实验3 探究光的反射定律实验

1、人射光线实验三、探究光的反射定律实验剖析【实验目的】探究光的反射规律。【试验器材】 平面镜1个。激光笔1个，带刻度的硬纸光屏1个，水槽一个，支架1对，夹子1个。【实验步骤】反射光能o平面镜按要求组装器材。将平面镜水平放置，然后把一块标有刻度的白色硬纸板竖直放置在平面镜上；用激光笔射出一束激光，用笔记下入射光线和反射光线的位置，并在刻度光屏上读出入射角和反射角的 度数，记录在表格中。重复实验两次。改变入射光的方向，多测几组入射角和发射角，并将有关数据填入下表。将光屏向前或向后折，观察反射光线。整理器材。【实验记录】次数入射角i反射角r【实验结论】1、在反射现象中，.入射光线、反射光线、法线 在同

2、一平面内；2、入射光线和反射光线分居法线两侧;3、反射角.等于入射角。4、反射过程中光路是可逆的。【实验补充】1、以法线ON为轴，将硬纸板的B面向后旋转，这时在B面上观察不到反射光线，证明三线共面；通 过比较入射角和反射角的大小关系可以证明反射角等于入射角；反射光线和入射光线对称，并且对称还意 味着分居法线两侧。2、反射定律是用来确定反射光线位置的，对应每一条确定的入射光线而言，反射光线是唯一的。3、如果光线垂直射向平面镜，入射角为0o,反射角为0o，入射光线、反射光线、法线重合。【考点方向】1、光的反射定律是:“共面”、“两侧”、“等角”、“可逆”。2、显示光路：光屏表面粗糙，可以通过漫反射

3、显示光的传播径迹，操作时要求入射光线要贴着光屏 入射；也可以通过烟雾等手段显示光路。3、验证共面：光屏 可折转的作用是验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内 （三线共面）。将光屏折转后不能观察到反射光线，这说明反射光线、入射光线和法线在同一平面上。4、探究等角：要 改变入射角（或入射光线的方向）多次测量 ，探求规律，使结论具有普遍性 。注意反射角和入射角都是光线与法线 的夹角，不是光线与平面镜的夹角。5、光路可逆：光的直射、反射、折射都具有可逆性。6、如果想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，应如何操作？将纸板沿中轴ON向后折，观察在纸 板B上是否有反射光线。7、如果让光线逆着OF的

4、方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：在反射现象中，光路 是可逆的8、理想模型法：用带箭头的直线表示光的传播路径和方向。9、量角器的作用：测量反射角和入射角的大小10、从纸板不同方向都能看到光的传播路径原因是：光在纸板上发生了漫反射。11、多次改变入射角大小并进行多次实验的目的：保证实验结论具有普遍性。经典母题利用如图装置进行探究光的反射规律实验.（1）让一束光贴着纸板A沿EO方向射向镜面，在纸板B上可看到光线沿OF方向射出，在纸板上用笔描出 光线EO和OF的轨迹，则EO与垂直镜面的直线ON的夹角i是（填“入射角”或“反射角”），如 果让一束光从A沿FO方向射向镜面，在纸板 B

5、上可以看到光线沿 方向射出，由此可以证 明。（2）多次改变入射角的大小，测得实验数据如下表.5050分析数据可得：反射角(填“大于“小于，或“等于”)入射角：当入射角变大时，光线OF(填“远离”或“靠近”)直线ON.在上一步操作中多次改变入射角的大小获得多组数据的目的是：。以直线ON为轴线.把纸板B向前或向后折，在纸板B上(填“能”或“不能”)看到反射光 线OF，由此说明反射光线、入射光线与法线在(填“同一”或“不同”)平面内。实验中，从教室各个方向都能观察到粗糙纸板表面反射的光线，这种反射属于(填“镜面反 射”或“漫反射”)，其中选择粗糙纸板的目的 。粗心的小明在实验中，记录的其中一组入射角

6、和反射角度数分别为30。和60，与光的反射规律不 符，请你指出其中的原因：。实验中若将纸板左侧部分向后倾斜，则沿EO的入射光线镜反射后会从 (选填“纸板前面、 纸板上或纸板后面”)射出。【答案】入射角；OE；光路是可逆的；等于；远离；避免实验偶然性，得出普遍规律。不能；同一；漫反射；通过漫反射更清晰地显示光传播的路径。错把反射光线和镜面之间的夹角看作反射角。纸板前面。【解析】EO为入射光线、垂直镜面的直线ON为法线，EO与ON的夹角1是入射角；光路是可逆的。分析表中的数据可知，反射角等于入射角；当入射角变大时，反射角也变大，故光线)F远离法线ON；多次改变入射角能得出多组数据，可以避免实验的偶

7、然性，更能得出光反射的普遍规律。把纸板B向前或向后折时，在纸板B上不能看到反射光线OF，说明反射光线、入射光线与法线在同一 平面内；从教室各个方向都能观察到粗糙纸板面反射的光线，这种反射属于漫反射；粗糙的纸板能通过漫反射 更为清晰地显示光的传播路径，便于实验观察和测量。反射角与入射角不是相等而是互余的关系，说明错把反射光线和镜面之间的夹角看成反射角了。实验中要将纸板竖直放置才会可以验证三线共面，如果向后倾斜一定角度，则根据反射定律可知，反 射光线会从纸板前面射出。真题演练练习1： (2020 福建)用如图所示装置探究光的反射定律，白色硬纸板EF垂直于平面镜放置，能沿ON 折转，ON垂直于平面镜

8、。123456入射角i153045607080反射角r153045607080让人射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的方向。多次改变入射光的方向，观察并描绘光的径迹，量出入射角i和反射角，记录如上表。比较r和i。可以得出：光反射时，反射角人射角;纸板EF右侧没有沿ON折转时，能观察到反射光，有折转时，观察不到反射光，说明光反射时，反射光 线、人射光线和法线在；将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿图中的OA方向射出，说明光反射时，光路是 的；由于光在纸板上发了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)，所以从不同方向都可以观察到光在纸 板上传播的径迹。【答案】(1)等于；(2洞一平

9、面内；(3)可逆；(4)漫反射；【解析】由表中反射角和入射角的度数，可得反射角等于入射角。纸板EF右侧没有沿ON折转时，能观察到反射光，有折转时，观察不到反射光，是因为折转时左右两侧 不在同一平面，说明在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿图中的OA方向射出，可知将反射光线改为入射光线，光路 图照样成立，这表明：在光的反射现象中，光路是可逆的。实验时从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹，是由于纸板表面凹凸不平，光在这里发生了漫 反射的缘故。练习2： (2020 龙东)(1)在“探究光的反射规律”的实验中，小亮进行如图甲所示的实验，

10、让一束光 EO贴着纸板射到平面镜上，将纸板沿ON向后折，此时在NOF面上看不到反射光线，如图乙所示。此实 验现象说明。在甲图中如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会看到反射光线沿着OE方向射出， 这表明。如图丙所示是小亮同学“探究平面镜成像特点”的实验装置，平面镜成像的原理是。在竖立 的玻璃板前A处放一支点燃的蜡烛，可以看到玻璃板的后面出现蜡烛的像，拿一支大小和点燃蜡烛相同的 蜡烛在玻璃板后面移动，当移动到A处时，可以看到它跟像完全重合。由此可以得出的结论 。经过三次实验后，在白纸上记录像与物的对应点如图丁所示，用刻度尺分别测出其到玻璃板的距离，并进行比较，进一步分析得出结论。用玻璃板代替平面镜

11、的原因是，便于研究平面镜的成像特点。【答案】光反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；光反射时，光路是可逆的;光的反射；像与物体大小相同；像到镜面的距离等于物体到镜面的距离；玻璃板既能反射光线，又能透过光线。【解析】由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内，当纸板沿ON向后折后，两块纸板不在同一平面上， 所以在NOF面上就看不到反射光线了，因此这个现象说明了：反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。 如果让光线逆着OF的方向射向镜面，这时的入射角为原来的反射角，根据光的反射定律，反射角等于入射 角，这时的反射角为原来的入射角，所以会发现光线原路返回，也就是说，在反射现象中，光路是可逆的

12、。平面镜成像的原理是光的反射；完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系。用完全相同的物体代替，这种实验方法叫等效代替法， 小明拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛移动到A处时，它跟像完全重合，这说明蜡烛A就是蜡烛A在 平面镜中所成的像，又因为两支蜡烛大小相同，实验现象说明平面镜所成的像的大小与原物体大小相等； 用刻度尺分别测出其到玻璃板的距离，并进行比较可知，这两个距离是相同的，这表明：像到镜面的距离 等于物体到镜面的距离；在实验中用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃的透光性，可以观察到玻璃板的另一侧，便于确定像的位 置。故答案为：(1)光反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；光反射时，光路

13、是可逆的；(2) 光的反射；像与物体大小相同；像到镜面的距离等于物体到镜面的距离；玻璃板既能反射光线，又能透过 光线。练习3： （2020 天水）“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示，平面镜放在水平桌面上，标有刻度 （图中未画出）的白色纸板ABCD能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动 的激光笔。甲Z（1）实验前，应将纸 放置平面镜上；移动激光笔，使入射光束绕入射点o沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿时针方向转动；（2）移动激光笔，使入射角为45，测得反射角也为45，由此就得出“光反射时，反射角等于入射角” 的结论你认为有何不妥之处？ ；（3）如图乙所示，将纸

14、板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现此现象说明 了： ；（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，此时反射光束 （选填字母符号）。A.仍在纸板上呈现B.被纸板挡住 C.在纸板前方（5）实验结束后，同组的小明和小刚都想从镜子中看到对方的眼睛，而不想让对方看到自己的眼睛，结果他俩谁都没有能做到，你认为没有能做到的原因是。【答案】（1）垂直；顺；（2） 一次实验得到的结论具有偶然性；（3）反射光线、入射光线和法线在同一 平面内；（4） C；（5）反射时，光路是可逆的。【解析】（1）白色纸板ACDB应垂直放置于平面镜上，这样反射光线才可以在硬纸板上呈现；如图甲，移动

15、激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，则入射角增大，反射角也增大，则反射 光线会远离法线，即反射光线将会顺时针转动；（2）因为一次实验具有有很大的偶然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的度数进行多 次实验。（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明 了反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，而法线始终垂直于平面镜，则反射光线、入射 光线、法线所在的平面也垂直于平面镜，所以可知反射光束在纸板前方，故应选C。（5）因为反射时，光路是可逆的，所以小明和小刚都能从镜子中看到对方

16、的眼睛，而不想让对方看到自己 的眼睛是做不到的。故答案为：（1）垂直；顺；（2）一次实验得到的结论具有偶然性；（3）反射光线、入射光线和法线在同 一平面内；（4）C；（5）反射时，光路是可逆的。练习4： （2020 湘潭）用如图1所示的装置探究光的反射规律，实验数据如下表:/平面镜/ / /次数1234Zi30405060Zr30405060（1） 图表中匕表示 （选填“入射”或“反射”）角。（2） 分析实验数据可知：反射角 （选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。（3） 纸板ENF是用两块纸板连接起来的。如图2,把纸板NOF向后折，光沿EO入射在纸板NOF上（选 填“能”或“不能”）看到

17、反射光线。这说明在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面 内。（4） 在图1中，当光沿FO的方向射向O点时，光会沿着OE的方向射出，说明在反射现象中光路 的。【答案】（1）反射；（2）等于；（3）不能；（4）可逆。【解析】（1）垂直镜面的是法线，射向镜面的光线为入射光线，入射光线与法线的夹角是入射角，由图1知，OF 为反射光线，匕r是反射角；（2）根据表中的数据可以得出结论：反射角等于入射角；（3）把纸板NOF向前折或向后折，光沿EO入射在纸板NOF上，在纸板NOF上不能看到反射光线，由此 得出结论：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）让光沿着FO的方向射向O点，反射光会沿

18、着OE方向射出，这表明，在反射现象中，光路是可逆的。 故答案为：（1）反射；（2）等于；（3）不能；（4）可逆。练习5： （2020 河北）在“探究光的反射定律”的实验中，平面镜水平放置，白色纸板竖直立在平面镜上，纸板由E、F两部分组成，可绕竖直接缝0N翻转，如图1所示。图1图Z实验次数入射角反射角130302454536060（1）实验中还需要的器材是：、激光笔、铅笔。（2）将一束光贴着纸板E沿AO射到O点，纸板F上会显示出反射光束OB：为探究反射光和入射光是否在 同意平面内，下一步的操作是：。（3）使光束乙不同角度入射进行试验，测量数据如上表所示，由此可得：在反射现象中，。（4）如图2所示

19、，已知入射光线与反射光线的夹角为90，请在图中画出平面镜的位置丙标出反射角的度数。【答案】（1）量角器；（2）将纸板F沿ON向后折（向前折），看其上是否有反射光线；（3）反射角等于入射角；（4）见下图。【解析】（1）因为实验时为了验证光的反射定律，需要测量反射角和入射角的度数，所以必须有量角器；（2）将纸板F沿ON向后折（向前折），看其上是否有反射光线，转动后，若不能看到反射光线，说明反射 光线与入射光线是在同一平面内；（3）使光束以不同角度入射进行实验，由表格中的数据可知，反射角始终等于入射角；（4）已知入射光线与反射光线的夹角为90,由光反射定律知，反射角等于入射角，则反射角等于1X90=

20、45，所以先做出反射光线与入射光线的夹角的平分线，然后再过入射点作这 个角平分线的垂 线即为平面镜的位置，入射角为入射光线与法线的夹角，反射角为反射光线与法线的夹角。如图故答案为：（1）量角器；（2）将纸板F沿ON向后折（向前折），看其上是否有反射光线；（3）反射角等 于入射角；（4）见上图。练习6：（2019苏州）“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示平面镜放在水平桌面上，标有刻度（图 中未画出）的白色纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的 激光笔。（1）实验前，应将纸板 放置于平面镜上移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反

21、射光束沿 时针方向转动；（2）移动激光笔，使入射角为45，测得反射角也为45 .由此就得出“光反射时，反射角等于入射角” 的结论你认为有何不妥之处？ ； （3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明 了： ；（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，此时反射光束。A.仍在纸板上呈现B.被纸板挡住C.在纸板前方【答案】（1）垂直；顺；（2） 一次实验得到的结论具有偶然性；（3）反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4） C。【解析】（1）白色纸板ABCD应垂直放置于平面镜上，这样反射光线才可以在硬纸板上呈现；如图甲，移动激光笔，使入

22、射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，则入射角增大，反射角也增大，则反射 光线会远离法线，即反射光线将会顺时针转动；（2）因为一次实验具有有很大的偶然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的度数进行多 次实验。（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明 了反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，而法线始终垂直于平面镜，则反射光线、入射 光线、法线所在的平面也垂直于平面镜，所以可知反射光束在纸板前方，故应选C。练习7： （2019-怀化）如图是探究光的反射规律的实验装置图，其中ABCD是白色硬纸板制成的光屏，并能 沿ON折转，ON垂直于CD。实验次数1234人射角203俨-IUn50a反射俐203()u4( r（1）实验时，将光屏 放置在平面镜上，让一束光紧贴光屏射向平面镜上的O点，可在光屏上看到反射光线.如图甲所示；将光屏右半部分向后折转一定角度，光屏上看不到反射光.如图乙所示，说明反射光 线