光的传播和反射

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  知识回顾
  
  一、光的直线传播
  
  1.条件:在均匀介质中沿直线传播。
  2.现象:(1)小孔成像;(2)影子的形成;(3)日、月食的形成;(4)三点一线。
  3.真空中的光速:c=3×108/s。
  
  二、光的反射
  
  1.光的反射定律:反射光线与入射光线和法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居法线两侧:反射角等于入射角。即“三线共面,两角相等,法线居中”。
  2.光的反射类型;(1)镜面反射;(2)漫反射。
  3.平面镜成像特点:(1)平面镜所成的像为虚像;(2)像和物到镜面的距离相等;(3)像和物大小相等;(4)像和物的连线与镜面垂直。
  
  例题深入
  
  例1 我们为什么能看见太阳、发光的电灯、点燃的蜡烛?
  解析:我们能够看见物体,是因为有光射入我们的眼睛。
  答案:因为太阳、发光的电灯、点燃的蜡烛都能发光,它们发出的光射入我们的眼睛,被我们看见。
  点拨:除以上物体外,还有点燃的奥运火炬、荧火虫、发光的激光手电等都能发光。我们把发光的物体叫光源。
  注意,本身不发光只反射光的物体不叫光源,如月亮、自行车后的尾灯等。
  例2 不能用光的直线传播来解释的物理现象是( )
  A.“一叶障且,不见泰山”
  B.太阳光穿过大气层射向地面过程中发生弯曲
  C.检查一块木头是否直,可闭上一只眼腈,用另一只眼睛沿棱的长度方向看过去
  D.日食、月食的形成
  解析:因为阳光的直线传播是有条件的。只有在同一种均匀介质中传播时,光才沿直线传播,而大气层并不均匀,靠近地球表面的大气层密度较大,越往高空越稀薄,因此光的传播过程中会发生弯折,像天上星星会眨眼;早晨,当太阳还在地平线以下时,我们就看见了它;夏日的晴天。站在马路边看到路上行驶的汽车飘忽不定等现象,都是由于空气密度在不断地变化,而引起光的传播方向不断变化而造成的,所以此题正确答案是B。
  点拨:由此题可以看出:(1)人要想看见物体,必须有光线射入人的眼睛,才能引起视觉。(2)月食、日食的形成是光沿直线传播的重要现象。
  例3 打雷时,为什么先看到闪电后听到雷声?
  解析:打雷时,雷和闪电是同时发生的,雷声是通过空气传到我们耳中,闪电光也是通过空气传到我们这里的。
  答案:光的传播速度比声的传播速度快。
  点拨:光在真空中也能传播。光在真空中的传播速度为3x108米/秒。光在空气中的传播速度近似等于光在真空中的传播速度;光在水中的传播速度约等于光在真空中传播速度妁3/4;光在玻璃中的传播速度约为光在真空中传播速度的2/3把光在一年内里传播的距离(约9×1012千米)叫做1光年。光年用做天体星球问的距离的单位。
  例4 如图1所示,光线与镜面成30°角投射到镜面上,反射角与入射角夹角为多大?若把镜面旋转10°,入射光线不变,这时反射光线与入射光线的夹角又为多大?
  解析:如图2所示,先作法线,确定入射角为60°,根据反射定律,反射角等于入射角,则反射光线与入射光线的夹角为2倍的入射角,等于120°。
  当镜面发生旋转时,由于题目没有制定旋转方向,因此可能有两种转动方法:顺时针或逆时针。如图3所示,若镜面顺时针转10°,则法线也顺时针转10°,使入射角增大10°,为70°,故两线夹角为140°;此时反射光线转动的角度为2×100=20°。若镜面逆时针旋转10°,同理可知入射角将减少10°,两线夹角为100°。
  由此题看出:在入射光线方向不变时,转动镜面,若镜面转过θ角,则法线转过θ角,反射光线将变化2θ角,反射光线与入射光线的夹角将增大或减小2θ。
  点拨:当反射面绕入射点转动时,注意法线也随着转动,且法线转过的角度同界面转过的角度相同,法线始终与界面垂直,弄清该关系,是解决此类问题的关键。
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