光的反射

光的反射

一种光学现象。指光在传播到不同物质时,在分介面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。当光在两种物质分介面上改变传播方向又返回原来物质中的现象,叫做光的反射。

反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角 。可归纳为:"三线共面,两线分居,两角相等"。光具有可逆性。光的反射线象中,光路上是相等的。

  • 中文名称
    光的反射
  • 外文名称
    reflectionof rays
  • 领域
    光学
  • 分类
    镜面反射与漫反射

反射定律

1:在反射现象中,反射光线,入射光线和法线都在同一个平面内

光的反射

2:反射光线,入射光线分居法线两侧

3:反射角等于入射角 (垂直入射时反射角等于入射角等于0°)

可归纳为:“三线共面,两线分居,两角相等,光线可逆”

(强调:反射和入射不能颠倒。)

相对论

1:法线是反射光线与入射光线的角平分线,且垂直于平面镜。

2:入射光线与反射面的夹角和入射角的和为90°

3:在光的反射现象中,光路具有可逆性。

4:光路是可逆的

5.根据光的反射定律作光路图

具体作法:先找出入射点,过入射点作垂直于介面的法线,则反射光线与入射光线的夹角的角平分线即为法线。若是确定某一条入射光线所对应的反射光线,则由入射光线、法线确定入射角的大小及反射光线所在的平面,再根据光的反射定律中反射光线位于法线的另一侧,反射角等于入射角的特点,确定反射光线。

6.镜面反射与漫反射

镜面反射:平行光线射到光滑表面上时反射光线也是平行的,这种反射叫做镜面反射。

光的反射

漫反射:平行光线射到凹凸不平的表面上,反射光线射向各个方向,这种反射叫做漫反射。

两种反射均遵循光的反射定律。

反射公式总结

1.反射定律α=i {α;反射角,β;入射角}

2.绝对折射率(光从真空中到介质)n=c/v=sin /sin {光的色散,可见光中红光折射率小,n:折射率,c:真空中的光速,v:介质中的光速, :入射角, :折射角}

3.全反射:1)光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C:sinC=1/n

光的反射

2)全反射的条件:光密介质射入光疏介质;入射角等于或大于临界角

注:

(1)平面镜反射成像规律:成等大正立的虚像,像与物沿平面镜对称;

(2)三棱镜折射成像规律:成虚像,出射光线向底边偏折,像的位置向顶角偏移;

(3)光导纤维是光的全反射的实际套用〔见第三册P12〕,放大镜是凸透镜,近视眼镜是凹透镜;

(4)熟记各种光学仪器的成像规律,利用反射(折射)规律、光路的可逆等作出光路图是解题关键;

(5)白光通过三棱镜发色散规律:紫光靠近底边出射

实验

总结光射到物体表面上发生反射的规律:

1.反射光线跟入射光线和法线在同一平面内;

光的反射

2反射光线和入射光线分居法线两侧;

3.反射角等于入射角。

仪器和器材

光的反射演示器,M是一块平面镜,镶在一块木板上,白色光屏E垂直固定在木板上,白色光屏F可以绕垂直于镜面的ON轴转动,E、F屏上画有以O为圆心的圆弧,上面标有刻度。平行光源(J2501型光具盘的光源),低压电源(J1201型)。

实验方法

1.调整光源的位置,使一束光沿平面E内任一直线AO射到平面镜上的O点。绕ON轴转动平面F,寻求由O点反射的光线,只有当平面F和平面E在同一平面内时,才能在F上见到反射光线,平面F在其他位置时,F上都没有反射光线。得出反射光线跟入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧的结论。

2.平面F和E处在同一平面时,观察到光的反射,从E、F屏上读出入射角、反射角的值,得出反射角等于入射角。

3.在平面E内改变入射光线的角度,重复步骤2。总结得出反射定律。

4.先使平面F和E成任一夹角。转动光源的位置,在E平面内看到反射光线。转动平面E找到入射光线和法线所在的平面,加深对反射定律的理解。

注意事项

1.国中学生缺乏空间想象力,理解反射定律中线和面的空间关系是一个难点。实验过程中应注意帮助学生建立空间概念,直观地建立起光的反射图象。

2.入射光线是具有一定宽度的光带,为了在光屏上显示出光传播的路线,入射光带的轴线与光屏需成一个较小的角度。同样,反射光线也是具有一定宽度的光带,因此,当平面E与F有较小的角度时,光屏F上仍能有短的亮线。实验时要注意尽量减小光带的宽度,并且避开这个较小角度的位置,以免造成混乱。

其它要求

1.平行光源除了选用J2507型光具盘的光源之外,还可以用雷射器、手电筒(要有较好的聚光效果)或日光。本实验对于光源还有两点要求:

(1)宽光束光源都需配用狭缝,通过狭缝取一细束平行光作为入射光线;

(2)能够改变投射到镜面上光线的角度。例如,取日光作光源,可以借助于一对平面镜Q1和Q2使一束日光投射到平面镜M上,稍稍移动并且转动平面镜Q2,可以使投射到O点的光线的角度改变。

2.光的反射实验也可用米勒仪或圆形光碟(包含在J2501型光具盘内)来做。由于这些仪器中的镜面可以绕入射点O转动,验证反射角等于入射角比较方便,但不易说明反射镜面、法线、入射光线和反射光线的空间关系。

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