專題復習光的反射

1、專題復習：光的反射王福星基礎(chǔ)大盤點-知識點掃描1.1.光的直線傳播（1 1）光只有在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，以光線為基礎(chǔ)，研究光的傳播和成像規(guī)律的稱幾何光學。光的傳播不像聲音，可以無需介質(zhì)，并且在真空中傳播速度為3x108m/s，在其它介質(zhì)中的速度均小于真空中的速度。（2 2 ）光線：是一種理想模型，是人為畫出的，實際不存在這種“線”。（3 3）影的形成就是因為光的直線傳播時，其中有的光線被物體遮擋，在物體后面留下的一個“暗區(qū)”。影不是像，只有物體的輪廓，而沒有物體的對應細節(jié)。日食和月食等都是影 子現(xiàn)象。（4 4 ）小孔成像也是利用光的直線傳播性質(zhì)，它是成在光屏上、倒立的實像。成像與小

2、孔 和物體距離的遠近、小孔的大小有關(guān)，小孔成的像不僅能用光屏顯示，也能用眼睛直接觀察到像。2.2.光的反射定律（1 1）理解光的反射定律，關(guān)鍵是要掌握好“三線兩角”的關(guān)系。三線是指入射光線、反 射光線和法線。兩角是指反射角和入射角。 其中法線很重要，它是入射光線與反射光線之間 的角平分線，并與鏡面垂直。光的反射定律是幾何光學的基本定律之一。（2 2）當光線垂直射到物體表面時，入射角和反射角都等于 線和法線重合，反射光線的方向和入射光線的方向相反。0 0。，這時入射光線、反射光（3 3）鏡面反射和漫反射。 利用鏡面反射和漫反射可以改變光行進的方向, 以從不同方向都能看到物體，兩種反射都遵循反射定

3、律。利用漫反射可（4 4）光路是可逆的。在光的反射現(xiàn)象中，入射光射到界面上，遵循反射定律將獲得一條確定的反射光線，但如果逆著反射光線作入射光線射到界面上，這時的反射光線正好與原來的入射光線重合，這就是光的可逆性原理。利用好光路可逆性會給解題帶來許多方便。3.3.平面鏡成像（1 1）平面鏡成像的原理。 如圖 1 1 甲所示，鏡前燭焰上的點 S S 射向平面鏡的光線， 鏡反射后進入眼睛。 由于眼睛的視覺習慣， 人們總認為進入眼睛的光線是沿直線傳播的, 此看起來就覺得這些光線好像是從它們在鏡后延長線的交點S S 射來的（圖甲），跟經(jīng)平面因S S 處真有一光源時產(chǎn)生的感覺一樣(圖乙)，SS就是 S S

4、 點在鏡中的像。因為此像不是實際光線會聚而成的，我們叫它虛像，每一條反射光線看起來都好像是從虛像點上發(fā)出的。(2)(2)平面鏡成像的特點。像、物對稱，即以鏡面為對稱軸折疊時，像與物完全重合，這 是找像的方法之一。如：池中水的深度是 2m2m,月球到地球的距離為3.8x105km，那么月球在池中的像到水面的距離是38 x105km，與水的深度是 2m2m 還是 3m3m 無關(guān)。因為平靜的水面相當于平面鏡，物到水面的距離是3.8x105km，那么像到水面的距離也是38 X io5km。(3)(3)利用平面鏡可以成像，可以改變光的傳播方向。(4)(4)“觀察平面成像”實驗中的物理方法平面鏡成像的實驗

5、是使學生認識平面鏡成像特點的關(guān)鍵。如圖2 2 那樣，在桌面上豎直放置一塊薄玻璃板，把一支點燃的蠟燭放在玻璃板前面，可以看到玻璃板后面出現(xiàn)了蠟燭的像。 另外拿一只相同的蠟燭在玻璃板后面移動，直到看上去它跟像完全重合， 后一支蠟燭的位置就是前一支蠟燭的像的位置。觀察比較蠟燭和它所成像的大?。桓淖凕c燃的蠟燭的位置，重做上面的實驗，量出每次實驗中兩支蠟燭到玻璃板的距離，并比較它們的大小。通過上面實驗很容易總結(jié)出教材中“像和物體到鏡面的距離相等”和“像與物體大小相 等”的結(jié)論，并且還可以讓學生把手放在像的火焰上感受像是“虛”像。這個實驗的設計有三個巧妙之處，體現(xiàn)出了等效轉(zhuǎn)換的物理思想。1用玻璃板替代平面

6、鏡，玻璃板既可以當平面鏡用于成像，又可以讓光線透過看到鏡后 的物體，使實驗能夠找出像到平面鏡的距離，并能比較像的大小。2把點燃的蠟燭在鏡后成的像轉(zhuǎn)換成了與它完全重合的另一只蠟燭，這樣就能真實的比 較像與物的大小和到鏡面的距離。3蠟燭的像轉(zhuǎn)換成了與它完全重合的另一只蠟燭，以實物代“虛”像，用手放到鏡后像 的火焰上，感受像是“虛”像。等效轉(zhuǎn)換方法，就是當我們沿著原來的思路不能或者不易解決問題時，等效的轉(zhuǎn)換一個“角度”進行思考，就可以解決或者比較簡單地解決問題，利用等效轉(zhuǎn)換方法最基本的一個原則是必須保持“效果相同”。為什么用薄玻璃板?用厚玻璃做這個實驗，可能會看到兩個不重合的蠟燭的像。當蠟燭火焰射出

7、的光經(jīng)玻璃 板鏡面反射而生成蠟燭的像。對厚玻璃，其前、后兩表面分別為兩個相距一定距離（玻璃板 厚度）的平面鏡，看到兩個不重合的蠟燭的像就是由厚玻璃板前、后兩個鏡面所成的蠟燭的像。4.4.球面鏡及其應用凹面鏡對光線有會聚作用，生活中的太陽灶、汽車頭燈等；凸面鏡對光線有發(fā)散作用, 機動車輛上的后視鏡，馬路拐彎處安裝的大凸鏡等。重點、難點本章重點考查用光的直線傳播規(guī)律解釋簡單現(xiàn)象和以反射定律為核心，考查“三線兩角”關(guān)系、反射類型、平面鏡成像的特點、平面鏡對光的控制作用、虛像的概念等。難點集中于 平面鏡成像的特點和平面鏡對光的控制作用。中考題型多以填空題、選擇題、作圖題等形式出現(xiàn)。更上一層樓-典型例題

8、剖析平面鏡對光的控制作用例 1.1.自行車尾燈結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3 3 甲所示，夜里，用手電筒照射尾燈， 可觀察到它的反 射效果很好。試在圖中方框內(nèi)畫出其中一條入射光線的完整的反射光路圖。3 3 乙所示，當一束光照射到一M M2上再次發(fā)生反射。根據(jù)光的解析：自行車尾燈是多組相互垂直的平面鏡組成的。如圖個反射鏡上時，光經(jīng)過平面鏡M Mi的反射光又照射到平面鏡反射定律有：4 =/2，Z3=Z4。兩個相互垂直的平面鏡組成的反射器的特點是光經(jīng)過反射器反射后沿與原方向平行的方 向反射回去 （不是沿原光路反射回去）。同學們在作圖時可能并不清楚這個特點，但如果認 真細致地根據(jù)反射定律作圖，則反射光線與原光線應

9、平行。平面鏡成像的特點例 2.2.圖 4 4 中兩條光線是由同一點光源發(fā)出經(jīng)平面鏡反射后形成的, 定光源 S S 的位置。例 3.3.把兩塊平面鏡豎直放置，并使它們鏡面間的夾角為 光源 S S,如圖 6 6，則 S S 在兩個平面鏡中總共可以成幾個像？解析：從 S S 點發(fā)出的光線射向平面鏡被反射后射入眼睛中，人即看到了 S S 點在鏡中的虛 像，由于 S S 發(fā)出的光線經(jīng)過兩鏡面的多次反射， 所以成多個像點。解決此問題， 應根據(jù)平面 鏡成像的對稱性特點，利用幾何作圖的方法找出各像點，即可得到答案。請完成光路圖，并確解析：因為每一條反射光線看起來都好像是從它的虛像點上發(fā)出的一樣，所以, 面鏡成

10、像的特點，只要反向延長兩條反射光線， 它們的交點就是 S S 點的虛像 關(guān)于鏡面的對稱點找到 S S 點的位置，由 S S、入射點二點確定出它們的入射光線，根據(jù)平S S然后根據(jù) SS 如圖5 5 所示。6060,在它們的夾角中有一點圖 5 5如圖 7 7 所示，由于平面鏡成像具有對稱性，可得S S 點在平面鏡 OMOM 中的像點 S Si，S S 點在平面鏡 ONON 中的像點 S S2,這是兩個基本像點，因為只要它們還落在另一鏡前就要反復成像。S Si點在平面鏡 ONON 中的像點 S S3,S S3在平面鏡 OMOM 中的像點 S S4,S S2在平面鏡 OMOM 中的像點 S Ss。只要

11、證明 S S4和 S S5兩點對稱,S對稱可知N 2 =N1。即 S S5是成的最后一個像，就可得出總共成5 5 個像，由 S Si與平面鏡 OMOM 在 ONON 中的像是OMOM ,由 S S3和 S Si, S S2與 S S 對稱可知，N4 = Z2,Z 3 = Z1。OMOM 關(guān)于平面鏡 OMOM 的像是上。由 S S4與 S S3，S S5與 S S2對稱可知,即為 S S5在平面鏡 ONON 中的像點。ONON，由兩平面間的夾角為 6060可知 ONON 和 ONON 在同一平面Z5=Z4，乂6=乂3，由此可知N5 =乂6，所以 S S4由以上證明可以得出： S Si、S S2、

12、S S3、S S4、S S5都在以 OSOS 為半徑，以 O O 為圓心的圓周上, 所以 S S 在平面鏡中成 5 5個像。通過以上作圖可以看到，S S 點在兩互成角度的平面鏡中成像的個數(shù)只依賴于兩鏡面的夾角，而與 S S 點在平面鏡中像的位置無關(guān)，其成像的個數(shù)公式為:n n =.=.3636L L _1_1 （其中 a a 表a示兩平面鏡的夾角）利用光的反射定律選取最佳路徑例 4.4.如圖 8 8 所示，從 A A 出發(fā)經(jīng)過平面 MNMN 上的一點到達 出，在所走的多種路徑中遵循光的反射定律的一條路徑是最短的， 明。B B 點有多種路徑可走，有人提 這種提法是否正確？并證解析：我們先按照光的

13、反射定律， 畫出從 線，作法如下：把 MNMN 當作平面鏡處理，在A A 點發(fā)出的光線經(jīng)反射后能到達B B 點的反射光MNMN 后面找到 B B 點的對稱點 BB,連接 ABAB，交MNMN 于 O O 點，再連接 OBOB,這樣 AOAO 即為入射光線，OBOB 為反射光線。由于對稱關(guān)系 OBOB =OBOB，所以AO +OB= AO+OB, A A 與 B B之間最短的距離為兩點間的直線距離，直線AB = AO+OB= AO+OB，因而題給的結(jié)論是正確的。水位監(jiān)測。根據(jù)光的反射規(guī)律， 可以監(jiān)測容器中液面的變化， 從容器中放出液體的質(zhì)量。例 5.5.如圖 9 9 所示，底面積為 1m1m2的

14、圓柱形容器裝滿水， 一光束沿 AOAO 射向水面，方向保 持不變，反射光線在水平光屏EFEF 上形成光點 Q Q。打開水閥 K K，水流出，水位下降，光點在光屏上移動。當光點移了解析：本題的關(guān)鍵是：入射光不變、反射面改變時， 出光路圖，觀察幾何圖形的關(guān)系，應用幾何知識解決水面下降的深度。(1 1)入射光線 AOAO 射到水面，水面將光線反射到 Q Q 點。反射光 OQOQ 和入射光 AOAO 滿足反 射定律，入射角為 4545,反射角也為 4545。當水面下降時，入射光線 AOAO 保持不變，入射點將隨著水面下降而移到 O O，如圖乙，由 于入射光 AOAO 沒變，入射角也沒變，故反射角也不變

15、，仍為4545,則在 O O 點反射的光線OO QQ /O/O 右移，如圖乙。(2(2)根據(jù)幾何關(guān)系， QQQQ /OP,/OP, OQ/OOQ/O Q Q,所以 OPOP= QQQQ = 20cm20cm。也OOP是等腰直角三角形，所以O M=丄0P = 10cm2所以當光斑在 EFEF 上向右移動 20cm20cm 時，水面將下降 10cm10cm。容器中流出的水的質(zhì)量反射光的光路圖怎樣變化，要能畫= 1.0 xi03kg/m3m2xo.1m=100kg用光的反射解釋生活中的現(xiàn)象例 5.5.小明在聽講座時，想把銀幕上用投影儀投影的彩色幻燈片圖像用照相機拍攝下來。 由于會場比較暗，他使用了閃

16、光燈，這樣拍攝出來的照片（）A.A.反而看不清投影到銀幕上的圖像，倒是把銀幕上的一些污漬拍出來了;B.B.色彩鮮艷，比不用閃光燈清楚多了;C.C.色彩被“閃”掉了，拍到的僅有黑色的字和線條;D.D.與不用閃光燈時效果一樣，因為拍攝的是銀幕上的像，而不是實際的景物。解析：閃光燈的光照射在物體上，可以使物體表面的亮度增大，但閃光燈的光照到銀幕 上后，只能增加銀幕的亮度， 而不能增加圖像的亮度， 相反圖像的亮度和清晰度會明顯減弱， 而銀幕上的污漬更加清晰了， 銀幕上黑色的字和紙條實際上 即黑暗區(qū)域，被閃光燈的光照射后， 銀幕上亮度增大后，“影A A。解析：由于水面總是水波起伏，好像有許多趨向不同的平

17、面鏡組成一樣，電燈在每一個 小平面鏡內(nèi)都成一個像，這些像組合起來，看上去就像一條光柱。閱讀題例 7.7.自行車的尾燈與光的逆向反射自行車上都有一個小小的紅色尾燈，它不僅僅是裝飾品，更重要的在于它是夜間汽車的 安全指示燈。在夜間行車時，它能把來自后面的光，沿原來路徑反射回去，車后的人能清楚 地看到尾燈反射的紅光，從而了解自行車行駛情況，防止追尾相撞，發(fā)生危險，這是利用了 光的逆向反射原理。光的逆向反射又稱再歸反射，它和我們熟知的鏡面反射、漫反射不同，能使光線沿原來路徑反射回去。由紅色塑料制成的自行車尾燈，其外表是平面，在此塑料平面的背面（即向 著自行車前方的一面） 上凸起許許多多整齊排列的直角錐

18、棱鏡，每個直角錐棱鏡相當于三個相互垂直的平面鏡。這種特殊的設計，使得在夜間，汽車燈光照在它上面時無論入射方向如 何，反射光都能返回汽車，光強遠大于一般的漫反射光，像發(fā)光的紅燈，足以使司機觀察到,保證了行車安全。19691969 年，阿波羅 1111 號首次將一百塊直角錐棱鏡組成的反射器送上月球， 用它反射來自地面的激光，方便準確地測量了月球與地球之間的距離。根據(jù)光的逆向反射原理，公路兩旁的各種交通知識標志和符號是由逆向反光薄膜制成的。 這種逆向反光薄膜，由透明保護層、單層排列的超微玻璃珠（直徑為404m左右的空心玻璃 珠）、反光層、膠合層等組成。白天通過對陽光的鏡面反射和漫反射，司機可以看清楚

19、這類 交通標志和符號。夜間在汽車燈光照射下，光線沿原路徑返回，標志十分明亮，司機在幾百所以反而看不清銀幕上的圖像， 即是投影片上不透明體的影子， 子”（黑字）自然消失了。答案例 6.6.在江邊觀察夜景時， 柱，為什么？常常會看到對岸上的路燈在江中的像不是一盞燈,而是一條光米外即可看清它?，F(xiàn)在，這種逆向反光薄膜的透明保護層已做成白、黃、紅、橙、藍、綠燈 多種顏色，在車燈的照射下，可呈現(xiàn)色彩綺麗的各種交通標志、廣告等。根據(jù)上述短文回答下列問題這種再歸反射現(xiàn)象，除了文章中介紹的以外，在生活中還有哪些應用?（1 1）能使入射光線反射后沿原來路徑反射回去的現(xiàn)象。交通指示燈、汽車牌照、交通標志牌、交通警察

20、背帶等。光現(xiàn)象在生活中極為普遍，我們都有比較豐富的感性認識，但要從現(xiàn)象中得到規(guī)律、用 所學知識解決實際問題，還有一個過程，還需要一個知識和能力的升華。沙場秋點兵-中考命題新動向光的反射部分的試題以反射定律為核心，主要集中于平面鏡成像的特點和平面鏡對光的 控制作用。例 1.1.（20052005 年，濱州市）只要你平時在馬路上稍微注意一下就會發(fā)現(xiàn)，除了大型客車外，絕大多數(shù)汽車前窗都是傾斜的，你能用光學的原理解釋這一情況嗎？解析：如圖所示，當汽車的前窗玻璃傾斜裝置時，車內(nèi)乘客經(jīng)過玻璃反射成的像在車的 上方，而路上的行人是不可能出現(xiàn)在上方的空中的，這樣就將車內(nèi)乘客的像與路上的行人分離開來，司機就不會

21、出現(xiàn)錯覺。尤其在夜間行車，車內(nèi)開燈，造成外暗內(nèi)亮的時候，防止這 種錯覺，十分必要。而大型客車較大，前窗離地面要比小汽車高的多，即使前窗玻璃豎直安 裝，像是與窗同高的，而路上的行人不可能出現(xiàn)在這個高度，所以司機也不會將乘客在窗外成的像與路上的行人混淆。例 2.2.（20052005 年，包頭市）有一種液面微變監(jiān)視器，基本結(jié)構(gòu)原理如圖所示，光束發(fā)射器始終以一定角度向被監(jiān)視的液面發(fā)射一束細光；光束經(jīng)液面反射，其反射光被水平放置的平面光電轉(zhuǎn)換接受器接受，再通過顯示器顯示出來。若反射到光電轉(zhuǎn)換接受器的光點由S Si移到 S S2,則表明被監(jiān)視的液面 _ ,若接受器上接受到的光點由S S2移到 S S3,

22、則說明被監(jiān)視的液面 _（選填“上升”或“下降”）(1)(1)談一談什么是再歸反射?解析:解析：本題把光的反射知識放到了學生熟悉的真實情境中來考查，不僅考查學生解決實 際問題的能力，還能激發(fā)學生學習物理的興趣。依題意，液面的變化并不改變?nèi)肷涔獾膫鞑シ较?，如圖，即可從圖上看出反射到光電轉(zhuǎn)換接受器的光點由S Si移向 S S2，表明被監(jiān)視的液面上升；接受器上接受到的光點由S S2移到 S S3,說明被監(jiān)視的液面下降。例 3.3.（20052005 年，莆田市）20052005 年春節(jié)晚會上，一群風華少女用精美絕倫的舞蹈把我國佛文化中的“千手觀音”演繹得淋漓盡致，給人以美的熏陶，善的啟迪。（1 1 ）

23、如圖所示，觀眾看不見邰麗華（領(lǐng)舞者）身后站著的其他舞蹈者，這是因為光的的緣故。（2 2 ）佛光普照，梵音如絲，聆聽脫俗樂音，我們能分辨出究竟是何種樂器在發(fā)聲，因為 不同的樂器發(fā)聲，其_是不同的。（填“音調(diào)”、（3 3）舞臺上云霧繚繞，宛如天庭，它們是固態(tài)二氧化碳的水蒸氣遇冷_ 而產(chǎn)生的效果。（填物態(tài)變化）（4 4）聾啞少女聽不清聲音， 她們是如何感知音樂節(jié)奏的？訓練中，技術(shù)人員通過加大音量，使音箱、舞臺產(chǎn)生 _，從而使靠在音箱上或站在舞臺上的聾啞少女感覺到音樂節(jié)奏的變化。解析：本題背景新穎，給人眼前一亮的感覺，同時既考查了聲現(xiàn)象中“樂音的三個特征： 音調(diào)、響度、音色”和“發(fā)聲的物體都在振動”知

24、識點，又考查了“光沿直線傳播和物態(tài)變 化”知識點。（1 1）觀眾看不見邰麗華（領(lǐng)舞者）身后站著的其她舞蹈者，這是因為光的直 線傳播的緣故，領(lǐng)舞者擋住了其他演員。（2 2）為演員伴奏并使我們有美好享受的音樂是多種樂器的合奏，而我們能分辨出究竟是何種樂器在發(fā)聲，因為不同的樂器發(fā)聲音色不同。（3 3）舞臺上云霧繚繞，宛如天庭，它們是固態(tài)二氧化碳升華時吸熱導致空氣中的水蒸氣遇冷液化 而產(chǎn)生的效果。（4 4）因為發(fā)聲的物體都在振動，所以訓練中，技術(shù)人員通過加大音量，使 音箱、舞臺產(chǎn)生振動，從而使靠在音箱上或站在舞臺上的聾啞少女感覺到音樂節(jié)奏的變化。例 4.4.（20052005 年，云浮市）小宇同學在家中閣樓上有一個小型物理實驗室，如圖所示，但他每次做光學實驗時就感到很麻煩，因為需要跑到有天窗的一間，請你用平面鏡幫他將陽光引到實驗室并使陽光垂直射到實驗臺的臺面上，要求在圖中畫出平面鏡及其中一條光線，用箭頭標出光線方向。“音色”或“響度”）時吸熱導致空氣中曰，解析：本題是依據(jù)光的反射定律進行作圖的實際應用題。對光的反射定律應理清這幾條 結(jié)論：法線始終與鏡面