光会逆着原来入射光的方向射出。这表明在反射现象中光路是可逆的。
视频演示：光路是可逆的
1.在光的反射中，光路是可逆的
生活中有很多现象可以说明光路的可逆性。例如，如果甲猴子在一块平面镜中看到了乙猴的眼睛，那么乙猴也一定会通过这面镜子看到甲猴的眼睛。
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也可以到达乙猴的眼睛，所以说乙猴一定能看见甲猴。
知识点2：光的可逆性
探究新知
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。
知识点2：光的可逆性
探究新知
3. 光路可逆性的利用
知识点2：光的可逆性
探究新知
【典例3】如图所示，被隔板隔开的两个人偶不能直接“看到”对方，但人偶A可以从平面镜中“看到”人偶B的眼睛，则人偶B通过平面镜（ ）
A．可能看见人偶A的眼睛
B．一定不能看见人偶A的眼睛
C．一定能看见人偶A的眼睛
D．无法确定，与所处位置有关
C
知识点3 光的反射作图
知识点3：光的反射作图
探究新知
1. 作图注意事项
(1)物体、实际光线用实线画，光线的反向延长线、虚像、法线用虚线画。
(2)光线要带箭头，箭头指向要与光的传播方向一致。光线与光线之间要连接好，不能出现断点。
(3)作光的反射光路图时，应先在入射点作出法线（虚线），然后根据反射角等于入射角作出反射（入射）光线。
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。
知识点3：光的反射作图
探究新知
2. 常见类型作图及方法
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。
（1）已知入射光线作反射光线
知识点3：光的反射作图
探究新知
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。
N
i
知识点3：光的反射作图
探究新知
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
（2）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 。
知识点3：光的反射作图
探究新知
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。
知识点3：光的反射作图
探究新知
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。
（3）已知入射光线和反射光线，确定平面镜的位置。
知识点3：光的反射作图
探究新知
O
（4）当光线垂直入射时，它将被垂直反射出去
此时入射光线、反射光线和法线三线重合。
入射角=
0°
反射角=
0°

知识点3：光的反射作图
探究新知
知识点3：光的反射作图
探究新知
【典例4】小明的妈妈喜欢在家中养花，为了使客厅里花盆中的花更茁壮的成长，你能用平面镜把室外的阳光“迎”进来吗 请你画出平面镜的位置， 并完成光路图。
【详解】连接AB，AB为反射光线，然后作出入射光线和反射光线夹角的角平分线即为法线，再作一条线段与法线垂直，该线段的位置即为平面镜的位置，如图
知识点4 镜面反射和漫反射
在暗室里，将一块小平面镜平放在较大的白纸上，用手电筒照射镜面，避开镜面反射光的方向观察，镜面和白纸被光照射的部分哪个显得更亮？
1. 探究光的镜面反射和漫反射
提示：镜面是暗的，白纸较亮
思考：为什么镜面是暗的，而白纸显得较亮？
提示：是因为不同的物体表面对光的反射是有差异的。
知识点4：镜面反射和漫反射
探究新知
（1）镜面很平整、光滑，一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射，如图所示。这种反射叫作镜面反射（mirror reflection）。
2. 镜面反射
（2）常见的镜面反射：例如平静的水面、抛光的金属面、各种镜面等。
知识点4：镜面反射和漫反射
探究新知
凹凸不平的表面会把一束平行光向着四面八方反射，这种反射叫作漫反射。
3. 漫反射
同学们能从不同方向看清老师及黑板上的字，如果在显微镜下观察，可以看到老师的脸部和黑板实际上是凹凸不平，老师、黑板都发生了漫反射。
注意：漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。
知识点4：镜面反射和漫反射
探究新知
4. 光污染
知识点4：镜面反射和漫反射
探究新知
　　现在，城市里越来越多的高楼大厦采用玻璃幕墙、磨光的大理石作为装饰。当强烈的太阳光照射到这些光滑的表面时，就会发生镜面反射，炫目的光干扰人们的正常生活，造成“光污染”。
　　“光污染”是继废气、废水、废渣和噪声等污染之后的一种新的环境污染源，主要包括白亮污染、人工白昼污染和彩光污染。
“光污染”正在威胁着人们的健康。
视频：光污染
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。
为了保护同学的眼睛，可以把黑板面打磨的粗糙一些，或用不易反光的材料做黑板，让黑板发生漫反射；也可以让同学移动位置，让眼睛不接收镜面反射的光。
知识点4：镜面反射和漫反射
探究新知
知识点4：镜面反射和漫反射
探究新知
【典例5】教室黑板用久后有一部分变得光滑。当如图所示太阳光从右侧窗户射入时，下列说法正确的是（　　）
A．太阳光照射到光滑处将发生漫反射
B．最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置A
C．最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置C
D．太阳光照在黑板上发生反射时不遵循光的反射定律
【详解】ABC．太阳光照射到光滑处将发生镜面反射，反射光线较为集中，会造成黑板发光。位置A位于镜面反射后的反射光线经过的地方，所以最有可能因反光而看不清光滑处字的是位置A，故AC错误，B正确；
D．无论是漫反射还是镜面反射均遵循光的反射定律，故D错误。
B
课堂小结
课堂小结
探究新知
光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生反射（reflection）。
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别位于法线两侧；
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：镜面很平整、光滑，一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射。
②漫反射：凹凸不平的表面会把一束平行光向着四面八方反射。这种反射叫作漫反射。
光的反
射定律
光的反射
镜面反射
和漫反射
光的反射
课堂练习
课堂练习
探究新知
1．关于光的反射，下列说法正确的是（　　）
A．入射光靠近法线时，反射光也靠近法线
B．反射光线与入射光线不在同一平面内
C．当入射光与反射面的夹角为10°时，反射角也为10°
D．入射角增大5°时，反射光与入射光的夹角也增大5°
A
【详解】A．入射光靠近法线时，入射角减小，则反射角也减小，所以，反射光也靠近法线，故A正确；
B．反射光线与入射光线、法线在同一平面内，故B错误；
C．当入射光与反射面的夹角为10°时，入射角为:90°-10°=80°
反射角也为80°，故C错误；
D．入射角增大5°时，则反射角也增大5°，反射光与入射光的夹角增大10°，故D错误。
课堂练习
探究新知
2．要使眼睛看到物体，则（ ）
A．这个物体必须是光源 B．这个物体一定在发光
C．肯定有光由物体进入人眼 D．物体肯定在反射太阳光
C
【详解】若要使眼睛看见一个物体，一定是物体发出的光或者反射的光进入眼里，这个物体不一定是光源，不一定在发光。故C符合题意，ABD不符合题意。
课堂练习
探究新知
3．如图所示的是小明用作图方法记录下的“光的反射”实验现象，图中没有标出光传播的方向（ON是法线）。以下判断正确的是（　　）
A．入射光线一定是AO B．反射光线一定是OB
C．入射角为35° D．反射角为55°
D
【详解】AB．因为在光的反射现象中光路是可逆的，若AO是入射光线，则OB是反射光线，若BO是入射光线，则OA是反射光线，故AB错误；
CD．ON是法线，可知
入射光线与法线的夹角叫入射角，无论哪种情况，入射角都为55°；根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，故反射角为55°，故C错误，D正确。
课堂练习
探究新知
4．雨后天晴的夜晚，人在月光下行走，为了不踩到地上的积水，小明迎着月光走时，应走 （选填“亮”或“暗”）处，月光射到水面上，在水面发生的是 （填“镜面反射”或“漫反射”）。
暗
【详解】[1][2]当迎着月光走时，地面发亮处有水；因为迎着月光走，月光射到水面上时，水面发生的是镜面反射，反射光几乎全部射入人的眼睛，而地面发生的漫反射，只有很少的光进入人的眼睛，所以此时水面亮，人应走暗处。
镜面反射
课堂练习
探究新知
5．小强在侦探小说中看到这样的一个情节，目击者在录口供时对警察说道：“在房间里，我正在饭桌前吃饭，通过镜子看到歹徒持枪面对镜子进行偷盗，但是他看不到我，于是我不敢说话，最终逃过一劫”。你认为目击者 （选填“有”或“没有”）撒谎，你判断的依据是 。
【详解】[1][2]目击者通过镜子看到歹徒，是歹徒身上反射的光经镜子反射后进入目击者眼中。由于光的反射现象中，光路是可逆的，则目击者身上反射的光也会通过镜子反射进入到歹徒的眼中，因此歹徒也能看到目击者，因此目击者撒谎了。
有
在光的反射中，光路是可逆的
课堂练习
探究新知
6．如图所示，一束光线与镜面成30°角射向平面镜。请作出反射光线并标出反射角的度数。
【详解】入射光线与平面镜的夹角为30°，所以入射角为：
反射角等于入射角，故反射角也为60°，在法线的右侧画出反射光线，如图所示：
课堂练习
探究新知
7．如甲图是位于青海的全球单机容量最大的熔盐塔式光热电站，每面镜子都能把太阳光反射到塔顶的吸热器上进行发电，请在乙图中画出一束太阳光反射时平面镜的位置。
【详解】由光的反射定律可知，反射角等于入射角，先作出入射光线和反射光线的角平分线，即为法线，再过入射点
课堂练习
探究新知
8. 小明利用如图装置探究光反射时的规律。
（1）如图甲所示，实验时，把一个平面镜放在水平桌面上，再把白色纸板（右侧可绕ON翻折）竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON应 于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点，光在纸板上发生 反射，呈现径迹。光经平面镜发生 反射，沿另一个方向射出；
垂直
漫
镜面
课堂练习
探究新知
（2）改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，用量角器测量ON两侧的和，是为了_________________________
__________，多做几次是为了 ；
（3）让光沿图甲中BO方向照射到镜面，它会沿着OA方向射出。这表明：在光的反射现象中，光路是 的；
（4）如图乙所示，把纸板右侧绕ON向前折或向后折，在右侧纸板上看不到反射光。这表明：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在 内。
探究反射角与入射角的大小关系
寻找普遍规律，避免实验的偶然性
可逆
同一平面
课后作业
探究新知
作业
内容
同步作业
完成课后作业：“练习与应用”
自主安排
配套同步分层作业
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