定律定義
光的反射定律
(1)反射光線、入射光線、法線都在同一平面內。(同一平面內)
(2)反射光線、入射光線分居法線兩側。(居兩側)
(3)反射角等於入射角。(角相等)(∠r=∠i)
總結:當光射到物體表面時,被物體表面反射回去,這種現象叫做光的反射。
特殊情況
垂直入射時,入射角反射角都是零度, 法線、入射光線、反射光線合為一線。
兩種反射鏡面反射與漫反射
1.鏡面反射:平行光線經界面反射後沿某一方向平行射出,只能在某一方向接收到反射光線(反射面是光滑平面) 。
2.漫反射:平行光經界面反射後向各個不同的方向反射出去,即在各個不同的方向都能接收到反射光線(反射面是粗糙平面或曲面)。
但無論是鏡面反射,還是漫反射都遵循光的反射定律;漫反射只由於反射表面不平 行成不規則的反射 就是在不平的表面有些弧狀或尖銳的行狀 假設有一條光線射到上面 做其切線做為平面作反射線 這樣就有許多的細小的“鏡子”夠成漫反射。
注意:在光的反射中光路可逆。
定律理解
反射光線與入射光線、法線在同一平面上;反射光線和入射光線分居在法線的兩側;反射角等於入射角。可歸納為:“三線共面,兩線分居,兩角相等”。光具有可逆性。光的反射線象中,光路上是相等的。
實驗驗證
光的反射規律實驗
實驗目的:找出光反射時的規律。
實驗器材:平面鏡,紙板,雷射筆,直尺,量角器,筆。 實驗步驟:
實驗中研究光的反射,其中選擇對光反射能力強的平面鏡做反射面,用白色硬紙板和白紙顯示光束傳播的路徑。
(1)按圖甲所示,先使E、F成為同一平面,使入射光線沿紙板射向鏡面上的O點,觀察從鏡面反射的光線的方向。
甲 乙 丙
(2)改變入射光線的方向,觀察反射光線的方向怎樣改變。
(3)按圖乙那樣,把紙片F向前折或向後折。
反射角和入射角的關係做實驗研究,可採取如丙圖所示的實驗裝置。
①一張16 K的白紙用圖釘或透明膠條固定在水平桌面上,在白紙中間畫出直線ON作為法線;在ON的一側畫幾條角度不同的直線OA、OA、OA。
②讓從手電筒前面紙縫中射出的光分別沿OA、OA、OA射向鏡面,觀察反射光線。
③分別在每條反射光線的位置上用大頭針扎一個孔B、B、B。用刻度尺畫出直線分別將OB、OB1、OB2連線起來。
④再用量角器量出反射角(r)和入射角(i)的大小,並記錄大小進行比較。
角i | 角r | |
第一次 | ||
第二次 | ||
第三次 |
⑤使光線分別沿OB、OB、OB射向鏡面,觀察每條反射光線的方向。
分析和論證:
(1)上述步驟1和2可看到E和F在一個平面內時有反射光線,且反射光線隨著入射光線的改變而改變。
(2)按步驟3把紙片F向前折或向後折,將觀察不到反射光線。
(3)從步驟4的①-④可看出反射角等於入射角。
(4)從步驟4的⑤可看出反射時光路是可逆的。
總結出光的反射定律
①反射光線與入射光線、法線在同一平面內。
②反射光線和入射光線分居法線的兩側。
③反射角等於入射角。
說明:(1)光的反射定律可概括為十二個字三線共面,兩線分居,兩角相等。
(2)反射定律的第三條反射角等於入射角,不能說入射角等於反射角,因為先有入射,後有反射;入射在前,反射在後;入射是因,反射是果。
(3)在反射時,光路是可逆的。
發展簡史
提出者
光的反射定律由法國土木工程兼物理學家菲涅耳(1788~1827)提出。他發現了反射/折射與視點角度之間的關係。因此,光的反射又稱為菲涅爾反射。
如果你站在湖邊,低頭看腳下的水,你會發現水是透明的,反射不是特彆強烈;如果你看遠處的湖面,你會發現水並不是透明的,但反射非常強烈。這就是“菲涅爾效應”。
在真實世界中,除了金屬之外,其它物質均有不同程度的“菲涅爾效應”。
定律影響
可以為學習《平面鏡成像》這一節鋪平道路,同時也為學習光的折射奠定了基礎。