第五章 光的反射

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资源描述

•问题1.漆黑的夜里为什么看不见东西?•2.为什么在有光的地方能看见东西?•光源----能够发光的物体叫光源.•举例:太阳电灯火把蜡烛•••一光的直线传播•在有雾的天气里,可以看到从汽车头灯射出的光束是直的.透过树丛的光束是直的.•光不仅在空气沿直线传播,在水,玻璃等物质中的传播路线也是直的.•沿光的传播路线画一条直线,并在直线上画上箭头表示光的传播方向的直线叫做光线.•光的直线传播的应用•1.激光束引导掘进机挖掘隧道.•2.手影的形成.••影子是怎么形成的呢?•光沿直线传播的过程中,遇到不透明的物体,在后面便形成影.•手影的形成就是光的直线传播的具体应用.•日食和月食日偏食月全食日全食太阳月地日食的成因月太阳地月食的成因•光在同一介质中沿直线传播是有条件的,如果介质不均匀,光线也会发生弯曲.•例如:地球周围的大气不均匀,离地面越高空气越稀薄,阳光进入大气层后就会发生弯曲,因此,早晨,太阳还在地平线以下时,我们就看见了它.•因此,应该说光在均匀介质中是沿直线传播的.地球太阳的实际位置太阳的视位置地平线108光的速度问题.打雷的时候,为什么先看见闪电,后听到雷声?光的传播比声音的传播要快的多.虽然打雷和闪电同时发生,但先看到闪电.光在真空中的速度是299792458m/s,近似等于3×m/s.光在其他介质中的速度十分接近在真空的速度,也可认为是一样的.•2.光的反射•一切物体的表面都反射光,我们能够看到不发光的物体,就是因为它们反射的光进入眼睛.磨光的金属,油漆的好的家具看上去光亮耀眼,而石块,砖头等看上去暗淡无光,这是由于不同的表面反射光的情况不同.•光的反射定律从光的入射点O所做的垂直于镜面的线ON叫法线,入射光线与法线的夹角叫入射角oirANB入射光线反射光线•反射光线与法线的夹角叫做反射角.•光的反射定律•反射光线与入射光线,法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角.•镜面反射和漫反射•一束太阳光射到平面镜上,在反射光的方向可以看到耀眼的亮光.而太阳光射到纸上怎么都看不到亮光,这是因为白纸有许多细微凹凸不平漫反射•的地方,平行光射到上面时,反射光线向着不同的方向,这种反射叫漫反射.•而镜面很光滑,射到上面的平行光反射后仍然是平行的.光滑镜面的反射叫做镜面反射.镜面反射第三节平面镜平面镜成像从上面的实验可以看出,无论蜡烛到玻璃板的距离是远还是近,平面镜所成的像和物体到镜面的距离都想等,像与物体大小相同,如果把像和物体的位置用直线连起来,还可以看出,它们的连线与镜面垂直。利用光的反射定律可以说明平面镜成像的原理。如图5-14所示,镜前烛焰上的点S射向平面镜的光线,经平面镜反射进入人眼睛,看起来就觉得这些光线好象是从它们在镜后延长线的交点射来的(图5-14甲),跟处真有一光源是产生的感觉一样(图5-14乙).就是点在镜中的像.但是镜子后面实际上并没有这个发出光线的点,所以叫虚象,物体上的每个点在镜子里都有一个像点,所有的像点就组成整个物体的虚象.1S1S1S1S1SS平静的水面,抛光的金属平面,都具有平面镜的作用,能形成清晰的像.在古代没有玻璃镜子的时候,贵族妇女就是对着铜镜梳妆打扮的(图5-15).我国大约在四千多年前的夏代就有了铜镜.战国时代铜镜非常盛行,制作精美,在出土文物中时有发现.图5-16练功房中的平面镜能帮助演员矫正姿势图5-15东晋名画(女史箴图)一位妇女正对着铜镜梳妆S1S甲1S乙图5-14平面镜的应用平面镜不但用于生活中,还用于其他方面.练功房里演员用平面镜来观察自己的姿势,牙科医生用小平面镜来观察患者牙齿不易看到的地方.平面镜还用来制作潜望镜.照图5-17那样在管子的上、下拐角出各安装一个平面镜,两块平面镜互相平行,都跟水平方向成角,这样就作成了最简单的潜望镜.潜水艇下潜后,艇内人员就可以用潜望镜来观察水面上的情况(图5-18).当然,它们使用的潜望镜比我们讲的简单潜望镜要复杂得多.045图5-18潜水艇上的潜望镜图5-17潜望镜第四节球面镜凹镜的作用如果镜子的反射面是球面的一部分,这样的镜子叫做球面镜。用球面的内表面作反射面的,叫做凹面镜.简称凹镜.用球面的外表面作反射面的,叫做凸面镜,简称凸镜.实验表明,凹镜能把射向它的平行光线会聚在一点(图5-20),这一点叫做凹镜的焦点.当太阳光会聚在焦点时,如果把纸片放在这里,纸片就会烧焦.利用凹镜能使光会聚的性质,可以制作太阳灶(图5-21),用会聚的太阳光烧水.煮饭,既节省燃料,又清洁卫生.F图5—20射向凹镜的平行光线经凹镜反射后会聚与焦点图5-21太阳灶的锅应该放在什么地方?凹镜的面积越大,能够会聚的太阳光越多,焦点的温度就越高.大的太阳炉可以用来焊接金属,或是炉里的水变成蒸汽,推动发电机发电.如果把小灯泡放在凹镜的焦点上,灯泡发出的光经凹镜反射后,就成为平行光线射出(图5-22)图5-22从焦点射向凹镜的光线反射后成为平行光线手电筒.汽车头灯中用凹镜作反射面,其作用就是放在焦点附近的灯泡发出的光向同一方向近似平行地射出,使光束集中,亮度大,照射的距离远(图5-23,5-24).凸镜的作用射到凸镜上的平行光线,经凸镜反射后变的发散(图5-25),凸镜对光线起发散作用.图5-24汽车灯头光亮的金属勺的背面可以当作凸镜,用勺的背面照自己的脸(图5-26),你在镜中看到的像是放大的还是缩小的?凸镜所成的像是缩小的,但是从凸镜中观察到的范围比从大小相同的平面镜中观察到的范围大.汽车上的后视镜用凸镜,就是为了使图5-25凸镜使平行光线变的发散第五节照度在灯泡瓦数大小不变的条件下,怎样放置桌面上方的照明灯,可以使桌面更明亮些?光源到桌面的距离与桌面明亮程度有什么样的关系?光源发光的强弱是不一样的,100W的灯泡比25W的灯泡发出的光要强。可是,我们看书的时候,桌面在25W台灯的照射下,很可能比高悬在天花板的100W吊灯照得更明亮。由此我们会想到,光照面的明亮程度和光源发光的强弱是两个不同的概念。一、照度照度就是表示物体被照射的明亮程度的物理量。单位:勒克斯,简称:勒符号:lx照度的大小可以用照度来测量。照度表见P75页。自然界中典型情况下的照度自然界的条件照度/lx夏天中午阳光直射下的地面冬天中午阳光直射下的地面阴天(室外)满月时的地面无月光只有星光时的地面1000001000010000.20.0003打开教室内所有照明装置,把照度表之于教室中不同位置,测量其照度的大小。可选取黑板、窗户附近、教室中心以及教室内四周几个位置作为测试点,将读取的数据列表记录下来,并于下表中的指标相对照。实验★下表是学校用房的平均照度注:表中照度指标数据是根据中华人民共和国国家标准《中小学建筑设计规范》GB199—86列出。房间名称平均照度/lx规定照度的平面普通教室、书法教室、语言教室音乐教室、史地教室、合班教室150课桌面实验室、自然教室150实验桌面微型电子计算机教室200机台面琴房150譜架面舞蹈教室150地面美术教室、阅览室200课桌面风雨操场100地面办公室保健室150桌面饮水处厕所走道楼梯间20地面二、光源距离与照度可以作这样的实验:将60W白炽灯置于桌面上,如图5—29所示,移动照度表的感光手柄,测量距光源40cm、80cm、120cm等不同位置的照度。比较测量结果可知:对同一个光源来说,光源离光照面越远,光照面上的照度越小;光源离光照面越近,光照面上的照度越大。102030405060图5—29三、光照面的倾斜程度与照度把照度表的感光手柄固定在表身上,在保持光源与光照面距离一定的条件下,逐渐倾斜照度表,用量角器读取照度表背面与桌面的夹角以及与之相对应的照度。比较测量结果可知:光源与光照面距离一定的条件下,垂直照射与斜射比较,垂直照射的照度大;光线越倾斜,照度越小。图5—31给出了三种情况,如图所示:SA甲SA乙SA丙图甲A点的照度最大,图丙A点的照度最小。你注意观察过吗?挂在桌子上方的白炽灯,照得最亮的地方是桌子的中心,桌子边缘的明亮程度较差。如图5—32所示,白炽灯照射到桌面的光线对桌子的中心来说是垂直照射,对边缘来说是斜入射;另外,灯泡到桌子边缘的距离也比较大。因此,中心的照度最大;边缘的照度最小。在实际生活中,照度太弱或太强,都容易使眼睛疲劳,不利于眼睛的保健。除合适的照度外,还应注意保持照度的均匀和稳定,忽明忽暗的光也会对人的视力产生危害。图5—321、光的直线传播光在均匀介质中沿___传播。光在真空中的速度是___m/s,光在其他介质中的速度比在真空中的速度___。2、光的反射(1)光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。学到了什么直线3×108小光在反射时光路是可逆的。(2)物体对光的反射分为镜面反射和漫反射两类。漫反射使我们从不同方向都能看到物体。3、平面镜成像平面镜所成的像叫虚像,像与物体到平面镜的距离相等,像与物体的大小也相等。4、球面镜球面镜分凹镜和凸镜两种凹镜能使平行光线会聚在焦点;使焦点发出的光线平行射出。太阳灶就是利用凹镜来会聚太阳光的。手电筒、汽车头灯利用凹镜作反射面,使光线近似平行地射出。凸镜使光线发散,凸镜可以扩大视野。汽车上的后视镜常用凸镜,这是为了扩大视野。5、照度照度是表示物体被照射的明亮程度的物理量。照度的单位是___,简称___,符号是___。勒克斯勒lx

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