反射定律:入射光线、反射光线和法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角(∠i=∠r)。
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光的反射定律描述了“三线”“两角” 的关系,可简记为:“三线共面,法线居中(三线位置关系),两角相等(两角量值关系)”。
特殊情况垂直入射时,入射角反射角都是零度,法线、入射光线、反射光线合为一线。
对于光的反射定律,应掌握以下五点:
1、根据光的反射定律可知,任何一条反射光线都对应一条入射光线。
2、定律的叙述有一定逻辑因果关系:先有入射,后有反射。表达时不能把“反射角等于入射角”说成 “入射角等于反射角”,因为反射角等于入射角的意思是“反射角随着入射角的变化而变化”,若倒过来说意思就反了,不符合逻辑因果关系。
3、两角量值关系的变化是相对应的。即反射角随着入射角的变化而变化,入射角增大时反射角也增大,入射角减小时反射角也减小,入射角变为0
。,反射角也变为0
。,此时,入射光线、反射光线、法线重合,“三线合一”。
4、法线起“准则”的作用,是过入射点始终与反射面垂直的直线。当反射面转动一定角度时,法线仍与反射面垂直,也随之转过相同的角度。法线不仅过入射点与反射面垂直,而且还是入射光线与反射光线夹角的平分线。
5、在描述光的反射定律的光路图中,有两个重要的角度关系,即反射角等于入射角,r=i;入射角与入射光线和反射面的夹角互余,i+α=90
。。
自行车尾灯的设计: 利用直角平面镜的反射规律,制成了自行车的反光灯,如图所示。夜晚,汽车灯发出的光射到自行车的反光灯上时,经自行车上互成直角的两个反射面的反射,反射光将以平行于入射光的方向反向射入司机眼睛,使司机容易发现骑自行车的人,有利于夜间行车安全。
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例 自行车是一种便捷的交通丁具,它包含了许多物理知识。例如,自行车尾灯就包含了光学知识。它本身不发光,但在夜晚,当有汽车灯光照射到尾灯上时,就会发生反射,以引起司机注意。尾灯的结构如图所示,请在图中画出反射光线,并说明反射光线有什么特点。
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解析:利用光的反射定律作用,当两个反射面垂直时,一条光线经两个表面反射后光线平行于入射光线且方向相反
答案:如图所示
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入射光线平行射入,反射光线平行射出。反射光线与入射光线方向相反。(答出一条即给分)
发散作用:
1. 发散作用
让一束跟主光轴平行的光射向凹透镜,观察到折射光线为发散光束(如图乙所示),即凹透镜对光有发散作用。
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2. 发散作用是指凹透镜对光线的作用。通过凹透镜的折射光线相对入射光线而言,是发散了一些或会聚程度减小了一些,如图乙。凹透镜不仅对平行光束、发散光束有发散作用,对会聚光束也有发散作用,“发散作用”并不等于通过凹透镜后的折射光线都是发散光束。
三条特殊的光线
①平行于主光轴的光线经透镜折射后反向延长线过焦点
②过光心的光线经透镜折射后方向不变
③延长线过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴
凹透镜对光线的作用原理凹透镜对光线的作用原理可以用棱镜对光线的偏折作用来说明,如图:
根据透镜三条特殊光线作图
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入射光线 |
光路图 |
折射光线 |
凸透镜 |
平行于主光轴 |
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会聚于焦点 |
经过焦点的或从焦点发出的光线 |
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130715/201307151356023162386.png) |
平行于主光轴 |
经过光心 |
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130715/201307151356024172317.png) |
传播方向不变 |
凹透镜 |
平行于主光轴 |
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130715/201307151356024792617.png) |
折射光线的反向延长线经过入射侧虚焦点 |
延长线经过凹透镜对侧虚焦点的入射光线 |
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130715/201307151356025452733.png) |
平行于主光轴 |
经过光心 |
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130715/201307151356026112651.png) |
传播方向不变 |
实验室温度计的使用方法:
a.在使用温度计以前,先观察它的量程-能测量的温度范围,然后认清它的分度值
b.温度计的玻璃泡全部浸入被测的液体中,不要碰到容器底或容器壁
c.温度计的玻璃泡浸入被测液体后要稍等一会儿,待温度计的示数稳定后再读数
d.读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面相平。
体温计的使用方法:
体温计用来测量人体温度。测体温时,玻璃泡内的水银随着温度的升高,发生膨胀,通过细管挤到直管;当体温计离开人体时,水银变冷收缩,细管内的水银断开,直管内的水银不能退回玻璃泡内,所以它表示的仍然是人体的温度。每次使用前,都要拿着体温计把水银甩下去。
体温计,实验室温度计,寒暑表的主要区别:
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实验室温度计 |
体温计 |
寒暑表 |
原理 |
液体的热胀冷缩 |
液体的热胀冷缩 |
液体的热胀冷缩 |
玻璃泡内液体 |
水银、煤油、酒精等 |
水银 |
煤油、酒精等 |
刻度范围 |
-20—110℃ |
35~42℃ |
-30—50℃ |
分度值 |
1℃ |
0.1℃ |
1℃ |
构造 |
玻璃泡上部是均匀细管 |
玻璃泡上部有一段细而弯的“缩口” |
玻璃泡上部是均匀细管 |
使用方法 |
不能离开被测物体读数,不能甩 |
可以离开人体读数,使用前要甩几下 |
放在被测环境中直接读数,不能甩 |
体温计的使用与读数方法 1.明确体温计的量程和分度值。
2.体温计读数时,眼睛通过一条棱看过去,圆弧形的棱相当于一个放大镜,可以观察到放大了的较粗的水银柱,便于观察和读数:
3.用后未甩过的体温计,由于细小缩口的作用,缩口上方的水银柱不能退回玻璃泡。
例:2008年4月,常德市出现了首例“手足口”病例之后,引起了市政府的高度重视,要求各地学校每天对学生进行晨检、晚检、并报告检查情况,其中就用了体温计。图甲是一支常见体温计的示意图,它的量程是____℃,它的分度值为____℃。
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由此可知体温计的测量结果比实验用温度计更精确,但因液柱太细难以读数,所以体温计具有特殊构造,其横截面如图乙所示,a为向外凸起的弧形玻璃面,要看清体温计中液柱的位置就应沿_____方向观察(“A”、“B”或“C”),这是利用_______________。
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解析:观察题图可知量程和分度值;体温计液柱太细难以读数,利用光学原理放大便于观察,联想放大镜的特征和工作原理,应选从A方向观察。
答案:35~42;0.1;A;凸透镜成正立放大的虚像(或放大镜原理)
不准确温度计的读数方法不准确温度汁的读数可用数学中的比例方法求解:
例:有一支刻度均匀,但实际测量不准确的温度计,把它放在冰水混合物中,示数是4℃;把它放在1 个标准大气压下的沸水中,示数是94℃。把它放在某液体中时,示数是22℃,则该液体的实际温度是____ 。当把该温度计放入实际温度为40℃的温水中时,温度计的示数为____。
解析:根据摄氏温度的规定,冰水混合物的温度是0℃,1个标准大气压下沸水的温度为100℃和已知条件画出的线段图如同所示,按比例计算如下:
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解得t
1=20℃
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130715/201307151704015783483.png)
解得t
2=40℃
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130715/201307151704016445152.png)