光的传播与光的反射平面镜成像解

1、光的传播与光的反射平面镜成像施编稿：张天宝审稿：郭金娟责编：史会娜目标认知：学习目标1、知道光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播，并能用来解释影的形成、日食、月 食等现象；2、知道光在真空中的传播速度，知道光在其他介质中的传播速度比在真空中的速度小；3、知道什么是光的反射现象；4、理解光的反射定律，能应用反射定律解决一些简单的问题；5、知道镜面反射和漫反射，并能用来解释一些简单现象；6、知道平面镜成像的特点和虚像的概念，知道平面镜的应用；7、初步学习用光路图研究几何光学的成像问题。学习重点1、利用光的直线传播解决实际问题；2、理解光的反射定律，能应用反射定律解决一些简单的问题；3、理解平面镜成

2、像的特点及应用。学习难点1、知道光在均匀介质中沿直线传播，并能用来解释影的形成、日食、月食等现象；2、理解光的反射定律，能应用反射定律解决一些简单的问题；3、知道镜面反射和漫反射，并能用来解释一些简单现象；4、知道平面镜成像的特点和虚像的概念，知道平面镜的应用。知识要点梳理：一、光的传播光源：能发光的物体叫光源。自然光源：太阳、萤火虫等。人造光源：火把、电灯、蜡烛等。光的传播：光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播。（影子、日食、小孔成像等）光线：为了表示光的传播方向， 我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。光的传播速度：真空中的光速是宇宙中最快的速度，C=2.99792X

3、 108m/s,计算中取C=3X108m/s。（水中是真空的 3/4,玻璃中是真空的 2/3）光年：（距离单位）光在 1年内传播的距离。1光年=9.4608 X1012km。二、光的反射光的反射：光射到介质的表面，被反射回原介质的现象。 任何物体的表面都会发生反射。光的反射定律：.在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一个平面内；反射光线、入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。在光的反射现象中，光路是可逆的。当光线垂直入射时，光沿原路返回。两种反射：1、镜面反射：入射光线平行，反射光线也平行，其他方向没有反射光。（如：平静的水面、抛光的金属面、平面镜）2、漫反射：由于物体的表面凸

4、凹不平，凸凹不平的表面会把光线向四面八方反射。 （我们能从不同角度看到本身不发光的物体，是因为光在物体的表面发生漫反射）注意：无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律。三、平面镜成像平面镜对光线的作用：（1）成像（2）改变光的传播方向。（对光线既不会聚也不发散，只改变光线的传播方向）平面镜成像的特点：（1）成的像是正立的虚像；（2）像和物的大小相等；（3）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜面的距离相等。理解：平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形；实像与虚像的区别：实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到， 都是倒立的。虚像不是由实际光线会聚成的， 而是实际光线的反射光线

5、或折射光线的反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收，都是正立的。平面镜的应用：（1）水中的倒影（2）平面镜成像（3）潜望镜。四、球面镜：1、凸面镜：对光线起发散作用。（应用：机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜）2、凹面镜：对光线起会聚作用，平行光射向凹面镜会会聚于焦点；焦点发出的光平行 射出。（应用：太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜 ）规律方法指导：意1、光线：光线是为了表示光的传播而引进的一个抽象工具，它是一个理想模型，而不 是真实存在的。2、光的反射： 点、一面、两角、三线”；点”入射光线、反射光线、法线交于入 射点；一面”入射光线、反射光线、法线在同一平面内；两角”反射角、入射角

6、；土线”入射光线、反射光线、法线。3、在平面镜成像中，应知道每条反射光线的反向延长线都通过像点；物与像大小相等；到镜面距离相经典例题透析：弱 光的直线传播1.下列叙述中用到了与图所示物理规律相同的是（A.水中望月C.凿壁偷光解析：此图所示的工人利用了光的直线传播的知识，而 AB属于光的反射，因此选 C、Do总结升华：影子的形成，日食月食现象都属于利用光的直线传播；而平面镜成像属于利用光的反射，我们经常把水面当作镜面。举一反三：下图中，S是光源，A是不透明的物体，L是竖直墙面，试画出光源 S照不 到墙面的范围。LA5解析：由于光是沿直线传播的，所以如下图中MN为光照射不到地方。02.（2011绍

7、兴）如图，点燃的蜡烛放在距小孔a处，它成像在距小孔b的半透明纸上，且a大于b。则半透明纸上的像是（）EA.倒立、放大的虚像 C.倒立、缩小的实像B.正立、缩小的虚像D,正立、放大的实像解析：从题目首先获悉在半透明纸上的像，说明成的是实像，因为实像可以用光屏承接；小孔成像，像的大小和物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离有关，再根据a大于b这一信息，可判断出成的是倒立缩小的实像。总结升华：此题主要考查从题目中获取信息的能力和分析问题的能力。解答时抓住小孔成像的关键点：物远像近、像变小的特点进行解答。答案：C 光的反射C3 .根据图所给出的条件，分别画出反射光线、入射光线，平面镜的位置。匡J六r j解

8、析：这三道题是依据光的反射定律来作图，我们应知道法线是反射光线和入射光线夹角的角平分线。以第一个图为例，作图步骤：(1)过入射点O作垂直镜面的法线 ON. (2)标出入射光线 AO与法线的夹角&即入射角.标上箭头，(4)标出反射角仪。(3)画反射光线OB,使NN0B4 ,并总结与升华：光的反射定律：在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一个平面内；反射光线、入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角；在光的反射现象中，光路是可逆的；当光线垂直入射时，光沿原路返回。法线是反射光线和入射光线夹角的角平分线这些是我们作图与解决问题的关键。举一反三：如图所示，在 O处放置一个平面镜，使

9、光线 AO被平面镜反射后照亮墙壁上B点，画出平面镜的位置，并完成光路.解析：此题实际上已给了反射光线 OB,因此连接OB得反射光线，作的角平分线ON ,过入射点O作ON的垂线即得平面镜。4.下图是某同学作的光路图，他只和线，请你帮 他画出发光点S和像点S o回解析:此题入射光线的对称线与反射光线的反向延长线的交点即为像点S,然后再在入射光线上与 S对称处找出发光点S.（也可以画出反射光线的入射光线，两条入射光线的交点即为发光点S;还可以先做出入射光线的反射光线，两条反射光线的反向延长线的交点即为像点S'）总结与升华：注意：应知道每条反射光线反向延长线都通过像点。我们在画图时经常采用此方

10、法。答案：举一反三：如图所示，点光源 S发出的哪一条光线经平面镜反射后经过A点?t FFTTTfm rm 字、mn解析：如图所示，根据平面镜成像规律，可以确定光源S的像点S',连接S' A可找到入射点O和过A点的反射光线 OA,连接SO, SO即为反射光线 OA的入射光线.答案：6,2。夜晚，当汽车发出的光照射到自行车尾灯上时，司机看到尾灯反射的光，就能及时避让。中有关自行车尾灯的光路图正确的是（）遍解析：从自行车尾灯作用上看， 是将汽车发出的光再反射回去，从图上看，能完成此过 程的只有A答案，B、C、D都不行；从光的反射规律分析，相互垂直的平面镜反射特点是 入射光线和最终反射

11、出的光线是平行的，因此为A答案；当然通过做法线，判断反射角和入射角的关系也能得出此答案。总结升华：此题是课本习题的变形， 考查光的反射规律在实际中的应用能力。告诉我们注意对周边事物的观察和探究。答案：A举一反三：（2011山东荷泽）如图所示，考古人员需要对一口古井进行清理，为了解决 照明问题，请你帮他们把太阳光反射到井里，并能垂直照亮井底。解析：本题考查了利用光的反射规律作图, 再作法线的垂线镜面。答案：先作出入射光线和反射光线的角平分线法线;综合知识6.在平面镜前有一点井口A,画出看到A点的范围。匡i解析：由于镜子长度有限制，所以看到A点的范围有限，因此我们首先作出最边缘的入射光线和反射光线

12、即可。如图所示，MN与EF之间即是看到 A点的范围。总结与升华：如果不是一点而是一条线段则我们应作出两个端点的范围进而找出它们重 合的部分即可。C7.从光源发出的光，垂直射到平面镜上，经反射在正对着平面镜拈m处的墙上有一光斑，若要使光斑向上移动1m,如图所示，平面镜应转动多少角度？也J解析：根据题目信息，画出简图，可以分析反射光线到达B点传播的距离。”=如?+工炉=/向+0=2m,而OB=2m,根据数学知识，在Rt中，30°角所对应的直角边是斜边的一半，所以0 =0 /2=15 ° o答案：15°总结与升华：在光学题中，我们经常先画图然后再根据数学知识求解。举一反

13、三：试证明两平面镜夹角为 9,入射到它上面的光线经两次反射后，其出射光线与入射光线 的夹角为28,也就是说它能使光线的方向改变2g.解析：利用光的反射定律，先作出入射光线CD的法线，被平面镜 OA反射的光线DE是平面镜OB的入射光线，同理再作出被 OB镜反射白光线EF,然后用几何知识便可获得 结论.证明：如图所示，由反射定律知：Z0DE=ZCDA=3F=Z0ED=S.两次反射后，光线的方向改变了 ，=NDGP ,根据几何关系可得：y月二(不一勿)+(开一 2f)=2汗2(cl + /?) = 27r 2(ttS) = 28.。一一8.平面镜 Mi与M2的夹角为60 ,如图所不， 如果光线AO经

14、Mi和M2反射后沿原路反射回去，则以下判断正确的是A. / 1=45°B. Z 1=60°C.Z 2=45°D. Z 2=60°解析：反射光线必须和 M2垂直光线才能沿原路返回所以选Bo总结与升华：只有光线垂直入射反射光线才能沿原路返回，这是我们做题的关键。成果测评：基础达标一、选择题1、下列物体中属于光源的是A.表面光滑的金属板B.正在工作的小电珠C.小镜子D.晴天的月亮2、晚上，人在马路上走过一盏路灯的过程中，其影子的长度变化情况是A.先变短后变长C.逐渐变短B.先变长后变短D.逐渐变长3、一条入射光线跟平面镜的夹角是A. 30°B, 60

15、°120°,则它的入射光线与法线的夹角为（C. 90°D, 120°4、光线射到一平面镜上，入射角为25°,当入射角增大15°,反射光线与入射光线的夹角为（）A. 30°B, 40°C. 50°D, 80°5、光线斜射到平面镜上，保持平面镜位置不动，若入射光线靠近法线，则反射光线（）A.靠近法线B .远离法线C.方向不变D.无法确定6、两平面镜。叫、之间夹角为,入射光跟平面镜平行，经两个镜面两次反射后，出射光跟°阻1平行，如图所示，那么此g角应为A. 30°B. 45

16、6;C. 60°D. 75°7、在正常情况下，人的眼睛离书本的距离为25cm时，看的清楚，不容易疲劳，这个距离叫明视距离.人刮胡子时应A.使平面镜到眼的距离为 25cmB.使平面镜到眼的距离为 50cmC.使平面镜到眼的距离为 12.5cmD.因为像的大小不变，所以平面镜到眼的距离远近都一样2m处跳到了距平面镜 4m处.下列关于6m8m8、某同学在竖直放置的平面镜前，从距平面镜镜中像的大小及像的距离的说法中正确的是A.像与该同学大小相等，像到该同学的距离变为B.像与该同学大小相等，像到该同学的距离变为C.像比该同学大，像到该同学的距离变为6mD.像比该同学小，像到该同学的距

17、离变为8m9、小明做研究平面镜成像的实验时，先将蜡烛放在平面镜前50cm处，他记下了像的位置，然后，他将平面镜向蜡烛移动了10cm,则第二次成像的位置与第一次成像的位置比较A.向平面镜移动了 10cmB.向平面镜移动了 20cmC.远离了平面镜10cmD.远离了平面镜20cm10.某同学在做研究平面镜成像的实验时，想使竖直放置的蜡烛所成的像与水平面成水 平的，他可采用的方法是A.将平面镜与水平面成 90°角放置B.将平面镜与水平面成 60°角放置C.将平面镜与水平面成 30 °角放置D.将平面镜与水平面成 45°角放置二、填空：11、真空中光的传播速度是

18、 m/s.它相当于1s内绕地球赤道 圈.在 平常计算中真空和空气中的光速取为 。12、光年是光在 传播的距离，如果一年按 365天计算，1光年=m , 离太阳系最近的恒星是半人马座的比邻星”，距我们4.3光年，如果我们乘坐的航天器的速度是17km/s,到 比邻星”旅游一趟大约需用 年时间。13、在练习射击时，要 三点一线”才能射得准，即枪上标尺缺口、枪上的准星和射击目 标要重合，这是根据 。14、黑板发生 反光”时，上面的粉笔字看不清楚，这是因为黑板发生 反射的 缘故，我们能从各个不同的方向看清楚物理课本的原因是光在课本上发生 反射， 小红用小镜子晃小明的眼睛是太阳光发生了 反射。15、当入射

19、光线方向保持不变，而把平面镜转动。角，则入射光线和反射光线的夹角将 改变 角。16、一条光线入射到平面镜，与镜面的夹角是15°,则反射角是线方向不变，使平面镜逆时针转动15。，反射光线和入射光线的夹角是17、如下图所示，一根光线竖直向上射到水平放置的平面镜上，光源度.如果入射光度。S在地面距平面 度角。18、（2011 天津） 身高1.75m的小刚站在竖直放置的平面镜前像距他于"或等于"）m。如果他向镜面移动 0.5m,他的像高1.5m处，他在镜中的1.75m （选填大于"小三、作图题：19、如图所示：小明用平面镜将一束太阳光反射到竖井中，请在图上作出平

20、面镜的位置,并标出镜面与水平面夹角的度数。20、在图中光学黑箱内填上适当的光学器具。镜2m,要想用此光源照亮距光源 2m处地面上的一点 P,镜面应转过四、解答题21、身高1.70m的人站在竖直放置的平面镜前，要想看到自己的全身像，平面镜最少应多长，对平面镜的悬挂有何要求。基础达标答案：一、选择题1、B解析:反光的物体不叫光源。2、A解析：由于光的直线传播，人在路灯下影子。3、A解析：入射光线与镜面所成锐角为60。，所以入射角为30。4、D5、A当入射光线靠近法线时，入射角减小，根据反射定律，反射角等于入射角，反射角也应 减小，即反射光线也靠近法线。6、C解析：如图所示，由于 制。场,W/网，则

21、小包/4二8 ,根据光的反射定律，所以 AEOC 为等边三角形，所以 。二6州选c点拨：此类问题需要根据光的反射定律，结合数学中角的关系综合解题。7、C解析：因为物和像到镜面距离相等共为25cm ,所以物距为12.5cm。8、B9、B10、D二、填空题：11、2.99 7 92 X1087.53X108m/s12、一年的时间里，9.46 M015, 7.6 M0413、光的直线传播原理14、镜面 漫 镜面15、2 0解析：把平面镜转动 。角，则入射角相应改变了。而反射角也改变了 也因此入射光线和反射光线的夹角将改变了 2 &16、 75; 12017、22.518、3;等于三、作图题：

22、19、答案如图所示，镜面与水平成60°。*7777?20、答案如图。21、解析：如图所示，A、C、B分别表示人的头顶、眼睛和脚的位置.EF为平面镜位置，由平面镜成像特点可确定 A C B ACB的像，因为 OC=OC ,1 1 II所以 OC= C CC , EO= A A C EF= A A B' 2 AB。EF为平面镜的最小长度，AB为人的身高，这就是镜的长应为人身高的一半.此人身高1 .70m,则镜长最小为0.85m.所放位置如图所示，镜的上端 E点应在人的头顶和眼睛之间距 离的中点位置的高度。（注意：若平面镜高度挂的不对，就不能看到自己的全身像） 能力提升与综合测试一

23、、填空题：1、点光源S发出的光，垂直射到平面镜上，当反射光线偏转30°角时，则平面镜绕入射点偏转了 角，反射角为 .2、如下图所示，入射光线与平面镜镜面之间的夹角为20。，若使反射光线与入射光线之间的夹角变为 100 °,则平面镜应绕过 O点的轴沿 时针转过.3、（2011绵阳）绵阳夜晚当涪江三桥上的灯光开亮时，涪江水上实景与江中倒影”交相辉映，形成一幅绚丽多彩的图案。已知三桥下涪江水深为2m,桥上一彩灯距水面 12 m,则该彩灯的倒影”距水面m;若涪江水再上涨 0.5 m,则该彩灯与其对应倒影"相距 m。二、选择题：1、一平面镜与水平桌面成45°角固定

24、在水平桌面如图所示，一小球以1m/s的速度沿桌f+We面向平面镜匀速滚去，II则小球在平面镜里的像A.以1m/s的速度，做竖直向上的运动8 .以1m/s的速度，做竖直向下的运动C.以2m/s的速度，做竖直向上的运动D.以2m/s的速度，做竖直向下的运动2、座钟钟面正对平面镜，在镜里见到的指针位置如图所示, 实际指的时刻是A.9点45分B.1点15分C.7点15分D.7点45分三、解答题：3、你会做下面的实验吗？模拟日食”和月食”现象；实验器材：蜡烛、火柴、乒乓球、皮球（或气球）；实验步骤和方法：（1）点燃蜡烛，放在桌子上（代表太阳），一手持乒乓球（代表月亮），另一手持皮球（代表地 球）；（2）

25、使皮球围绕蜡烛运动，乒乓球围绕皮球运动，观察皮球、乒乓球各自被对方的黑影 遮挡的情况；当乒乓球、烛焰、皮球三者处在同一直线上时，皮球上的某一部分被乒乓球的黑影挡住， 这种情况相当于日食；当烛焰射向乒乓球的光全部或部分被皮球挡住，这种情况相当于月食；全部挡住是月全食，部分挡住是月偏食。本实验最好两人合作，并在晚间关闭电灯后或者在室内遮光的条件下进行。通过上面的实验，请你回答：（1）日食、月食的成因是什么？（2）发生日食、月食时，太阳、地球和月亮三者之间的位置关系是怎样的？请画出示意图.4、某人身高1.7m,为了测试路灯的高度，他从路灯正下方沿平直公路以1m/s的速度匀速走开，某时刻他的影子长为

26、1.3m.再经过2s,他的影子长为1.8m,路灯距地面的高度是 多少？5、如图所示，两个相互垂直的平面镜，一条光线射入，试完成光路图.证明射出光线与射入光线平行，方向相反.能力提升与综合测试答案一填空：1、 15°, 15°2、逆，20°解析：没转动前反射光线与入射光线夹角为140°,转动后夹角减小 40。则入射角减少20°,因此入射光线与镜面夹角变大20°故平面镜应绕过 O点的轴沿逆时针转过 20°。3、12; 23二、选择题：1、答案：B解析：由平面镜成像特点知像物连线与镜面垂直，且它们到镜面的距离相等，当小球以.111

27、m/s的速度沿桌面由位置运动到位置时，分别作出小球在两个位置所成的像和L /二、尸L “4,，说明像由 位置运动到了 .勺”位置，且由图可以看出 到的距离与到的 距离相等，故像在竖直向下运动，且速度大小与球运动速度相同。2、答案：A解析：根据平面镜成像总是 上下一致、前后对应、左右互换 ”的特点，像与物体左右互 换了，再把它互换回来即可，最简便的方法有：方法1:逆时针读数法（座钟时针、分针本来是顺时针方向旋转的，左右互换”后，变成了逆时针方向旋转了 .因此，按逆时针读数就很快读出，其实际指的时刻是9点45分.方法2:背面透视读数法。（平面镜成像左右互换了，由正面看改为从背面透过纸看， 从左右又

28、互换回来了， 做法是将作图面翻过去，从纸背面透过纸去看座钟，按正常的顺时针方向读数，此时读出实际指的时刻为9点45分）方法3:由数学公式得出，实际时刻等于12点减去平面镜中的钟面指示时刻，即实际时刻=12点-2点15分=9点45分.3、（1）日食、月食的成因是光的直线传播；（2）当太阳、地球、月亮三者在同一直线上，且月球位于太阳和地球之间时，在地球表面上就留下了月球的影子，在月球影子中的人看不到太阳（或看不到完整的太阳）就形成了日食。日食、月食的成因及太阳、地球、月亮三者的位置关系见图所示：图 日食的成因图 月食的成因4、答案：8.5m 解析：如图 SEF=vt=2mAB BD ABD s 匕 GED, GE = ED AB BC ABCA HFC, HF' = FC 解得AB=8.5m 。解析：根据反射定律图解如图所示: 由/ 1 = /2 （反射定律）/ 6=90°-/2/ 5=90°-/ 1所以/ 5=7 6因N01, NO 2 （两镜垂直，法线也垂直） 所以 / 2+ / 3=90°/ 1 + / 4=90°即/ 2+Z 3+Z 1 + 7 4=180° ,即/ AO1O2+Z 01023=180° ,AO1