第四單元《光現(xiàn)象》2.光的反射定律和折射定律八年級物理上冊（人教版）

2.光的反射定律和折射定律第四單元光現(xiàn)象1.通過實驗探究認識光反射的規(guī)律，了解法線、入射角和反射角的含義。2.通過實驗了解反射現(xiàn)象中光路的可逆性。3.通過身邊的事例和實驗現(xiàn)象，能區(qū)分鏡面反射和漫反射。4.知道光在發(fā)生折射時，光路是可逆的。5.能夠利用所學(xué)知識解釋生活中的折射現(xiàn)象。一、問題導(dǎo)入把一束激光照射到平面鏡上，請問:反射的光去哪里了?在天花板上找到了反射光的光點。用兩支能發(fā)出不同顏色光的激光筆，沿著不同的角度照射到平面鏡上，請問:你能分清天花板上哪個光斑對應(yīng)哪支激光筆嗎?1.一點：入射點(O)：入射光在反射面上的投射點；2.三線：入射光線(AO)：投射到反射面的光線；反射光線(OB)：經(jīng)反射面反射出的光線；法線(ON)：過入射點，與反射面垂直的直線；3.兩角：入射角(i)：入射光線與法線之間的夾角；反射角(r)：反射光線與法線之間的夾角。知識點一、與光的反射有關(guān)的概念OABN入射光線反射光線法線⌒i入射角r⌒反射角4.注意：(1)反射角和入射角都是光線與法線的夾角，而不是光線與反射面的夾角。(2)反射光線與入射光線是真實存在的，是可以看見的，用帶箭頭的實線表示；法線則是人們?yōu)檠芯糠瓷洮F(xiàn)象而引入的一條位置參考線，所以在畫光路圖時，總是用虛線表示法線。【提出問題】光反射時遵循什么規(guī)律【猜想與假設(shè)】反射光線與人射光線是否在同一平面內(nèi)？反射角與人射角存在什么關(guān)系？【設(shè)計與進行實驗】(1)把一個平面鏡放在水平桌面上，紙板ENF豎直地立在平面鏡上,紙板上的直線ON垂真于鏡面(如圖甲所示)；

甲知識點二實驗：探究光的反射歸律(2)使一束光緊貼著紙板沿某一個角度射到0點,經(jīng)平面鏡反射,沿另一個方向射出,在紙板上用筆描出入射光EO和反射光OF的徑跡；知識點二實驗：探究光的反射歸律(3)改變光束入射的角度,重做兩次實驗,換另外兩種顏色的筆記錄光的徑跡；(4)取下紙板,用量角器量出ON兩側(cè)的∠i和∠r,將數(shù)據(jù)記錄在下表中；知識點二實驗：探究光的反射歸律實驗次序∠i∠r125o25o240o40o367o67o(5)把紙板NOF向前折或向后折(如圖乙所示),觀察能否在紙板上看到反射光線；

乙(6)將紙板NOF調(diào)整到與紙板EON在同一平面內(nèi)，讓光逆著反射光的方向射到鏡面的0點，觀察反射光線的位置，記錄光的徑跡。知識點二實驗：探究光的反射歸律【分析與論證】從實驗數(shù)據(jù)可以看出，無論如何改變光束的入射角度,ON兩側(cè)的∠i和∠r始終相等；從實驗現(xiàn)象可以看出,把紙板NOF向前或向后折轉(zhuǎn)，紙板上均看不到反射光線。【得出結(jié)論】在反射現(xiàn)象中，反射光線、人射光線和法線在同一平面內(nèi)；反射光線、入射光線分別位于法線兩側(cè)；反射角等于入射角，這就是光的反射定律；在反射現(xiàn)象中，光路可逆。知識點二實驗：探究光的反射歸律【評估與交流】(1)畫光的徑跡時，應(yīng)將光對著0點入射，分別在入射光線和反射光線的徑跡上點上EF點，用直尺連接EO和OF即是入射光線和反射光線。 (2)為了在紙板上顯示入射光和反射光的徑跡，需將激光筆緊貼紙板，并且紙板要與鏡面垂直。知識點二實驗：探究光的反射歸律典例精析

典例1．（2023·四川眉山·統(tǒng)考中考真題）同學(xué)們利用圖甲所示的器材（紙板F可繞ON翻折）探究光的反射定律。（1）圖乙中，用激光筆沿AO方向入射，當(dāng)入射光線與平面鏡夾角為60o時，入射角大小為

；再將紙板F繞ON向后折，紙板F上

（選填“有”或“沒有”）反射光線，這一步驟的目的是探究反射光線、入射光線、法線

；沒有在同一平面內(nèi)30o典例精析

（2）圖乙中，若讓另一束光線沿方向射向平面鏡，反射光線沿方向射出，這一現(xiàn)象說明

；（3）為了得到“反射角等于入射角”這一普遍規(guī)律，接下來的操作是改變

，多次實驗；（4）圖丙中，保持入射光線AO不變，將平面鏡繞入射點旋轉(zhuǎn)，使入射角增大10o，則反射光線偏轉(zhuǎn)的角度為

?！窘馕觥浚?）[1]圖乙中，用激光筆沿AO方向入射，當(dāng)入射光線與平面鏡夾角為60o時，入射角大小為90o-60o=30o。[2]再將紙板F繞ON向后折，紙板F與入射光線不在同一平面上，不能顯示反射光線，即此時紙板F上沒有反射光線。光路可逆入射角20o典例精析

[3]改變紙板F的位置，是為了探究反射光線、入射光線、法線在同一平面上。（2）[4]光線從AO入射，從OB射出，圖乙中，若讓另一束光線沿BO方向射向平面鏡，反射光線沿OA方向射出，這一現(xiàn)象說明光路可逆。（3）[5]為了得到“反射角等于入射角”這一普遍規(guī)律，接下來的操作是改變?nèi)肷涔饩€的入射角度，即改變?nèi)肷渖浣牵啻螌嶒?，得出實驗結(jié)論。（4）[6]反射角等于入射角，入射角增大10°，偏轉(zhuǎn)的角度為20°。牛刀小試

1．（2023·遼寧沈陽·統(tǒng)考模擬預(yù)測）在“探究光的反射時的規(guī)律”的實驗中，小明設(shè)計了如圖所示的實驗。他把一個平面鏡放在水平桌面上，再把一個可旋轉(zhuǎn)的光屏（如圖甲所示，光屏的兩部分均可繞軸旋轉(zhuǎn)）豎直立在平面鏡上。（1）實驗中光屏E是用來呈現(xiàn)入射光線AO的，為了觀察到完整的反射光線OB，光屏F需旋轉(zhuǎn)到圖乙中的位置

（選填字母“a”、“b”或“c”），這說明反射光線、入射光線和法線在

；（2）若將圖乙中的入射光線AO在光屏上沿順時針方向旋轉(zhuǎn)10°，則它的反射光線將沿

（選填“順時針”或“逆時針”）旋轉(zhuǎn)10°；（3）改變?nèi)肷涔饩€AO的方向，再觀測幾組入射角和反射角，這樣做的目的是為了

；（4）如果讓光逆著OB的方向射到鏡面上，那么它被反射后，就會逆著AO的方向射出，這說明反射時光路是

。b同一平面內(nèi)逆時針尋找光反射的普遍規(guī)律，避免偶然性可逆的【解析】（1）[1][2]為觀察到完整的光路，需將光屏F旋轉(zhuǎn)到圖乙中的位置b，使光屏E和光屏F在同一平面內(nèi)，說明反射光線與入射光線在同一平面內(nèi)。（2）[3]保持入射點位置不變，若將入射光線AO順時針轉(zhuǎn)10°，則反射光線OB逆時針轉(zhuǎn)10°。（3）[4]為避免實驗的偶然性，可以改變?nèi)肷涔饩€的方向，再觀測幾組入射角和反射角，這樣做的目的是為了多次實驗可以歸納出一般性結(jié)論（反射角等于入射角），即尋找光反射的普遍規(guī)律。（4）[5]如果將光源沿BO射入一條入射光線，會觀察到反射光線會沿OA的方向射出，說明了在光的反射中，光路是可逆的。1.內(nèi)容：在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)；反射光線、入射光線分別位于法線兩側(cè)；反射角等于人射角。2.簡記光的反射定律：（1）三線共面，即反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；（2）兩線分居，即反射光線與入射光線分居在法線的兩側(cè)；（3）兩角相等，即反射角等于入射角。3.對光的反射定律的理解：（1）對應(yīng)于每一條入射光線，只有一條反射光線。知識點三光的反射定律（2）反射現(xiàn)象發(fā)生時，先有入射光線，后有反射光線。反射光線是隨著入射光線的改變而改變的，所以不能把“反射角等于入射角”說成“入射角等于反射角”。（3）在光的反射現(xiàn)象中，入射光線靠近法線時，反射光線隨之靠近法線，即入射角減小，反射角也減??；入射光線遠離法線時，反射光線隨之遠離法線，即入射角增大，反射角也增大。（4）光線垂直鏡面入射時，入射角為0°，反射光線沿原路返回，反射角也為0°，光的傳播方向改變了180°，并不是沒有發(fā)生反射。⑤通過鏡面對入射光線的反射作用，可以看出平面鏡有改變光路的作用。4.在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。知識點三光的反射定律典例精析

【解析】[1]反射光線、入射光線和法線都呈現(xiàn)在白色紙板上，在同一個平面上，所以可知在光的反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線在同一個平面內(nèi)。[2]由光的反射定律可知，反射角等于入射角，所以入射角為40°時，反射角也等于40°。[3]由于在光的反射現(xiàn)象中，光路是可逆的，所以將一束光沿原來的反射光路方向入射，則反射光將沿原來的入射光路射出，故反射光將沿OE方向射出。典例2．（2023·江蘇無錫·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，平面鏡M水平放置，白色紙板豎直地立在平面鏡上，紙板由A、B兩部分組成，可繞接縫ON翻折。使一束光緊貼紙板A射向鏡面上的O點，只有當(dāng)紙板B翻折至圖中位置時，才能觀察到紙板B上呈現(xiàn)反射光線，可知反射光線、入射光線和法線在

，此時角度α為40o，則β為

，將一束光沿方向入射，則反射光將沿

方向射出。同一平面內(nèi)40oOE思維拓展

對光的反射定律的理解：1、每條入射光線有且僅有一條光線與之對應(yīng)。2、當(dāng)入射光線垂直射向平面鏡時，反射光線、入射光線和法線三線重合，反射光線沿原路返回，反射角等于入射角，等于0°。3、“反射角等于入射角”不能說成“入射角等于反射角”。因為先有入射，后有反射，入射是“因”，反射是“果”。4、在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。知識點四鏡面反射和漫反射1.鏡面反射（1）概念：鏡面很光滑、一束平行光照射到鏡面上后，會被平行地反射(如圖所示)，這種反射叫做鏡面反射。（2）條件：反射面光滑。（3）應(yīng)用：迎著太陽看平靜的水面，特別亮；背著太陽看平靜的水面，很暗；黑板“反光”會“晃眼”等。知識點四鏡面反射和漫反射2.漫反射（1）概念：凹凸不平的表面會把平行的入射光向著四面八方反射(如圖)，這種反射叫做漫反射。（2）條件：反射面凹凸不平。（3）應(yīng)用：能從各個方向看到本身不發(fā)光的物體，是由于光照射到物體上發(fā)生了漫反射。知識點四鏡面反射和漫反射3.鏡面反射和漫反射的對比：反射類型鏡面反射漫反射相同點都是光的反射現(xiàn)象，都遵循光的反射定律反射面不同點反射面平整光滑粗糙不平反射光平行光線射到反射面上，反射光線仍平行平行光線射到反射面上，反射光線射向各個方向光路圖

人的感覺迎著反射光線的方向看去感覺刺眼，看不清物體從各個方向都能看清物體典例精析

典例3．（2023·山東東營·統(tǒng)考中考真題）教室里，可以從不同方向看到桌椅，書本等物體，是由于這些物體會對照射到其上的光線產(chǎn)生

（選填“鏡面”或“漫”）反射，這種反射

（選填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。漫遵循【解析】[1]我們能從不同方向看到不發(fā)光的物體，是因為光在物體的表面上發(fā)生了漫反射。桌椅、書本表面凹凸不平，光照在上面發(fā)生了漫反射。[2]漫反射和鏡面反射都遵循光的反射定律。知識點五實驗：探究光折射時的特征【提出問題】我們知道光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的,那么光在“跨過”兩種介質(zhì)界面時是否還是沿直線傳播呢?有什么規(guī)律呢？【猜想與假設(shè)】斜插入水中的筷子變彎，猜想光從水中斜射入空氣時，傳播方向發(fā)生廣改變。【實驗過程與分析】（1）向水槽中倒入水，如下圖所示，在水槽中沿豎直方向放好光屏,讓入射光緊貼光屏的左半側(cè)射入，讓右半側(cè)光屏沿法線前后轉(zhuǎn)動，當(dāng)折射光線呈現(xiàn)在光屏上時，可以發(fā)現(xiàn)折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。知識點五實驗：探究光折射時的特征（2）開始時讓光線沿法線方向從空氣射入水中，即與界面垂直的方向射入，可以看到光線沿直線射人水中。（3）將光線繞著入射點逆時針旋轉(zhuǎn),觀察水中光線的傳播方向，可以發(fā)現(xiàn)射入水中的光線也繞著入射點逆時針方向旋轉(zhuǎn)，但折射角始終小于入射角。（4）讓光線從水中射入空氣中，可以發(fā)現(xiàn)光線垂直界面入射時，傳播方向不發(fā)生改變；光線從水中相對于界面斜射時,光的傳播方向發(fā)生改變，隨著入射角增大，折射角也增大，且折射角始終大于入射角。知識點五實驗：探究光折射時的特征【得出結(jié)論】光折射時的特點:（1）光發(fā)生折射時,折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi),折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè);（2）光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時,折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角;（3）光從水中或其他介質(zhì)斜射入空氣中時,折射角大于入射角:（4）入射角增大(或減小)時,折射角也增大(或減小);（5）光垂直射向兩種介質(zhì)的界面時,傳播方向不變典例精析

典例4．（2023·內(nèi)蒙古赤峰·統(tǒng)考中考真題）探究光折射時折射角與入射角的關(guān)系，如圖所示，使一束光從甲介質(zhì)斜射入乙介質(zhì)，測量并記錄入射角和折射角大??；改變光束射向O點的角度，進行多次實驗，數(shù)據(jù)如下表所示：（1）光從甲介質(zhì)斜射入乙介質(zhì)發(fā)生折射時，折射角

入射角；折射角隨著入射角的增大而

；實驗次數(shù)1234入射角10°20°30°40°折射角15.1°30.7°48.6°73.8°大于增大（2）做完第4次實驗后，同學(xué)們又使一束光從乙介質(zhì)中以73.8°的入射角射入甲介質(zhì)，測得折射角恰好為40°，這說明在折射現(xiàn)象中，

。【解析】（1）[1][2]由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)光從甲介質(zhì)斜射入乙介質(zhì)發(fā)生折射時，折射角大于對應(yīng)的入射角，且隨著入射角的增大，折射角也跟著增大。（2）[3]當(dāng)光從甲介質(zhì)斜射入乙介質(zhì)折射角為40°時，折射角為73.8°；當(dāng)一束光從乙介質(zhì)中以73.8°的入射角射入甲介質(zhì)，測得折射角恰好為40°，這說明在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。光路是可逆的知識點六光的折射定律及應(yīng)用1.光的折射中的基本概念：（1）入射光線：從光源射向兩透明介質(zhì)分界面的光線；（2）折射光線：從入射點射向另一介質(zhì)的光線；（3）法線：過入射點垂直與兩分界面的虛線；（4）入射點：入射光線與兩介質(zhì)分界面的交點；（5）入射角：入射光線與法線之間的夾角；（6）折射角：折射光線與法線之間的夾角。簡稱“一點”（入射點）、“一面”（分界面）、“二角”（入射角和折射角）、“三線”（入射光線、折射光線和法線）。知識點六光的折射定律及應(yīng)用2.光的折射規(guī)律：（1）折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；（2）折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)；（3）光從空氣斜射入水或其它介質(zhì)時，折射角小于入射角；當(dāng)入射角增大時，折射角也增大。光從水或其它介質(zhì)斜射入空氣中時，折射角大于入射角。（4）光從空氣垂直射入水（或其它介質(zhì)）中時，傳播方向不變。（5）折射時光路可逆。知識點六光的折射定律及應(yīng)用3.理解：（1）弄清入射點、入射角、折射角、入射光線、折射光線和法線的含義，特別是法線，它既是界面的垂線，又是作圖時畫入射角和折射角的參照標準。(2)折射角隨入射角的增大(減小)而增大(減小)，但不成正比，敘述時應(yīng)先說折射角后說入射角。(3)無論光是從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中，還是光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中，在空氣(或真空)中的角(入射角或折射角)總是大于在水中或其他介質(zhì)中的角(折射角或入射角)。知識點六光的折射定律及應(yīng)用4.光的反射和折射的異同點項目光的反射光的折射不同點介質(zhì)反射光線與入射光線在同種均勻介質(zhì)中折射光線與入射光線在不同介質(zhì)或同種不均勻介質(zhì)中 角度大小關(guān)系反射角等于入射角折射角與入射角的大小一股不相等光垂直射入時的方向反射光線與入射光方向相反折射光線與入射光線方向相同相同點三線共面情況反射光線和折射光線都與入射光線、法線在同一平面內(nèi)與法線的關(guān)系反射光線和折射光線都分別與人射光線位于法線的兩側(cè)兩角的關(guān)系反射角和折射角都隨入射角的改變而改變,即同時變大或同時變小 光路的可逆性光路都是可逆的成像情況光在兩種介質(zhì)分界面處發(fā)生反射和折射時都能成像，且都為虛像知識點六光的折射定律及應(yīng)用5.生活中的折射現(xiàn)象及解釋（1）“池水變淺”：從岸上看水中的物體，例如岸上的人看水中的魚位置“變高”。如圖所示，從魚身上A點反射出的兩條光線經(jīng)折射后射入人眼(光從水中斜射入空氣中，折射角大于入射角)，因為折射光線的反向延長線相交于A'點，此時人感覺光好像是從A'點發(fā)出的，所以人逆著折射光看去，看到的是水中魚的虛像，它比魚的實際位置高。知識點六光的折射定律及應(yīng)用2.從水中看岸上的物體“變高”，例如水中的人看岸上的樹或建筑物“變高”。如圖所示，從岸上的樹上點A射出的兩條光線經(jīng)折射后射入人眼(光由空氣中斜射入水中，折射角小于入射角)，折射光線的反向延長線相交于A'點，此時人感覺光好像是從A'點發(fā)出的，所以人逆著折射光看去，看到的是岸上的樹的虛像，它比樹的真實位置偏高。知識點六光的折射定律及應(yīng)用3.海市蜃樓和沙漠蜃景：多發(fā)生在夏天的海面上或沙漠上。夏天空氣較熱，但是海水比較涼，海面附近空氣的溫度比較低。海面地表上方不同高度的空氣層相當(dāng)于一層層密度不同的透明介質(zhì)。密度大的空氣層為光密介質(zhì)，密度小的空氣層為光疏介質(zhì)。遠方景物射出的光在層與層之間連續(xù)發(fā)生折射。從整體來看，光逐漸向地面彎曲進入觀察者的眼中。在觀察者看來，光好像是從海面上空的物體射出的。典例精析

典例5．（2023·北京·統(tǒng)考中考真題）一束單色光從空氣斜射入水中的情境如圖所示。下列說法正確的是（）A．BO是入射光，OA是反射光B．AO是入射光，OC是折射光C．∠AOM是入射角，∠BON是反射角D．光若沿CO入射，將沿OA和OB射出【解析】ABC．如圖：過點O作法線PQ，由于反射時反射光線和入射光線位于法線兩側(cè)；折射時折射光線和入射光線也位于法線兩側(cè)，所以圖中AO是入射光線、OB是反射光線、OC是折射光線。∠AOP是入射角，∠BOP是反射角，故B正確，AC錯誤；D．折射時光路是可逆的，所以光若沿CO入射，將沿OA射出，故D錯誤。故選B。B方法歸納

1、理解光的折射規(guī)律：（1）弄清概念：弄清入射點、入射角、折射角、入射光線、折射光線、法線的含義。特別是法線，它既是界面的垂線，又是作圖時畫入射角和折射角的參照標準。（2）折射角隨入射角的增大而增大，但不成比例。（3）無論是光從空氣斜射入其他介質(zhì)中，還是光從其他介質(zhì)斜射入空氣中，總是在空氣中的角大于在其他介質(zhì)中的角。方法歸納2、物體為什么能呈現(xiàn)各種顏色：（1）對于不透明的物體：當(dāng)太陽光（復(fù)色光）照射到具有各種色彩的物體上時，哪種顏色只反射對應(yīng)顏色的光，其他色光被吸收。如紅色只反射紅光，綠色只反射綠光；當(dāng)某種單色光照射到某物體時，物體表面有該色光的顏色才反射，否則吸收，呈現(xiàn)黑色。如紅光照射到紅色的物體才反射，人們看到紅色，紅光照射到綠色的物體被吸收，該物體呈現(xiàn)為黑色。黑色吸收所有色光，不反射。（2）光射到透明的物體時，只透射該顏色的色光，其他色光被吸收。如太陽光照射到綠色的玻璃，只透射綠光。課堂反饋1．（2023·四川自貢·統(tǒng)考中考真題）小王同學(xué)在家里將一個平面鏡放在水平桌面上，再把一張可沿ON折疊的硬白紙板ENF豎直的立在平面鏡上，以此來探究光的反射規(guī)律。通過測量他發(fā)現(xiàn)此時入射光線與平面鏡成50°夾角，如圖所示，則（）A．反射光線與鏡面的夾角是40°B．入射角增大10°，反射光線與入射光線的夾角增大20°C．將紙板NOF向后折疊，則反射光線會消失D．光在紙板上發(fā)生了鏡面反射2．（2023·四川涼山·統(tǒng)考中考真題）在地球上觀看日出時能看到地平線以下的太陽。下列現(xiàn)象與此原理相同的是（）A．茂密樹蔭下圓形的光斑 B．汽車后視鏡中的像C．海市蜃樓

D．用潛望鏡看到海面上的物體B

C

課堂反饋3．（2023·四川自貢·統(tǒng)考中考真題）