實驗3 探究光的反射定律實驗

1、人射光線實驗三、探究光的反射定律實驗剖析【實驗?zāi)康摹刻骄抗獾姆瓷湟?guī)律?！驹囼炂鞑摹?平面鏡1個。激光筆1個，帶刻度的硬紙光屏1個，水槽一個，支架1對，夾子1個?！緦嶒灢襟E】反射光能o平面鏡按要求組裝器材。將平面鏡水平放置，然后把一塊標有刻度的白色硬紙板豎直放置在平面鏡上；用激光筆射出一束激光，用筆記下入射光線和反射光線的位置，并在刻度光屏上讀出入射角和反射角的 度數(shù)，記錄在表格中。重復(fù)實驗兩次。改變?nèi)肷涔獾姆较颍鄿y幾組入射角和發(fā)射角，并將有關(guān)數(shù)據(jù)填入下表。將光屏向前或向后折，觀察反射光線。整理器材?！緦嶒炗涗洝看螖?shù)入射角i反射角r【實驗結(jié)論】1、在反射現(xiàn)象中，.入射光線、反射光線、法線 在同

2、一平面內(nèi)；2、入射光線和反射光線分居法線兩側(cè);3、反射角.等于入射角。4、反射過程中光路是可逆的。【實驗補充】1、以法線ON為軸，將硬紙板的B面向后旋轉(zhuǎn)，這時在B面上觀察不到反射光線，證明三線共面；通 過比較入射角和反射角的大小關(guān)系可以證明反射角等于入射角；反射光線和入射光線對稱，并且對稱還意 味著分居法線兩側(cè)。2、反射定律是用來確定反射光線位置的，對應(yīng)每一條確定的入射光線而言，反射光線是唯一的。3、如果光線垂直射向平面鏡，入射角為0o,反射角為0o，入射光線、反射光線、法線重合?！究键c方向】1、光的反射定律是:“共面”、“兩側(cè)”、“等角”、“可逆”。2、顯示光路：光屏表面粗糙，可以通過漫反射

3、顯示光的傳播徑跡，操作時要求入射光線要貼著光屏 入射；也可以通過煙霧等手段顯示光路。3、驗證共面：光屏 可折轉(zhuǎn)的作用是驗證反射光線、入射光線和法線是否在同一平面內(nèi) （三線共面）。將光屏折轉(zhuǎn)后不能觀察到反射光線，這說明反射光線、入射光線和法線在同一平面上。4、探究等角：要 改變?nèi)肷浣牵ɑ蛉肷涔饩€的方向）多次測量 ，探求規(guī)律，使結(jié)論具有普遍性 。注意反射角和入射角都是光線與法線 的夾角，不是光線與平面鏡的夾角。5、光路可逆：光的直射、反射、折射都具有可逆性。6、如果想探究反射光線與入射光線是否在同一平面內(nèi)，應(yīng)如何操作？將紙板沿中軸ON向后折，觀察在紙 板B上是否有反射光線。7、如果讓光線逆著OF的

4、方向射向鏡面，會發(fā)現(xiàn)反射光線沿著OE方向射出，這表明：在反射現(xiàn)象中，光路 是可逆的8、理想模型法：用帶箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向。9、量角器的作用：測量反射角和入射角的大小10、從紙板不同方向都能看到光的傳播路徑原因是：光在紙板上發(fā)生了漫反射。11、多次改變?nèi)肷浣谴笮〔⑦M行多次實驗的目的：保證實驗結(jié)論具有普遍性。經(jīng)典母題利用如圖裝置進行探究光的反射規(guī)律實驗.（1）讓一束光貼著紙板A沿EO方向射向鏡面，在紙板B上可看到光線沿OF方向射出，在紙板上用筆描出 光線EO和OF的軌跡，則EO與垂直鏡面的直線ON的夾角i是（填“入射角”或“反射角”），如 果讓一束光從A沿FO方向射向鏡面，在紙板 B

5、上可以看到光線沿 方向射出，由此可以證 明。（2）多次改變?nèi)肷浣堑拇笮。瑴y得實驗數(shù)據(jù)如下表.5050分析數(shù)據(jù)可得：反射角(填“大于“小于，或“等于”)入射角：當入射角變大時，光線OF(填“遠離”或“靠近”)直線ON.在上一步操作中多次改變?nèi)肷浣堑拇笮～@得多組數(shù)據(jù)的目的是：。以直線ON為軸線.把紙板B向前或向后折，在紙板B上(填“能”或“不能”)看到反射光 線OF，由此說明反射光線、入射光線與法線在(填“同一”或“不同”)平面內(nèi)。實驗中，從教室各個方向都能觀察到粗糙紙板表面反射的光線，這種反射屬于(填“鏡面反 射”或“漫反射”)，其中選擇粗糙紙板的目的 。粗心的小明在實驗中，記錄的其中一組入射角

6、和反射角度數(shù)分別為30。和60，與光的反射規(guī)律不 符，請你指出其中的原因：。實驗中若將紙板左側(cè)部分向后傾斜，則沿EO的入射光線鏡反射后會從 (選填“紙板前面、 紙板上或紙板后面”)射出?！敬鸢浮咳肷浣?；OE；光路是可逆的；等于；遠離；避免實驗偶然性，得出普遍規(guī)律。不能；同一；漫反射；通過漫反射更清晰地顯示光傳播的路徑。錯把反射光線和鏡面之間的夾角看作反射角。紙板前面?！窘馕觥縀O為入射光線、垂直鏡面的直線ON為法線，EO與ON的夾角1是入射角；光路是可逆的。分析表中的數(shù)據(jù)可知，反射角等于入射角；當入射角變大時，反射角也變大，故光線)F遠離法線ON；多次改變?nèi)肷浣悄艿贸龆嘟M數(shù)據(jù)，可以避免實驗的偶

7、然性，更能得出光反射的普遍規(guī)律。把紙板B向前或向后折時，在紙板B上不能看到反射光線OF，說明反射光線、入射光線與法線在同一 平面內(nèi)；從教室各個方向都能觀察到粗糙紙板面反射的光線，這種反射屬于漫反射；粗糙的紙板能通過漫反射 更為清晰地顯示光的傳播路徑，便于實驗觀察和測量。反射角與入射角不是相等而是互余的關(guān)系，說明錯把反射光線和鏡面之間的夾角看成反射角了。實驗中要將紙板豎直放置才會可以驗證三線共面，如果向后傾斜一定角度，則根據(jù)反射定律可知，反 射光線會從紙板前面射出。真題演練練習(xí)1： (2020 福建)用如圖所示裝置探究光的反射定律，白色硬紙板EF垂直于平面鏡放置，能沿ON 折轉(zhuǎn)，ON垂直于平面鏡

8、。123456入射角i153045607080反射角r153045607080讓人射光貼著紙板EF沿AO射向平面鏡上的O點，觀察反射光的方向。多次改變?nèi)肷涔獾姆较?，觀察并描繪光的徑跡，量出入射角i和反射角，記錄如上表。比較r和i。可以得出：光反射時，反射角人射角;紙板EF右側(cè)沒有沿ON折轉(zhuǎn)時，能觀察到反射光，有折轉(zhuǎn)時，觀察不到反射光，說明光反射時，反射光 線、人射光線和法線在；將一束光貼著紙板EF沿BO射到O點，光沿圖中的OA方向射出，說明光反射時，光路是 的；由于光在紙板上發(fā)了 (選填“鏡面反射”或“漫反射”)，所以從不同方向都可以觀察到光在紙 板上傳播的徑跡。【答案】(1)等于；(2洞一平

9、面內(nèi)；(3)可逆；(4)漫反射；【解析】由表中反射角和入射角的度數(shù)，可得反射角等于入射角。紙板EF右側(cè)沒有沿ON折轉(zhuǎn)時，能觀察到反射光，有折轉(zhuǎn)時，觀察不到反射光，是因為折轉(zhuǎn)時左右兩側(cè) 不在同一平面，說明在光的反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。將一束光貼著紙板EF沿BO射到O點，光沿圖中的OA方向射出，可知將反射光線改為入射光線，光路 圖照樣成立，這表明：在光的反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。實驗時從不同方向都可以觀察到光在紙板上傳播的徑跡，是由于紙板表面凹凸不平，光在這里發(fā)生了漫 反射的緣故。練習(xí)2： (2020 龍東)(1)在“探究光的反射規(guī)律”的實驗中，小亮進行如圖甲所示的實驗，

10、讓一束光 EO貼著紙板射到平面鏡上，將紙板沿ON向后折，此時在NOF面上看不到反射光線，如圖乙所示。此實 驗現(xiàn)象說明。在甲圖中如果讓光線逆著OF的方向射向鏡面，會看到反射光線沿著OE方向射出， 這表明。如圖丙所示是小亮同學(xué)“探究平面鏡成像特點”的實驗裝置，平面鏡成像的原理是。在豎立 的玻璃板前A處放一支點燃的蠟燭，可以看到玻璃板的后面出現(xiàn)蠟燭的像，拿一支大小和點燃蠟燭相同的 蠟燭在玻璃板后面移動，當移動到A處時，可以看到它跟像完全重合。由此可以得出的結(jié)論 。經(jīng)過三次實驗后，在白紙上記錄像與物的對應(yīng)點如圖丁所示，用刻度尺分別測出其到玻璃板的距離，并進行比較，進一步分析得出結(jié)論。用玻璃板代替平面鏡

11、的原因是，便于研究平面鏡的成像特點?！敬鸢浮抗夥瓷鋾r，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；光反射時，光路是可逆的;光的反射；像與物體大小相同；像到鏡面的距離等于物體到鏡面的距離；玻璃板既能反射光線，又能透過光線?！窘馕觥坑捎诜瓷涔饩€、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)，當紙板沿ON向后折后，兩塊紙板不在同一平面上， 所以在NOF面上就看不到反射光線了，因此這個現(xiàn)象說明了：反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)。 如果讓光線逆著OF的方向射向鏡面，這時的入射角為原來的反射角，根據(jù)光的反射定律，反射角等于入射 角，這時的反射角為原來的入射角，所以會發(fā)現(xiàn)光線原路返回，也就是說，在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的

12、。平面鏡成像的原理是光的反射；完全一樣的蠟燭是為了比較物體與像的大小關(guān)系。用完全相同的物體代替，這種實驗方法叫等效代替法， 小明拿一支大小和點燃蠟燭相同的蠟燭移動到A處時，它跟像完全重合，這說明蠟燭A就是蠟燭A在 平面鏡中所成的像，又因為兩支蠟燭大小相同，實驗現(xiàn)象說明平面鏡所成的像的大小與原物體大小相等； 用刻度尺分別測出其到玻璃板的距離，并進行比較可知，這兩個距離是相同的，這表明：像到鏡面的距離 等于物體到鏡面的距離；在實驗中用玻璃板代替平面鏡，主要是利用玻璃的透光性，可以觀察到玻璃板的另一側(cè)，便于確定像的位 置。故答案為：(1)光反射時，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；光反射時，光路

13、是可逆的；(2) 光的反射；像與物體大小相同；像到鏡面的距離等于物體到鏡面的距離；玻璃板既能反射光線，又能透過 光線。練習(xí)3： （2020 天水）“探究光的反射規(guī)律”的實驗裝置如圖甲所示，平面鏡放在水平桌面上，標有刻度 （圖中未畫出）的白色紙板ABCD能繞垂直于CD的ON軸翻轉(zhuǎn)，在紙板上安裝一支可在紙板平面內(nèi)自由移動 的激光筆。甲Z（1）實驗前，應(yīng)將紙 放置平面鏡上；移動激光筆，使入射光束繞入射點o沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，可觀察到反射光束沿時針方向轉(zhuǎn)動；（2）移動激光筆，使入射角為45，測得反射角也為45，由此就得出“光反射時，反射角等于入射角” 的結(jié)論你認為有何不妥之處？ ；（3）如圖乙所示，將紙

14、板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上均無反射光束呈現(xiàn)此現(xiàn)象說明 了： ；（4）在圖甲中，若將紙板（連同激光筆）繞CD向后傾斜，此時反射光束 （選填字母符號）。A.仍在紙板上呈現(xiàn)B.被紙板擋住 C.在紙板前方（5）實驗結(jié)束后，同組的小明和小剛都想從鏡子中看到對方的眼睛，而不想讓對方看到自己的眼睛，結(jié)果他倆誰都沒有能做到，你認為沒有能做到的原因是。【答案】（1）垂直；順；（2） 一次實驗得到的結(jié)論具有偶然性；（3）反射光線、入射光線和法線在同一 平面內(nèi)；（4） C；（5）反射時，光路是可逆的?！窘馕觥浚?）白色紙板ACDB應(yīng)垂直放置于平面鏡上，這樣反射光線才可以在硬紙板上呈現(xiàn)；如圖甲，移動

15、激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，則入射角增大，反射角也增大，則反射 光線會遠離法線，即反射光線將會順時針轉(zhuǎn)動；（2）因為一次實驗具有有很大的偶然性，所以不能只由一組數(shù)據(jù)就得出結(jié)論，應(yīng)改變?nèi)肷浣堑亩葦?shù)進行多 次實驗。（3）如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上均無反射光束呈現(xiàn)。此現(xiàn)象說明 了反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；（4）在圖甲中，若將紙板（連同激光筆）繞CD向后傾斜，而法線始終垂直于平面鏡，則反射光線、入射 光線、法線所在的平面也垂直于平面鏡，所以可知反射光束在紙板前方，故應(yīng)選C。（5）因為反射時，光路是可逆的，所以小明和小剛都能從鏡子中看到對方

16、的眼睛，而不想讓對方看到自己 的眼睛是做不到的。故答案為：（1）垂直；順；（2）一次實驗得到的結(jié)論具有偶然性；（3）反射光線、入射光線和法線在同 一平面內(nèi)；（4）C；（5）反射時，光路是可逆的。練習(xí)4： （2020 湘潭）用如圖1所示的裝置探究光的反射規(guī)律，實驗數(shù)據(jù)如下表:/平面鏡/ / /次數(shù)1234Zi30405060Zr30405060（1） 圖表中匕表示 （選填“入射”或“反射”）角。（2） 分析實驗數(shù)據(jù)可知：反射角 （選填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。（3） 紙板ENF是用兩塊紙板連接起來的。如圖2,把紙板NOF向后折，光沿EO入射在紙板NOF上（選 填“能”或“不能”）看到

17、反射光線。這說明在光的反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面 內(nèi)。（4） 在圖1中，當光沿FO的方向射向O點時，光會沿著OE的方向射出，說明在反射現(xiàn)象中光路 的?！敬鸢浮浚?）反射；（2）等于；（3）不能；（4）可逆。【解析】（1）垂直鏡面的是法線，射向鏡面的光線為入射光線，入射光線與法線的夾角是入射角，由圖1知，OF 為反射光線，匕r是反射角；（2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：反射角等于入射角；（3）把紙板NOF向前折或向后折，光沿EO入射在紙板NOF上，在紙板NOF上不能看到反射光線，由此 得出結(jié)論：反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；（4）讓光沿著FO的方向射向O點，反射光會沿

18、著OE方向射出，這表明，在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。 故答案為：（1）反射；（2）等于；（3）不能；（4）可逆。練習(xí)5： （2020 河北）在“探究光的反射定律”的實驗中，平面鏡水平放置，白色紙板豎直立在平面鏡上，紙板由E、F兩部分組成，可繞豎直接縫0N翻轉(zhuǎn)，如圖1所示。圖1圖Z實驗次數(shù)入射角反射角130302454536060（1）實驗中還需要的器材是：、激光筆、鉛筆。（2）將一束光貼著紙板E沿AO射到O點，紙板F上會顯示出反射光束OB：為探究反射光和入射光是否在 同意平面內(nèi)，下一步的操作是：。（3）使光束乙不同角度入射進行試驗，測量數(shù)據(jù)如上表所示，由此可得：在反射現(xiàn)象中，。（4）如圖2所示

19、，已知入射光線與反射光線的夾角為90，請在圖中畫出平面鏡的位置丙標出反射角的度數(shù)。【答案】（1）量角器；（2）將紙板F沿ON向后折（向前折），看其上是否有反射光線；（3）反射角等于入射角；（4）見下圖。【解析】（1）因為實驗時為了驗證光的反射定律，需要測量反射角和入射角的度數(shù)，所以必須有量角器；（2）將紙板F沿ON向后折（向前折），看其上是否有反射光線，轉(zhuǎn)動后，若不能看到反射光線，說明反射 光線與入射光線是在同一平面內(nèi)；（3）使光束以不同角度入射進行實驗，由表格中的數(shù)據(jù)可知，反射角始終等于入射角；（4）已知入射光線與反射光線的夾角為90,由光反射定律知，反射角等于入射角，則反射角等于1X90=

20、45，所以先做出反射光線與入射光線的夾角的平分線，然后再過入射點作這 個角平分線的垂 線即為平面鏡的位置，入射角為入射光線與法線的夾角，反射角為反射光線與法線的夾角。如圖故答案為：（1）量角器；（2）將紙板F沿ON向后折（向前折），看其上是否有反射光線；（3）反射角等 于入射角；（4）見上圖。練習(xí)6：（2019蘇州）“探究光的反射規(guī)律”的實驗裝置如圖甲所示平面鏡放在水平桌面上，標有刻度（圖 中未畫出）的白色紙板ABCD,能繞垂直于CD的ON軸翻轉(zhuǎn)，在紙板上安裝一支可在紙板平面內(nèi)自由移動的 激光筆。（1）實驗前，應(yīng)將紙板 放置于平面鏡上移動激光筆，使入射光束繞入射點O沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，可觀察到反

21、射光束沿 時針方向轉(zhuǎn)動；（2）移動激光筆，使入射角為45，測得反射角也為45 .由此就得出“光反射時，反射角等于入射角” 的結(jié)論你認為有何不妥之處？ ； （3）如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上均無反射光束呈現(xiàn)。此現(xiàn)象說明 了： ；（4）在圖甲中，若將紙板（連同激光筆）繞CD向后傾斜，此時反射光束。A.仍在紙板上呈現(xiàn)B.被紙板擋住C.在紙板前方【答案】（1）垂直；順；（2） 一次實驗得到的結(jié)論具有偶然性；（3）反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；（4） C?！窘馕觥浚?）白色紙板ABCD應(yīng)垂直放置于平面鏡上，這樣反射光線才可以在硬紙板上呈現(xiàn)；如圖甲，移動激光筆，使入

22、射光束繞入射點O沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，則入射角增大，反射角也增大，則反射 光線會遠離法線，即反射光線將會順時針轉(zhuǎn)動；（2）因為一次實驗具有有很大的偶然性，所以不能只由一組數(shù)據(jù)就得出結(jié)論，應(yīng)改變?nèi)肷浣堑亩葦?shù)進行多 次實驗。（3）如圖乙所示，將紙板右半部分繞ON向后翻轉(zhuǎn)任意角度，發(fā)現(xiàn)紙板上均無反射光束呈現(xiàn)。此現(xiàn)象說明 了反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；（4）在圖甲中，若將紙板（連同激光筆）繞CD向后傾斜，而法線始終垂直于平面鏡，則反射光線、入射 光線、法線所在的平面也垂直于平面鏡，所以可知反射光束在紙板前方，故應(yīng)選C。練習(xí)7： （2019-懷化）如圖是探究光的反射規(guī)律的實驗裝置圖，其中ABCD是白色硬紙板制成的光屏，并能 沿ON折轉(zhuǎn)，ON垂直于CD。實驗次數(shù)1234人射角203儼-IUn50a反射俐203()u4( r（1）實驗時，將光屏 放置在平面鏡上，讓一束光緊貼光屏射向平面鏡上的O點，可在光屏上看到反射光線.如圖甲所示；將光屏右半部分向后折轉(zhuǎn)一定角度，光屏上看不到反射光.如圖乙所示，說明反射光 線