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    (1)如图所示,测得入射光线与镜面的夹角为40°,则反射角是______度.请根据光的反射规律画出它的反射光线

    魔方格

    (2)如图所示,是一光束射到平面镜后的反射光线.请根据光的反射规律画出它的入射光线,标明入射角大小.

    魔方格

    (3)如图所示,两面平面镜互相垂直,一束光线斜射到平面镜上,请在图乙中完成光路图.

    魔方格

    (4)如图所示,一条光线经过平面镜反射后,竖直向下射入井中,请在图中画出平面镜,并标出法线.

    魔方格

    (5)在一个干枯的井底正中央P点趴着一只青蛙,请利用光路图确定青蛙能看到井外的视野范围,并用阴影线表示出来.

    魔方格

    本题信息:物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “(1)如图所示,测得入射光线与镜面的夹角为40°,则反射角是______度.请根据光的反射规律画出它的反射光线(2)如图所示,是一光束射到平面镜后的反射光线....” 主要考查您对

光的直线传播现象

光的反射规律及其应用

光的反射的光路图

平面镜成像的相关作图

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  • 光的直线传播现象
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光的直线传播:
1.光沿直线传播的条件:光在同种均匀介质中是沿直线传播的。

2.光沿直线传播的现象:在有雾的天气里,可以看到从汽车头灯射出的光束是直的;穿过森林的光束是直的;在电影院中可以看到放映机射向银幕的光束是直的。由现实生活中的这些现象,我们可以知道光是沿直线传播的。生活中由于光沿直线传播造成的现象有:影子的形成,小孔成像,日食,月食等。

3.光线:由于光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,所以经常用一条带箭头的直线来表示光的传播路线,箭头的方向表示光的传播方向,这样的直线叫做光线,如图所示。光线的几何作图起着重要作用,在光的直线传播、反射与折射以及研究透镜成像中,都是必不可少且要反复用到的。应注意的是,光线不是实际存在的实物,而是在研究光的行进过程中对细窄光束的抽象。它是人们研究光现象的一种方法,即建立物理模型的方法。



光的传播规律有三:
(1)光的直线传播规律。

(2)光的独立传播规律两束光在传播过程中相遇时互不干扰,仍按各自途径继续传播,当两束光会聚同一点时,在该点上的光能量是简单相加。

(3)光的反射和折射定律。光传播途中遇到两种不同介质的分界面时,一部分反射,一部分折射。反射光线遵循反射定律,折射光线遵循折射定律。
日食、月食的成因
当月球转到地球和太阳之间,并且三者在同一直线上时,月球就挡住了射向地球的阳光,由于光的直线传播.在月亮背后会形成长长的影子。如图所示,月亮在地球的影子分为两部分,中心的区域叫做本影,外面的区域叫做半影。位于半影区的人看到的是日偏食;位于本影区的人看到的足日全食;若地月之问距离较远时,还会看到日环食。同样的道理.当地球转到月球和太阳之间,并且三者在同一直线上时,地球就挡住了射向月球的阳光,就会形成月食。 ]补充月食有全食和偏食,但没有环食,这是因为地球的影子很长,大于月地之间的距离。 

判断小孔成像情况的方法
(1)由于屏的阻碍,光源射出的光线巾,大部分光线被屏挡住,只有那些指向小孔的光线,恰可沿直线通过小孔在光屏上形成光斑。这样光源的每一个发光点射向光屏的光线,都将在光屏上对应形成一个小光斑,而无数个小光斑组合起来,便在光屏上显示出一个倒立的与光源相似的图样,这一图样就是光源的像:这个像由于是实际光线会聚而成,因此是实像。
(2)只有小孔足够小时才能成像。如果小孔太大,物体上任一点发出的光透过小孔后在光屏上形成的光斑就比较大,物体上相邻点发出的光透过小孔后,在光屏上形成的光斑就比较大,光斑重叠较多,使像模糊不清,甚至不成像。
(3)像倒立,像的形状与物体相似,与小孔的形状无关。
(4)像的大小取决于光屏到小孔的距离和物体到小孔的距离的关系。
光沿直线传播的条件:
光沿直线传播是有条件的,如果介质不均匀,光线会发生弯曲。例如地球周围的大气层就是不均匀的,离地面越高,空气越稀薄,从大气层外射到地面的光线就会发生弯曲。早晨,当太阳还在地平线以下时,我们就看见了它,就是不均匀的大气使光线变弯了的缘故,如图所示。因此应该说,光在均匀介质中是沿直线传播的。


影子的形成:
光在沿直线传播的过程中遇到不透明的物体时,光线被物体挡住,无法到达物体后面,在物体后面形成了与物体轮廓相似的黑暗区域,这就是物体的影子(如图)

如手影,路灯下的人影:

 无影灯:
  无影灯,是一种先进的光源,它的外形是一个很大的灯盘,上面装有许多射向各个方面的荧光灯,能把手术台所有的暗影都照亮,所以无影灯下就没有影子了。这样,医生为病人做手术,视线就不会受影子的影响,保证手术顺利进行。
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)。

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。

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。

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

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)
光的反射现象的几个名词:

入射点O:光线射到反射面上的一点
入射光线AO:射向反射面上的光线
反射光线OB:被反射面反射的光线
法线ON:过入射点O垂直于反射面的直线,作图时,ON常画成虚线
入射角i:入射光线AO与法线ON的夹角
反射角r:反射光线OB与法线ON的夹角;

 
几种特殊的光路:
①当入射光线垂直于反射面入射时,入射角为零度,反射角也为零度;入射光线、法线、反射光线三线重合,但两光线方向相反
②互相平行放置的平面镜,当光照到其中一块平面镜上时,反射光线经另一个平面镜反射后,与原入射光线平行
光反射时的作图方法:
类型 作图方法
已知入射光线作反射光线 先找出入射光线与反射面的交点(入射点),过入射点作垂直于界面的直线——法线,将法线作为角的一边,以入射点作为角的顶点,在图中作一角等于入射角的线,该线就是反射光线,并注明光线方向
已知反射光线作入射光线 先找出反射光线与反射面的交点(入射点),过入射点作垂直于界面的直线——法线,将法线作为角的一边,以入射点作为角的顶点,在图中作一角等于反射角的线,该线就是入射光线,注意光线方向是从光源射向入射点的
已知入射光线和反射光线确定平面镜的位置 先作出入射光线和反射光线夹角的平分线,此线为法线。过入射光线与反射光线的交点(角的顶点或者说是入射点)作垂直法线的一条直线,该直线为平面镜的位置

例:如图所示,在0点放置一个平面镜,使与水平方向成60角的太阳光经0点反射后,水平射入窗口P中。请你在图中画出平面镜的位置,并标出反射角的度数。

解析:可先画出O点射向窗口P的反射光线,再作反射光线与入射光线夹角的角平分线即法线,最后过O点作法线的垂线即平面镜的位置。入射角+ 反射角:180一60=120,又因为反射角:入射角,所以反射角为60
答案:如图所示


平面镜成像作图依据原理:
1.光的反射定律:(1)反射光线与入射光线、法线在同一平面上;(2)反射光线和入射光线分居在法线的两侧;(3)反射角等于入射角。
2.平面镜成像的特点:(1)平面镜所成的像和物体到镜面的距离相等;(2)像与物体的大小相等;(3)像与物体的连线与镜面垂直;(4)像与物左右相反;(5)成虚像。

作图规范化要求:
1.平面镜的反射面和非反射面不能混淆,平面镜的非反射面要画上短斜线。
2.实际光线(入射光线和反射光线)要画成实线,并用箭头表示光行进的方向。实物用实线表示。
3.虚像、法线和光的反向延长线要用虚线表示。
4.为了表示实物和虚像的对称点,实物和虚像都要标上箭头或字母。
5.要符合光的反射定律和平面镜成像的特点。
平面镜成像作图的方法通常有两种:
一种是根据平面镜的成像特点------“物体在平面镜中成的像与物体之间相对于镜面总是对称的”作图,我们称这种作图方法为对称法;
另一种方法是根据光的反射定律--即根据光的传播路线作图,我们称这种作图方法为光路图法。
例1:一发光点发出的光经过平面镜反射后如图1所示,请作图找出发光点的位置。

方法一:对称法
①将两条反射光线向镜后反向延长(注意:镜后的反向延长线必须用虚线),使之交于S'点;
②由S'点向镜面作垂线,使之与镜面交于O点,再由O点向镜前延长到S点,使SO=S'O(注意:发光点与虚像点之间的连线必须用虚线),则S点即为发光点的位置(如答图1所示)。

方法二:光路图法
①分别由两条反射光线与镜面的交点处向镜面作垂线(即法线)。
②根据光的反射定律中“反射角等于入射角”作出两条反射光线的入射光线相交得到的点即为发光点(如答图2所示)。
注意:法线必须用虚线,入射光线必须标出传播方向。

例2:根据平面镜成像特点,画出图2中物体AB在平面镜中所成的像.

分析:本题要求根据平面镜成像特点画出物体AB在平面镜中所成的像,在这种情况下,我们只能根据平面镜成像特点用对称法作出物体在平面镜中成的像。若题目没有特别要求根据哪种原理作图,我们也可以用上述两种方法中的任意一种方法作出物体在平面镜中成的像。
方法一:对称法
①在物体AB上确定两个(或多个)能描述物体形状的点AB(或多个点)。
②分别由AB两点(或多个点)向镜面作垂线,并延长至镜后A'B'(或多个点),使镜后各对应点到镜面的距离与镜前各点到镜面的距离相等。
③用虚线连接镜后各对称点即可得到物体在平面镜中成的像(如答图3所示)。
注意:物点和像点之间的连线必须用虚线,物体在平面镜中成的像必须用虚线。若物体有方向,则物体在平面镜中成的像也必须标出方向。
方法二:光路图法
①在物体AB上确定两个(或多个)能描述物体形状的点AB(或多个点)。
②分别由AB两点向镜面作两条入射光线,然后根据光的反射定律作出每条入射光线的反射光线。
③分别将作出的每条反射光线向镜后反向延长并交出A'B'两点(或多个点),用虚线连接A'B'即可得到物体AB在平面镜中成的虚像。(如答图4所示)。
注意:法线、镜后反射光线的反向延长线及物体成的像都必须用虚线。若物体有方向,则物体在平面镜中成的像也必须标出方向。