光的反射完整

第I课时光的反射第II课时光的折射第皿课时光的波动性第W课时光的粒子性第V课时光学实验

【高考要求】光的直线传播。本影和半影。（I）;光的反射，反射定律。平面镜成像作图法（II）。【见证考题】（2004年全国理综，17）图中M是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节。甲、乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍，如图所示。二人略错开，以便甲能看到乙的像。以l表示镜的长度，h表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像，l的最小值为 （ ）A．C．B.-hA．C．2D.h【解析】方法1：如图所示甲成像A'B',乙眼在C,若能看到甲全身像，镜长起码为EF,设D0=S,则B0=2S,由成像规律知，OB'=2S，根据相似三角形可得EF:A'B'二DO:DB"二S:3S二1:3二l:h方法2：如图所示乙成像C'D'，眼像在C'。若能看到甲全身像，镜长起码为EF，设DO=S,由成像规律知，D'O二S则BO=2S，根据相似三角形可得EF:AB二D'O:D'O二S:(S+2S)二1:3二l:h答案应选A【归纳】本题着重考察了平面镜成像作图法，解题方法非常灵活，既可以由甲成像来解，又可以由乙成像逆向思维来解。而用后者就稍简单一些，这就需要学生在学习过程中多思考，多总结。【知识链接】一、光的直线传播1、光的传播：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。小孔成像、影子、日食、月蚀等光现象都是光沿直线传播的结果。2、光在真空中的速度c=3x108m/s，在其它介质中的速度都小于c。3、本影和半影：点光源在物体背后形成的影区是完全黑暗的，属于本影区。如果不是点光源，则在物体背后形成的影区将有所不同。如图所示，A区域中日光灯发出的光完全射不到，属于半影区。B、C、D区域只能受到部分光线的照射，属于半影区。3、光的反射平面镜1、光的反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面上，反射光线和入射光线分别位干法线两侧，反射角等于入射角。2、平面镜的成像特点：平面镜是根据光的反射定律来控制光路和成像的光学器件，物体在平面镜里成正立、等大、反序的虚像，物和像对镜面成面对称。在反射现象中，光路是可逆的。就是说，当一束光沿着反射光线的反向射入时，它将沿着原入射光线的么向射出。但由于所成的像为虚像，所以，当在虚像的位置放一个发光体时，我们无法在物体的原来位置上找到它的像。虚像并不是实际光线会聚而成的，而是反射光线的反向延长线的交集，这就是我们称之为“虚像”的原因。3、 成像的大小与整体像的观察范围间的相关因素：理论上讲，很小的平面镜也能将庞然大物成像于镜中，就是说是否成像与镜的大小无关。然而，在平面镜中所成的整体像是否能在某一观测点观测到，取决于下列诸因素，即平面镜的大小，物体的大小，物体与平面镜所成的角度，以及观测点具体位置。概括起来就是，当我们将观测点与物体通过平面镜所成虚像连接起来时，必然与平面镜有交点，若所有的交点均在平面镜上，那么，在观测点上能看到物体的完整像；若只有部分的交点在平面镜上，那么只有这部分能观测到，在观测点上能看到物体的部分像；若没有交点，说明在观测点无法看到物体的像。重点、难点、疑点剖析】1、光的反射定律、平面镜成像特点的运用是重点【例1】一点光源S放在平面镜M前不动，平面镜跟水平方向OS成30角，如图所示。今使平面镜以速度v沿OS方向运动，则像的速度v'是（）A、 v'=v，沿OS方向B、 v'=v，方向垂直OS向下C、 v'=、.：3v，沿SS'连线向S运动D、 v'=v，沿SS'连线向S运动【分析】由平面镜的成像特点知：物和像关于平面镜成面对称。像距等于物距。物移动多少，像也移多少。物相对平面镜移动的速度与物相对平面镜移动的速度相等。【解析】平面镜由M移到M'，移动距离为a,由对称性可知，S'沿S'S移动距离为2a，而平面镜沿S'S方向速度为vsin9。故像S'沿S'S方向以2vsin9速度运动，所以D选项正确。

【答案】D【归纳】此题中物垂直平面镜的速度为vsin0，像垂直平面镜的速度也为vsin0。在平面镜成像特点中物像关于平面镜成面对称是最重要的一个特点，物相对于镜的运动规律与物相对于镜的规律相同。物匀速则像也匀速，物加速则像也加速；物相对平面镜转动则像也以同样角速度相对平面镜转动。实际解题时，要注意是问关于物、像与镜之间的问题还是物与像之间的问题。（类题演练）两个平面镜互成直角，入射光线AB经过两平面镜反射光线为CD、AB与两平面镜的交线垂直，如图所示，现以两平面镜的交线为轴，将镜转动10。，两平面镜仍保持直角，在入射光线保持不变的情况下，经过两次反射，反射光线为C'D'，则C'D'与CD（）A、 不重合，同向平行B、 重合C、 相交成20。角D、 相交成40。角【分析】：要找到经过平面镜反射后的反射光线的方向，确定的依据是反射定律。解题要遵循反射成像特点中物与像关于平面镜对称的观点。【解析】当平面镜转动之前，根据反射定律知：入射光线AB与反射光线和反射面成等角，即：Z1=Z2；在第二个反射面上，同样有上述的关系，即:Z3二Z4Z2+Z3二90。，Z1+Z2+Z3+Z4二180。说明光线AB和CD是平行的。由成像规律中物像对称知，P'相对镜M0转10。而P''相对镜NO逆转10。，二次转动刚好抵消，P''位置未动。由于CD的反向延长线总通过P''点，由此我们可以知道，当保持入射光线的方向不变而改变直角二面镜的角度时，最后的出射光线必然仍与入射光线的方向平行且重合。即答案B正确。【答案】B2、光的成像作图中求观察范围和区域是难点【例2】在地质考察中发现一个溶洞，洞内有一块立于水中的礁石，如图所示，为了能在洞外对礁石进行观察，必须用灯光对它照明，若利用水面反射来照明，则灯应放在什么位置才有可能照亮全部礁石？【分析】：根据光路可逆原理，只要在洞外能观察到礁石完整像的范围内打灯光，就能照亮全部礁石。先要作出礁石的像及遮挡物的像再根据一些光路控制即可。【解析】作出AB的像A'B'和遮挡物C的像C'。连接A'C'交水面于D，连接AD和BC完成光路图。而能观察到完整像的范围应当是像A'B'和溶洞其倒影组成的相关光锥内，即图中的阴影部分。值得指出的是这里不是以“镜”为界，而是以“屏障”为界构

成的光锥。【归纳】此类题一般都会涉及到几个物体，对研究的对象应先作出它们的像，再根据一些光路的边界控制来解即可。部分题可能会有几种解法，因为求范围有时只需作出部分物体的像就可以了。作图时应充分利用物像对称，光路可逆等技巧。（类题演练）如图所示，AB表示一平面镜，PP是水平12放置的米尺（有刻度的一面朝着平面镜），M、N是屏，三者互相平行。屏MN上的ab表示一条竖直的缝（即ab之间是透光的）。某人眼睛紧贴米尺的小孔S（位置见图），可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部分，并在PP上把这部分涂以标志12【分析】：此题涉及到两个物体和一个平面镜，可以只需作出一个物体的像再由边界条件限定即可，边界条件也就是ab对光线的限定。【解析】方法一：若S为点光源，作出它的像S'，连接Sa交镜于连接S'b交镜于D，S'C、S'D交PP如图所示。图中它12发出的光经平面镜反射后能够照到米尺上的范围，由光路可S逆性可知，即为人眼通过平面镜和狭缝ab看到的范围。S方法二：若S为点光源，作出ab的像a'b'，连接Sa交镜于C,连接Sb'交镜于D，a'C、Db交PP如图所示。图中12它发出的光经平面镜反射后能够照到米尺上的范围，由光路可逆性可知，即为人眼通过平面镜和狭缝ab看到的范围。3、物动影移的问题是疑点【例3】一人自街上路灯的正下方经过，看到自己头部的影子正好在自己脚下。如果人以不变的速度朝前走，则他头部的影子相对于地面的运动情况是0ABA、 匀速直线运动0ABB、 匀加速直线运动C、 变加速直线运动D、 无法确定【分析】：本题考查的主要是光的直线传播和运动学的有关知识。该题易犯的错误是仅凭主观想象进行猜测，认为人头部的影子是非匀速运动，因为人运动的越远，人的影子越长，所以头影的运动应是加速的，而匀加速很难保证，于是认为应是变加速直线运动，而错选C答案。正确的思路应是根据光的直线传播和几何知识推导其位移或速度表达式即可得解。【解析】设灯高为H,人高为h,如图所示，人以速度v经任意时间t到达位置A处。由光的直线传OB二HbOB二Hb-OA二Hbvt故人头影的速度v'二OBH二vt H-hhAB_OB-OAH~OB~OB播知人头影在图示B处，由几何知识得：因为H、h、v都是确定的，故v'亦是确定的。即人头影的运动就是匀速直线运动。【答案】A【归纳】此类题都应根据几何知识结合运动学相关知识，推导其位移或速度表达式，若位移为时间的一次函数则为匀速，二次函数为匀变速。若物速为匀速，影速与物速成正比则也为匀速。关键在于找对应关系。（类题演练）如图所示，竖直墙壁前有一固定点光源S，从这点光源处水平 ’__」抛出的物体在竖直墙壁上的影子运动情况是（ ） s"■■■A.匀加速直线运动 B.自由落体运动C.匀速直线运动 D.变加速直线运动【分析】此题物体