第五章光的反射

1、 問題問題 1.漆黑的夜里為什么看不見東西漆黑的夜里為什么看不見東西? 2.為什么在有光的地方能看見東西為什么在有光的地方能看見東西? 光源光源-能夠發(fā)光的物體叫光源能夠發(fā)光的物體叫光源. 舉例舉例: 太陽太陽 電燈電燈 火把火把 蠟燭蠟燭 一 光的直線傳播光的直線傳播 在有霧的天氣里在有霧的天氣里,可以看到從汽車頭燈射出的光束可以看到從汽車頭燈射出的光束是直的是直的.透過樹叢的光束是直的透過樹叢的光束是直的. 光不僅在空氣沿直線傳播光不僅在空氣沿直線傳播,在水在水,玻璃等物質中的玻璃等物質中的傳播路線也是直的傳播路線也是直的. 沿光的傳播路線畫一條直線沿光的傳播路線畫一條直線,并在直線上畫上

2、箭頭并在直線上畫上箭頭表示光的傳播方向的直線叫做光線表示光的傳播方向的直線叫做光線. 光的直線傳播的應用光的直線傳播的應用 1. 激光束引導掘進機挖掘隧道激光束引導掘進機挖掘隧道. 2. 手影的形成手影的形成. 影子是怎么形成的呢影子是怎么形成的呢? 光沿直線傳播的過程中光沿直線傳播的過程中,遇到不透明的物體遇到不透明的物體,在后在后面便形成影面便形成影. 手影的形成就是光的直線傳播的具體應用手影的形成就是光的直線傳播的具體應用. 日食和月食日食和月食日偏食日偏食月全食月全食日全食日全食太陽月地日食的成因日食的成因月太陽 地月食的成因月食的成因 光在同一介質中沿直線傳播是有條件的光在同一介質中

3、沿直線傳播是有條件的,如果介質如果介質不均勻不均勻,光線也會發(fā)生彎曲光線也會發(fā)生彎曲. 例如例如:地球周圍的大氣不均勻地球周圍的大氣不均勻,離地面越高空氣越離地面越高空氣越稀薄稀薄,陽光進入大氣層后就會發(fā)生彎曲陽光進入大氣層后就會發(fā)生彎曲,因此因此,早晨早晨,太陽還在地平線以下時太陽還在地平線以下時,我們就看見了它我們就看見了它. 因此因此,應該說光在均勻介質中是沿直線傳播的應該說光在均勻介質中是沿直線傳播的.地球地球太陽的實際位置太陽的視位置地平線108光的速度光的速度問題問題.打雷的時候打雷的時候,為什么先看見閃電為什么先看見閃電,后聽到雷聲后聽到雷聲? 光的傳播比聲音的傳播要快的多光的傳

4、播比聲音的傳播要快的多.雖然打雷和閃雖然打雷和閃電同時發(fā)生電同時發(fā)生,但先看到閃電但先看到閃電.光在真空中的速度是光在真空中的速度是299792458m/s,近似等于近似等于3 m/s.光在其他介質中的速度十分接近在真空的速光在其他介質中的速度十分接近在真空的速度度,也可認為是一樣的也可認為是一樣的. 2.光的反射光的反射 一切物體的表面都反射光一切物體的表面都反射光,我們能夠看到不發(fā)光的我們能夠看到不發(fā)光的物體物體,就是因為它們反射的光進入眼睛就是因為它們反射的光進入眼睛.磨光的金磨光的金屬屬,油漆的好的家具看上去光亮油漆的好的家具看上去光亮 耀眼耀眼,而石塊而石塊,磚頭磚頭等看上去暗淡無光

5、等看上去暗淡無光,這是由于不同的表面反射光的這是由于不同的表面反射光的情況不同情況不同. 光的反射定律光的反射定律 從光的入射點從光的入射點O所做的垂直于所做的垂直于 鏡面的線鏡面的線ON叫法線叫法線,入射光線入射光線與法線的夾角叫入射角與法線的夾角叫入射角 oirANB入射光線反射光線 反射光線與法線的夾角叫做反射角反射光線與法線的夾角叫做反射角. 光的反射定律光的反射定律 反射光線與入射光線反射光線與入射光線,法線在同一平面內法線在同一平面內;反射光反射光線和入射光線分居法線兩側線和入射光線分居法線兩側;反射角等于入射角反射角等于入射角. 鏡面反射和漫反射鏡面反射和漫反射 一束太陽光射到平

6、面鏡上一束太陽光射到平面鏡上, 在反射光的方向可以看到在反射光的方向可以看到 耀眼的亮光耀眼的亮光.而太陽光射到而太陽光射到 紙上怎么都看不到亮光紙上怎么都看不到亮光,這這 是因為白紙有許多細微凹凸不平是因為白紙有許多細微凹凸不平漫反射 的地方的地方,平行光射到上面時平行光射到上面時,反射光線向著不同的反射光線向著不同的方向方向,這種反射叫這種反射叫漫反射漫反射. 而鏡面很光滑而鏡面很光滑,射到上面的平行光反射后仍然是平射到上面的平行光反射后仍然是平行的行的.光滑鏡面光滑鏡面 的反射叫的反射叫 做做鏡面反射鏡面反射. 鏡面反射鏡面反射第三節(jié)平面鏡第三節(jié)平面鏡平面鏡成像平面鏡成像從上面的實驗可以

7、看出，無論蠟燭到玻璃板的距離是遠還從上面的實驗可以看出，無論蠟燭到玻璃板的距離是遠還是近，平面鏡所成的像和物體到鏡面的距離都想等，像與物體是近，平面鏡所成的像和物體到鏡面的距離都想等，像與物體大小相同，如果把像和物體的位置用直線連起來，還可以看出，大小相同，如果把像和物體的位置用直線連起來，還可以看出，它們的連線與鏡面垂直它們的連線與鏡面垂直。利用光的反射定律可以說明平面鏡成像的原理利用光的反射定律可以說明平面鏡成像的原理。如圖如圖所示，鏡前燭焰上的點所示，鏡前燭焰上的點S射向平面鏡的光線，經平面鏡反射向平面鏡的光線，經平面鏡反射進入人眼睛，看起來就覺得這些光線好象是從它們在鏡后射進入人眼睛，

8、看起來就覺得這些光線好象是從它們在鏡后延長線的交點射來的（圖甲），跟處真有一延長線的交點射來的（圖甲），跟處真有一光源是產生的感覺一樣（圖乙）就是點在鏡光源是產生的感覺一樣（圖乙）就是點在鏡中的像但是鏡子后面實際上并沒有這個發(fā)出光線的點，所中的像但是鏡子后面實際上并沒有這個發(fā)出光線的點，所以叫虛象，物體上的每個點在鏡子里都有一個像點，所以叫虛象，物體上的每個點在鏡子里都有一個像點，所有的像點就組成整個物體的虛象有的像點就組成整個物體的虛象1S1S1S1S1SS平靜的水面，拋光的金屬平面，平靜的水面，拋光的金屬平面，都具有平面鏡的作用，能形成清晰都具有平面鏡的作用，能形成清晰的像在古代沒有玻璃鏡

9、子的時候，的像在古代沒有玻璃鏡子的時候，貴族婦女就是對著銅鏡梳妝打扮的貴族婦女就是對著銅鏡梳妝打扮的（圖）我國大約在四千（圖）我國大約在四千多年前的夏代就有了銅鏡戰(zhàn)國時多年前的夏代就有了銅鏡戰(zhàn)國時代銅鏡非常盛行，制作精美，在出代銅鏡非常盛行，制作精美，在出土文物中時有發(fā)現(xiàn)土文物中時有發(fā)現(xiàn)圖練功房中的平圖練功房中的平面鏡能幫助演員矯正姿勢面鏡能幫助演員矯正姿勢圖東晉名畫圖東晉名畫（女史箴圖）一位婦女（女史箴圖）一位婦女正對著銅鏡梳妝正對著銅鏡梳妝S1S甲甲1S乙圖平面鏡的應用平面鏡的應用平面鏡不但用于生活中，還用于平面鏡不但用于生活中，還用于其他方面練功房里演員用平面鏡來其他方面練功房里演員用平

10、面鏡來觀察自己的姿勢，牙科醫(yī)生用小平面觀察自己的姿勢，牙科醫(yī)生用小平面鏡來觀察患者牙齒不易看到的地方鏡來觀察患者牙齒不易看到的地方平面鏡還用來制作潛望鏡照圖平面鏡還用來制作潛望鏡照圖那樣在管子的上那樣在管子的上、下拐角出下拐角出各安裝一個平面鏡，兩塊平面鏡互相各安裝一個平面鏡，兩塊平面鏡互相平行，都跟水平方向成角，這樣平行，都跟水平方向成角，這樣就作成了最簡單的潛望鏡就作成了最簡單的潛望鏡潛水艇下潛后，艇內人員就可以潛水艇下潛后，艇內人員就可以用潛望鏡來觀察水面上的情況（圖用潛望鏡來觀察水面上的情況（圖）當然，它們使用的潛望鏡）當然，它們使用的潛望鏡比我們講的簡單潛望鏡要復雜得多比我們講的簡單

11、潛望鏡要復雜得多045圖潛水艇上的潛望鏡圖潛望鏡第四節(jié)第四節(jié) 球面鏡球面鏡凹鏡的作用凹鏡的作用 如果鏡子的反射面是球面的一部分，如果鏡子的反射面是球面的一部分，這樣的鏡子叫做球面鏡。用球面的內這樣的鏡子叫做球面鏡。用球面的內表面作反射面的表面作反射面的,叫做凹面鏡叫做凹面鏡.簡稱凹鏡簡稱凹鏡.用球面的外表面作反射面的用球面的外表面作反射面的,叫做凸面叫做凸面鏡鏡,簡稱凸鏡簡稱凸鏡. 實驗表明實驗表明,凹鏡能把射向它的平行光凹鏡能把射向它的平行光線會聚在一點線會聚在一點(圖圖5-20),這一點叫做凹這一點叫做凹鏡的鏡的焦點焦點.當太陽光會聚在焦點時當太陽光會聚在焦點時,如如果把紙片放在這里果把紙

12、片放在這里,紙片就會燒焦紙片就會燒焦. 利用凹鏡能使光會聚的性質利用凹鏡能使光會聚的性質,可以制可以制作太陽灶作太陽灶(圖圖5-21),用會聚的太陽光燒水用會聚的太陽光燒水.煮飯煮飯,既節(jié)省燃料既節(jié)省燃料,又清潔衛(wèi)生又清潔衛(wèi)生.F圖圖520 射向凹鏡的平行光線經射向凹鏡的平行光線經凹鏡反射后會聚與焦點凹鏡反射后會聚與焦點圖圖5-21 太陽灶的鍋應該太陽灶的鍋應該放在什么地方？放在什么地方？ 凹鏡的面積越大凹鏡的面積越大,能夠會聚的太陽光越多能夠會聚的太陽光越多,焦點的焦點的溫度就越高溫度就越高.大的太陽爐可以用來焊接金屬大的太陽爐可以用來焊接金屬,或是爐或是爐里的水變成蒸汽里的水變成蒸汽,推動

13、發(fā)電機發(fā)電推動發(fā)電機發(fā)電. 如果把小燈泡放在凹鏡的焦點上如果把小燈泡放在凹鏡的焦點上,燈泡發(fā)出的光燈泡發(fā)出的光經凹鏡反射后經凹鏡反射后,就成為平行光線射出就成為平行光線射出(圖圖5-22)圖從焦點射向凹鏡的光線反射后成為平行光線圖從焦點射向凹鏡的光線反射后成為平行光線 手電筒手電筒.汽車頭燈中用凹鏡汽車頭燈中用凹鏡作反射面作反射面,其作用就是放在焦其作用就是放在焦點附近的燈泡發(fā)出的光向同點附近的燈泡發(fā)出的光向同一方向近似平行地射出一方向近似平行地射出,使光使光束集中束集中,亮度大亮度大,照射的距離遠照射的距離遠(圖圖5-23,5-24).凸鏡的作用凸鏡的作用 射到凸鏡上的平行光線射到凸鏡上的平

14、行光線,經凸鏡反射后變的發(fā)散經凸鏡反射后變的發(fā)散(圖圖5-25),凸鏡對光線起發(fā)散作用凸鏡對光線起發(fā)散作用.圖汽車燈頭圖汽車燈頭光亮的金屬勺的背面可以當作凸鏡，光亮的金屬勺的背面可以當作凸鏡，用勺的背面照自己的臉（圖），用勺的背面照自己的臉（圖），你在鏡中看到的像是放大的還是縮小的？你在鏡中看到的像是放大的還是縮小的？凸鏡所成的像是縮小的，凸鏡所成的像是縮小的，但是從凸鏡中觀察到的范圍但是從凸鏡中觀察到的范圍比從大小相同的平面鏡中觀比從大小相同的平面鏡中觀察到的范圍大汽車上的后察到的范圍大汽車上的后視鏡用凸鏡，就是為了使視鏡用凸鏡，就是為了使圖凸鏡使圖凸鏡使平行光線變的發(fā)散平行光線變的發(fā)散第五

15、節(jié)第五節(jié) 照照 度度 在燈泡瓦數(shù)大小不變的條件下，怎在燈泡瓦數(shù)大小不變的條件下，怎樣放置桌面上方的照明燈，可以使桌面樣放置桌面上方的照明燈，可以使桌面更明亮些？光源到桌面的距離與桌面明更明亮些？光源到桌面的距離與桌面明亮程度有什么樣的關系？亮程度有什么樣的關系？ 光源發(fā)光的強弱是不一樣的，光源發(fā)光的強弱是不一樣的，100W的燈的燈泡比泡比25W的燈泡發(fā)出的光要強?？墒牵覀兛吹臒襞莅l(fā)出的光要強。可是，我們看書的時候，桌面在書的時候，桌面在25W臺燈的照射下，很可能臺燈的照射下，很可能比高懸在天花板的比高懸在天花板的100W吊燈照得更明亮。由吊燈照得更明亮。由此我們會想到，光照面的明亮程度和光源

16、發(fā)光此我們會想到，光照面的明亮程度和光源發(fā)光的強弱是兩個不同的概念。的強弱是兩個不同的概念。一、一、 照度照度 照度就是表示物體被照射的明亮程度的物理量。照度就是表示物體被照射的明亮程度的物理量。單位：單位：勒克斯，簡稱勒克斯，簡稱:勒勒 符號：符號：lx照度的大小可以用照度來測量。照度表見照度的大小可以用照度來測量。照度表見P75頁頁。自然界中典型情況下的照度自然界中典型情況下的照度自然界的條件自然界的條件照度照度/lx夏天中午陽光直射下的地面夏天中午陽光直射下的地面冬天中午陽光直射下的地面冬天中午陽光直射下的地面陰天（室外）陰天（室外）滿月時的地面滿月時的地面無月光只有星光時的地面無月光只

17、有星光時的地面100000100001000 0.2 0.0003 打開教室內所有照明裝置，把照度表之打開教室內所有照明裝置，把照度表之于教室中不同位置，測量其照度的大小?？捎诮淌抑胁煌恢茫瑴y量其照度的大小?？蛇x取黑板選取黑板 、窗戶附近、窗戶附近 、 教室中心以及教室教室中心以及教室內四周幾個位置作為測試點，將讀取的數(shù)據(jù)內四周幾個位置作為測試點，將讀取的數(shù)據(jù)列表記錄下來，并于下表中的指標相對照。列表記錄下來，并于下表中的指標相對照。 實實 驗驗下表是學校用房的平均照度下表是學校用房的平均照度注：表中照度指標數(shù)據(jù)是根據(jù)中華人民共和注：表中照度指標數(shù)據(jù)是根據(jù)中華人民共和國 國 家 標 準國 國

18、 家 標 準 中 小 學 建 筑 設 計 規(guī) 范中 小 學 建 筑 設 計 規(guī) 范 GB19986 列出。列出。房房 間間 名名 稱稱平均照度平均照度/lx規(guī)定照度的平面規(guī)定照度的平面普通教室、書法教室、語言教室普通教室、書法教室、語言教室音樂教室、史地教室、合班教室音樂教室、史地教室、合班教室150課桌面課桌面實驗室實驗室 、自然教室、自然教室150實驗桌面實驗桌面微型電子計算機教室微型電子計算機教室200機臺面機臺面琴房琴房150譜架面譜架面舞蹈教室舞蹈教室150地面地面美術教室、閱覽室美術教室、閱覽室200課桌面課桌面風雨操場風雨操場100地面地面辦公室辦公室 保健室保健室150桌面桌面

19、飲水處飲水處 廁所走道樓梯間廁所走道樓梯間20地面地面二、光源距離與照度二、光源距離與照度 可以作這樣的實驗：將可以作這樣的實驗：將60W白熾燈置于桌白熾燈置于桌面上，如圖面上，如圖529所示，移動照度表的感光手所示，移動照度表的感光手柄，測量距光源柄，測量距光源40cm、80cm、120cm等不同等不同位置的照度。比較測量結果可知：位置的照度。比較測量結果可知：對同一個光源來說，光源離光照面越遠，光照對同一個光源來說，光源離光照面越遠，光照面上的照度越??；光源離光照面越近，光照面面上的照度越??；光源離光照面越近，光照面上的照度越大。上的照度越大。10102020303040405050606

20、0圖圖 529 三、光照面的傾斜程度與照度三、光照面的傾斜程度與照度 把照度表的感光手柄固定在表身上，在把照度表的感光手柄固定在表身上，在保持光源與光照面距離一定的條件下，逐漸保持光源與光照面距離一定的條件下，逐漸傾斜照度表，用量角器讀取照度表背面與桌傾斜照度表，用量角器讀取照度表背面與桌面的夾角以及與之相對應的照度。面的夾角以及與之相對應的照度。比較測量結果可知：比較測量結果可知：光源與光照面距離一光源與光照面距離一定的條件下，垂直照射與斜射比較，垂直定的條件下，垂直照射與斜射比較，垂直照射的照度大；光線越傾斜，照度越小照射的照度大；光線越傾斜，照度越小。 圖圖531 給出了三種情況，如圖所

21、示：給出了三種情況，如圖所示：SA甲甲SA乙乙SA丙丙圖甲圖甲A點的照度最大，圖丙點的照度最大，圖丙A點的照度最點的照度最小。小。 你注意觀察過嗎？掛在桌子上方的白熾燈，你注意觀察過嗎？掛在桌子上方的白熾燈，照得最亮的地方是桌子的中心，桌子邊緣的明照得最亮的地方是桌子的中心，桌子邊緣的明亮程度較差。亮程度較差。 如圖如圖532 所示，白熾燈照射到桌面的光線所示，白熾燈照射到桌面的光線對桌子的中心來說是垂直照射，對邊緣來說是斜對桌子的中心來說是垂直照射，對邊緣來說是斜入射；另外，燈泡到桌子邊緣的距離也比較大。入射；另外，燈泡到桌子邊緣的距離也比較大。因此，因此，中心的照度最大；邊緣的照度最小。中心的照度最大；邊緣的照度最小。 在實際生活中，照在實際生活中，照度太弱或太強，都容易使度太弱或太強，都容易使眼睛疲勞，不利于眼睛的眼睛疲勞，不利于眼睛的保健。除合適的照度外，保健。除合適的照度外，還應注意保持照度的均勻還應注意保持照度的均勻和穩(wěn)定，忽明忽暗的光也和穩(wěn)定，忽明忽暗的光也會對人的視力產生危害。會對人的視力產生危害。圖圖532 1、光的直線傳播、光的直線傳播 光在均勻介質中沿傳播。光在均勻介質中沿傳播。 光在真空光在真空 中的速度