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【活动一】观察光从一种介质传播至另一种介质时的现象。
请大家看图4-2-1所示的演示实验。

一束光从空气传播到水面,有部分光(如图中光束一)返回原来的介质(空气)中,这种现象叫光的反射;另一部分光(如图中光束二)进入另一种介质(水)中,这种现象叫光的折射。这节课我们先研究光的反射。
【活动二】了解我们能看到不发光物体的原因。
如图4-2-2所示,光源S发出的光线进入人眼,人能看到光源。书本反射了外界照到它表面的光(如灯光、太阳光等),部分反射光进入人眼(如图4-2-3所示),人眼就能看到书本。


【活动三】探究并了解光的反射定律。
1. 演示:如图4-2-4所示,让激光器射出的光沿纸板入射到镜面上的O点。
(1)试判断:图中反射光线和入射光线是否构成轴对称图形?
(2)根据轴对称图形的特点可知,BO与对称轴的夹角应该


(3)了解入射角和反射角,在图4-2-5中标出入射角$i和反射角r$。
(4)从以上实验可以得出初步结论:在光的反射中,反射角
2. 学生探究光的反射定律。
(1)为了进一步验证上述结论是否成立,应该怎样做?
(2)如图4-2-6所示,入射光线与镜面成30°角射到镜面,先猜想、画图,再通过实验验证。
①用铅笔在图4-2-6中画出法线,并标出入射角$i$的角度。
②根据你的猜测画出反射光线并标出反射角$r$的角度。
③进行实验验证你的猜想。
④若猜想与实验不符,请在原图画出正确的光路。




(3)按图4-2-7改变入射角。重复(2)的过程,把光路图画在图中。
(4)按图4-2-8改变入射角。重复(2)的过程,把光路图画在图中。
(5)如果光线垂直射到镜面,如图4-2-9所示,此时入射光线与法线
验证结果:在光的反射中,反射角
(6)将纸板的半面前折或向后折(如图4-2-10所示),在向前折或向后折的半面上还能看见反射光线吗?
(7)用激光器2逆着原反射光线的方向射到镜面(如图4-2-11所示),发现


【活动四】认识镜面反射和漫反射。
1. 如图4-2-12所示,三条相互平行的光线入射到平整的表面,请根据光的反射定律在图中作出三条光线的反射光线。通过作图可知,三条反射光线
2. 如图4-2-13所示,三条相互平行的光线入射到凹凸不平的表面,请根据光的反射定律在图中作出三条光线的反射光线。通过作图可知,三条反射光线


3. 真实的情况与图4-2-12和图4-2-13的作图结果是否一样?
如图4-2-14所示的实验,平行光线入射到镜面,反射光线仍然是平行光,验证了上面第1题的作图结果,我们称这种反射为镜面反射。
如图4-2-15所示的实验,平行光线入射到凹凸不平的物体表面,反射光线向四面八方射出,验证了上面第2题的作图结果,我们称这种反射为漫反射。


归纳:所有反射现象都遵守光的反射定律,且光路可逆。光的反射定律:反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面;反射光线、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。
请大家看图4-2-1所示的演示实验。
一束光从空气传播到水面,有部分光(如图中光束一)返回原来的介质(空气)中,这种现象叫光的反射;另一部分光(如图中光束二)进入另一种介质(水)中,这种现象叫光的折射。这节课我们先研究光的反射。
【活动二】了解我们能看到不发光物体的原因。
如图4-2-2所示,光源S发出的光线进入人眼,人能看到光源。书本反射了外界照到它表面的光(如灯光、太阳光等),部分反射光进入人眼(如图4-2-3所示),人眼就能看到书本。
【活动三】探究并了解光的反射定律。
1. 演示:如图4-2-4所示,让激光器射出的光沿纸板入射到镜面上的O点。
(1)试判断:图中反射光线和入射光线是否构成轴对称图形?
是
。若不是,请说明理由;若是,请在图4-2-5中画出对称轴。 (2)根据轴对称图形的特点可知,BO与对称轴的夹角应该
等于
(选填“等于”或“不等于”)AO与对称轴的夹角。请量出这两个角的大小,验证上面的分析是否正确。 (3)了解入射角和反射角,在图4-2-5中标出入射角$i和反射角r$。
(4)从以上实验可以得出初步结论:在光的反射中,反射角
等于
(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。 2. 学生探究光的反射定律。
(1)为了进一步验证上述结论是否成立,应该怎样做?
改变入射角的大小,进行多次实验
。 (2)如图4-2-6所示,入射光线与镜面成30°角射到镜面,先猜想、画图,再通过实验验证。
①用铅笔在图4-2-6中画出法线,并标出入射角$i$的角度。
②根据你的猜测画出反射光线并标出反射角$r$的角度。
③进行实验验证你的猜想。
④若猜想与实验不符,请在原图画出正确的光路。
(3)按图4-2-7改变入射角。重复(2)的过程,把光路图画在图中。
(4)按图4-2-8改变入射角。重复(2)的过程,把光路图画在图中。
(5)如果光线垂直射到镜面,如图4-2-9所示,此时入射光线与法线
重合
(选填“重合”或“不重合”),即入射角的大小为0°
。在图4-2-9中画出你猜想的反射光线,通过实验验证可知,反射角的大小为0°
。 验证结果:在光的反射中,反射角
等于
入射角。 (6)将纸板的半面前折或向后折(如图4-2-10所示),在向前折或向后折的半面上还能看见反射光线吗?
不能
。这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内
。 (7)用激光器2逆着原反射光线的方向射到镜面(如图4-2-11所示),发现
反射光线会逆着原入射光线的方向射出
,这叫光路可逆。 【活动四】认识镜面反射和漫反射。
1. 如图4-2-12所示,三条相互平行的光线入射到平整的表面,请根据光的反射定律在图中作出三条光线的反射光线。通过作图可知,三条反射光线
平行
(选填“平行”或“不平行”)。 2. 如图4-2-13所示,三条相互平行的光线入射到凹凸不平的表面,请根据光的反射定律在图中作出三条光线的反射光线。通过作图可知,三条反射光线
不平行
(选填“平行”或“不平行”)。 3. 真实的情况与图4-2-12和图4-2-13的作图结果是否一样?
如图4-2-14所示的实验,平行光线入射到镜面,反射光线仍然是平行光,验证了上面第1题的作图结果,我们称这种反射为镜面反射。
如图4-2-15所示的实验,平行光线入射到凹凸不平的物体表面,反射光线向四面八方射出,验证了上面第2题的作图结果,我们称这种反射为漫反射。
归纳:所有反射现象都遵守光的反射定律,且光路可逆。光的反射定律:反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面;反射光线、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。
答案:
【解析】:
本题主要考查光的反射定律的探究过程,包括反射光线与入射光线的关系、反射角与入射角的关系、光路的可逆性以及镜面反射和漫反射的特点。
(1)判断反射光线和入射光线是否构成轴对称图形,需要观察它们的位置关系,若能找到一条直线使图形沿此直线对折后完全重合,则构成轴对称图形。
(2)根据轴对称图形的特点,对应点到对称轴的距离相等,所以BO与对称轴的夹角应等于AO与对称轴的夹角。
(3)入射角是入射光线与法线的夹角,反射角是反射光线与法线的夹角,需要在图中准确标出。
(4)通过实验测量反射角和入射角的大小,可得出反射角等于入射角的结论。
(5)改变入射角的大小,重复实验,进一步验证反射角与入射角的关系。当光线垂直射到镜面时,入射光线与法线重合,入射角为0°,反射角也为0°。
(6)将纸板的半面向前折或向后折,观察是否能看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(7)用激光器2逆着原反射光线的方向射到镜面,观察反射光线的方向,验证光路可逆。
(8)根据光的反射定律作出三条相互平行的光线入射到平整表面和凹凸不平表面的反射光线,判断其是否平行,从而认识镜面反射和漫反射。
【答案】:
1.(1)是;图略(过入射点O作一条垂直于镜面的直线MN,即为对称轴)。
(2)等于;量出BO与对称轴的夹角和AO与对称轴的夹角,发现二者相等,验证了上面的分析正确。
(3)图略(以入射光线AO与镜面的交点O为顶点,作一垂直于镜面的虚线ON为法线,入射角i为入射光线AO与法线ON的夹角,反射角r为反射光线OB与法线ON的夹角)。
(4)等于。
2.(1)改变入射角的大小,进行多次实验。
(2)①图略(过入射点O作垂直于镜面的虚线MN为法线,入射角i = 90° - 30° = 60°)。
②图略(根据反射角等于入射角,作出反射光线OB,反射角r = 60°)。
③进行实验,发现反射光线与法线的夹角为60°,与猜想一致。
④无(猜想与实验相符)。
(5)重合;0°;图略(反射光线沿原入射光线方向射出,反射角为0°);等于。
(6)不能;反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(7)反射光线会逆着原入射光线的方向射出。
(8)1. 平行;2. 不平行;3. 真实情况与作图结果一样。
本题主要考查光的反射定律的探究过程,包括反射光线与入射光线的关系、反射角与入射角的关系、光路的可逆性以及镜面反射和漫反射的特点。
(1)判断反射光线和入射光线是否构成轴对称图形,需要观察它们的位置关系,若能找到一条直线使图形沿此直线对折后完全重合,则构成轴对称图形。
(2)根据轴对称图形的特点,对应点到对称轴的距离相等,所以BO与对称轴的夹角应等于AO与对称轴的夹角。
(3)入射角是入射光线与法线的夹角,反射角是反射光线与法线的夹角,需要在图中准确标出。
(4)通过实验测量反射角和入射角的大小,可得出反射角等于入射角的结论。
(5)改变入射角的大小,重复实验,进一步验证反射角与入射角的关系。当光线垂直射到镜面时,入射光线与法线重合,入射角为0°,反射角也为0°。
(6)将纸板的半面向前折或向后折,观察是否能看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(7)用激光器2逆着原反射光线的方向射到镜面,观察反射光线的方向,验证光路可逆。
(8)根据光的反射定律作出三条相互平行的光线入射到平整表面和凹凸不平表面的反射光线,判断其是否平行,从而认识镜面反射和漫反射。
【答案】:
1.(1)是;图略(过入射点O作一条垂直于镜面的直线MN,即为对称轴)。
(2)等于;量出BO与对称轴的夹角和AO与对称轴的夹角,发现二者相等,验证了上面的分析正确。
(3)图略(以入射光线AO与镜面的交点O为顶点,作一垂直于镜面的虚线ON为法线,入射角i为入射光线AO与法线ON的夹角,反射角r为反射光线OB与法线ON的夹角)。
(4)等于。
2.(1)改变入射角的大小,进行多次实验。
(2)①图略(过入射点O作垂直于镜面的虚线MN为法线,入射角i = 90° - 30° = 60°)。
②图略(根据反射角等于入射角,作出反射光线OB,反射角r = 60°)。
③进行实验,发现反射光线与法线的夹角为60°,与猜想一致。
④无(猜想与实验相符)。
(5)重合;0°;图略(反射光线沿原入射光线方向射出,反射角为0°);等于。
(6)不能;反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(7)反射光线会逆着原入射光线的方向射出。
(8)1. 平行;2. 不平行;3. 真实情况与作图结果一样。
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