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探究光的反射定律
【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。
【光的反射定律实验步骤】:
①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;
②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。
③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。
④将光屏向前或向后折,观察反射光线。
⑤整理器材。
【实验记录】:
次数 | 入射角i | 反射角r |
1 | ||
2 | ||
3 |
【实验结论】:
- 在反射现象中,入射光线、反射光线、法线 在同一平面内;
- 入射光线和反射光线分居法线两侧;
- 反射角等于入射角。
【实验补充】:
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。
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。
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】:
光的反射定律是:“共面”、“两侧”、“等角”、“可逆”。
1、显示光路:光屏表面 粗糙 ,可以通过漫反射 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。
2、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 。
3、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。
4、光路可逆:光的直射、反射、折射都具有可逆性。
5、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。
6、如果让光线逆着OF的方向射向镜面,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
7、理想模型法:用带箭头的直线表示光的传播路径和方向。
8、量角器的作用:测量反射角和入射角的大小。
9、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。
10、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。
【创新母题】: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.
序号 | ∠i | ∠r |
1 | 30° | 30° |
2 | 45° | 45° |
3 | 50° | 50° |
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.
(3)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: 。
(4)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.
(5)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是 。
(6)粗心的小明在实验中,记录的其中一组入射角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: 。
【答案】:
(1)入射角;OE;光路是可逆的;
(2)等于; 远离;
(3)避免实验偶然性,得出普遍规律。
(4)不能; 同一;
(5)漫反射;通过漫反射更清晰地显示光传播的路径。
(6)错把反射光线和镜面之间的夹角看作反射角。