光的反射完整

第I課時光的反射第II課時光的折射第皿課時光的波動性第W課時光的粒子性第V課時光學(xué)實驗

【高考要求】光的直線傳播。本影和半影。（I）;光的反射，反射定律。平面鏡成像作圖法（II）?！疽娮C考題】（2004年全國理綜，17）圖中M是豎直放置的平面鏡，鏡離地面的距離可調(diào)節(jié)。甲、乙二人站在鏡前，乙離鏡的距離為甲離鏡的距離的2倍，如圖所示。二人略錯開，以便甲能看到乙的像。以l表示鏡的長度，h表示乙的身高，為使甲能看到鏡中乙的全身像，l的最小值為 （ ）A．C．B.-hA．C．2D.h【解析】方法1：如圖所示甲成像A'B',乙眼在C,若能看到甲全身像，鏡長起碼為EF,設(shè)D0=S,則B0=2S,由成像規(guī)律知，OB'=2S，根據(jù)相似三角形可得EF:A'B'二DO:DB"二S:3S二1:3二l:h方法2：如圖所示乙成像C'D'，眼像在C'。若能看到甲全身像，鏡長起碼為EF，設(shè)DO=S,由成像規(guī)律知，D'O二S則BO=2S，根據(jù)相似三角形可得EF:AB二D'O:D'O二S:(S+2S)二1:3二l:h答案應(yīng)選A【歸納】本題著重考察了平面鏡成像作圖法，解題方法非常靈活，既可以由甲成像來解，又可以由乙成像逆向思維來解。而用后者就稍簡單一些，這就需要學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中多思考，多總結(jié)?！局R鏈接】一、光的直線傳播1、光的傳播：光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。小孔成像、影子、日食、月蝕等光現(xiàn)象都是光沿直線傳播的結(jié)果。2、光在真空中的速度c=3x108m/s，在其它介質(zhì)中的速度都小于c。3、本影和半影：點光源在物體背后形成的影區(qū)是完全黑暗的，屬于本影區(qū)。如果不是點光源，則在物體背后形成的影區(qū)將有所不同。如圖所示，A區(qū)域中日光燈發(fā)出的光完全射不到，屬于半影區(qū)。B、C、D區(qū)域只能受到部分光線的照射，屬于半影區(qū)。3、光的反射平面鏡1、光的反射定律：反射光線跟入射光線和法線在同一平面上，反射光線和入射光線分別位干法線兩側(cè)，反射角等于入射角。2、平面鏡的成像特點：平面鏡是根據(jù)光的反射定律來控制光路和成像的光學(xué)器件，物體在平面鏡里成正立、等大、反序的虛像，物和像對鏡面成面對稱。在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。就是說，當(dāng)一束光沿著反射光線的反向射入時，它將沿著原入射光線的么向射出。但由于所成的像為虛像，所以，當(dāng)在虛像的位置放一個發(fā)光體時，我們無法在物體的原來位置上找到它的像。虛像并不是實際光線會聚而成的，而是反射光線的反向延長線的交集，這就是我們稱之為“虛像”的原因。3、 成像的大小與整體像的觀察范圍間的相關(guān)因素：理論上講，很小的平面鏡也能將龐然大物成像于鏡中，就是說是否成像與鏡的大小無關(guān)。然而，在平面鏡中所成的整體像是否能在某一觀測點觀測到，取決于下列諸因素，即平面鏡的大小，物體的大小，物體與平面鏡所成的角度，以及觀測點具體位置。概括起來就是，當(dāng)我們將觀測點與物體通過平面鏡所成虛像連接起來時，必然與平面鏡有交點，若所有的交點均在平面鏡上，那么，在觀測點上能看到物體的完整像；若只有部分的交點在平面鏡上，那么只有這部分能觀測到，在觀測點上能看到物體的部分像；若沒有交點，說明在觀測點無法看到物體的像。重點、難點、疑點剖析】1、光的反射定律、平面鏡成像特點的運用是重點【例1】一點光源S放在平面鏡M前不動，平面鏡跟水平方向OS成30角，如圖所示。今使平面鏡以速度v沿OS方向運動，則像的速度v'是（）A、 v'=v，沿OS方向B、 v'=v，方向垂直O(jiān)S向下C、 v'=、.：3v，沿SS'連線向S運動D、 v'=v，沿SS'連線向S運動【分析】由平面鏡的成像特點知：物和像關(guān)于平面鏡成面對稱。像距等于物距。物移動多少，像也移多少。物相對平面鏡移動的速度與物相對平面鏡移動的速度相等。【解析】平面鏡由M移到M'，移動距離為a,由對稱性可知，S'沿S'S移動距離為2a，而平面鏡沿S'S方向速度為vsin9。故像S'沿S'S方向以2vsin9速度運動，所以D選項正確。

【答案】D【歸納】此題中物垂直平面鏡的速度為vsin0，像垂直平面鏡的速度也為vsin0。在平面鏡成像特點中物像關(guān)于平面鏡成面對稱是最重要的一個特點，物相對于鏡的運動規(guī)律與物相對于鏡的規(guī)律相同。物勻速則像也勻速，物加速則像也加速；物相對平面鏡轉(zhuǎn)動則像也以同樣角速度相對平面鏡轉(zhuǎn)動。實際解題時，要注意是問關(guān)于物、像與鏡之間的問題還是物與像之間的問題。（類題演練）兩個平面鏡互成直角，入射光線AB經(jīng)過兩平面鏡反射光線為CD、AB與兩平面鏡的交線垂直，如圖所示，現(xiàn)以兩平面鏡的交線為軸，將鏡轉(zhuǎn)動10。，兩平面鏡仍保持直角，在入射光線保持不變的情況下，經(jīng)過兩次反射，反射光線為C'D'，則C'D'與CD（）A、 不重合，同向平行B、 重合C、 相交成20。角D、 相交成40。角【分析】：要找到經(jīng)過平面鏡反射后的反射光線的方向，確定的依據(jù)是反射定律。解題要遵循反射成像特點中物與像關(guān)于平面鏡對稱的觀點。【解析】當(dāng)平面鏡轉(zhuǎn)動之前，根據(jù)反射定律知：入射光線AB與反射光線和反射面成等角，即：Z1=Z2；在第二個反射面上，同樣有上述的關(guān)系，即:Z3二Z4Z2+Z3二90。，Z1+Z2+Z3+Z4二180。說明光線AB和CD是平行的。由成像規(guī)律中物像對稱知，P'相對鏡M0轉(zhuǎn)10。而P''相對鏡NO逆轉(zhuǎn)10。，二次轉(zhuǎn)動剛好抵消，P''位置未動。由于CD的反向延長線總通過P''點，由此我們可以知道，當(dāng)保持入射光線的方向不變而改變直角二面鏡的角度時，最后的出射光線必然仍與入射光線的方向平行且重合。即答案B正確。【答案】B2、光的成像作圖中求觀察范圍和區(qū)域是難點【例2】在地質(zhì)考察中發(fā)現(xiàn)一個溶洞，洞內(nèi)有一塊立于水中的礁石，如圖所示，為了能在洞外對礁石進(jìn)行觀察，必須用燈光對它照明，若利用水面反射來照明，則燈應(yīng)放在什么位置才有可能照亮全部礁石？【分析】：根據(jù)光路可逆原理，只要在洞外能觀察到礁石完整像的范圍內(nèi)打燈光，就能照亮全部礁石。先要作出礁石的像及遮擋物的像再根據(jù)一些光路控制即可。【解析】作出AB的像A'B'和遮擋物C的像C'。連接A'C'交水面于D，連接AD和BC完成光路圖。而能觀察到完整像的范圍應(yīng)當(dāng)是像A'B'和溶洞其倒影組成的相關(guān)光錐內(nèi)，即圖中的陰影部分。值得指出的是這里不是以“鏡”為界，而是以“屏障”為界構(gòu)

成的光錐?！練w納】此類題一般都會涉及到幾個物體，對研究的對象應(yīng)先作出它們的像，再根據(jù)一些光路的邊界控制來解即可。部分題可能會有幾種解法，因為求范圍有時只需作出部分物體的像就可以了。作圖時應(yīng)充分利用物像對稱，光路可逆等技巧。（類題演練）如圖所示，AB表示一平面鏡，PP是水平12放置的米尺（有刻度的一面朝著平面鏡），M、N是屏，三者互相平行。屏MN上的ab表示一條豎直的縫（即ab之間是透光的）。某人眼睛緊貼米尺的小孔S（位置見圖），可通過平面鏡看到米尺的一部分刻度。試在本題的圖上用三角板作圖求出可看到的部分，并在PP上把這部分涂以標(biāo)志12【分析】：此題涉及到兩個物體和一個平面鏡，可以只需作出一個物體的像再由邊界條件限定即可，邊界條件也就是ab對光線的限定?！窘馕觥糠椒ㄒ唬喝鬝為點光源，作出它的像S'，連接Sa交鏡于連接S'b交鏡于D，S'C、S'D交PP如圖所示。圖中它12發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后能夠照到米尺上的范圍，由光路可S逆性可知，即為人眼通過平面鏡和狹縫ab看到的范圍。S方法二：若S為點光源，作出ab的像a'b'，連接Sa交鏡于C,連接Sb'交鏡于D，a'C、Db交PP如圖所示。圖中12它發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后能夠照到米尺上的范圍，由光路可逆性可知，即為人眼通過平面鏡和狹縫ab看到的范圍。3、物動影移的問題是疑點【例3】一人自街上路燈的正下方經(jīng)過，看到自己頭部的影子正好在自己腳下。如果人以不變的速度朝前走，則他頭部的影子相對于地面的運動情況是0ABA、 勻速直線運動0ABB、 勻加速直線運動C、 變加速直線運動D、 無法確定【分析】：本題考查的主要是光的直線傳播和運動學(xué)的有關(guān)知識。該題易犯的錯誤是僅憑主觀想象進(jìn)行猜測，認(rèn)為人頭部的影子是非勻速運動，因為人運動的越遠(yuǎn)，人的影子越長，所以頭影的運動應(yīng)是加速的，而勻加速很難保證，于是認(rèn)為應(yīng)是變加速直線運動，而錯選C答案。正確的思路應(yīng)是根據(jù)光的直線傳播和幾何知識推導(dǎo)其位移或速度表達(dá)式即可得解?！窘馕觥吭O(shè)燈高為H,人高為h,如圖所示，人以速度v經(jīng)任意時間t到達(dá)位置A處。由光的直線傳OB二HbOB二Hb-OA二Hbvt故人頭影的速度v'二OBH二vt H-hhAB_OB-OAH~OB~OB播知人頭影在圖示B處，由幾何知識得：因為H、h、v都是確定的，故v'亦是確定的。即人頭影的運動就是勻速直線運動?！敬鸢浮緼【歸納】此類題都應(yīng)根據(jù)幾何知識結(jié)合運動學(xué)相關(guān)知識，推導(dǎo)其位移或速度表達(dá)式，若位移為時間的一次函數(shù)則為勻速，二次函數(shù)為勻變速。若物速為勻速，影速與物速成正比則也為勻速。關(guān)鍵在于找對應(yīng)關(guān)系。（類題演練）如圖所示，豎直墻壁前有一固定點光源S，從這點光源處水平 ’__」拋出的物體在豎直墻壁上的影子運動情況是（ ） s"■■■A.勻加速直線運動 B.自由落體運動C.勻速直線運動 D.變加速直線運動【分析】此題物體