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光的反射
【学习目标】
1．确认所有物体的表面都反射光．说出镜面反射和漫反射的特点．
2．说出光的反射定律的内容及研究方法，会用反射定律作反射光路图．
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【主体知识归纳】
1．研究光的反射规律时应掌握的几个名词(参见图5—3)：
(1)入射点(O)：光线射到镜面上的点．
(2)法线(ON)：过入射点所作的垂直于镜面的直线．
(3)入射角(i)：入射光线与法线的夹角．
(4)反射角(r)：反射光线与法线的夹角．
2．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的两侧；反射角等于入射角．在反射时光路是可逆的．
3．光的反射类型：
(1)镜面反射：光滑镜面的反射．其特点是：射到平面镜上的平行光线反射后仍然平行．
(2)漫反射：粗糙表面的反射．其特点是：平行光线射到粗糙的表面上时，反射光线是向着不同方向的．我们能从各个方向都看到自身不发光的物体，正是由于该物体表面对光发生漫反射的缘故．
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【基础知识讲解】
1．研究光的反射定律的方法
用实验来研究光的反射定律时，通常用激光器或缝光源来获得一细光束(光线)．用镜子使光线发生反射．那么，实验中用到的白色硬纸板起什么作用?为什么要用两块硬纸板粘接起来，使其能绕接缝转动?实验中要观察哪些内容?请同学们通过阅课文的实验内容回答上述问题．
2．正确理解光的反射定律
(1)反射定律包含三个内容，即“共面”“异侧”“相等”缺一不可，不能简单地认为“反射角等于入射角”就是反射定律．
(2)要知道入射角决定反射角的因果关系．叙述定律时，一定要讲“反射角等于入射角”，不能讲“入射角等于反射角”．
(3)入射角、反射角分别是入射光线、反射光线与法线的夹角，而不是它们与镜面的夹角．光线垂直入射到镜面上时，入射角（或反射角）不等于90°，而是等于0°．
(4)法线总是与反射光线跟入射光线所成夹角的角平分线重合．
（5）在光的反射中，光路是可逆的．就是说，若使光线逆着原来反射光线的方向入射到镜面上，反射光线将逆着原来的入射光线射出．
3．光的反射定律的应用
(1)已知镜面和入射光线，画出反射光线(如图5—4所示)．
(2)已知镜面和反射光线，画出入射光线(如图5—5所示)．
(3)已知入射光线和反射光线，画出镜面(如图5—6所示)．
在上述(1)、(2)两个应用中，只要过入射点O作镜面的法线．即可得到入射角(对应用(1))或反射角(对应用(2))．然后根据反射角等于入射角即可作出待求光线．
对上述应用(3)，同学们想一想，反射光线与入射光线的交点是什么?该点在镜面上吗?
同学们一定想到了，反射光线与入射光线的交点是入射点O，入射点必然在镜面上．那么，过入射点随意画一个镜面就是我们所求吗?显然不是．为了确定镜面的正确位置，就必须先画出镜面在O点处的法线，然后根据“法线与镜面相互垂直”作出镜面．请你回答：如何作镜面在O点处的法线呢?如果你记住了本节“课文学习导航”2(4)所述的内容，你也就得到答案了．请你在图5—6中完成作图．
只有在你真正理解了学过的知识之后，才谈得上对知识的应用，才谈得上应用知识的灵活与变通．对前面讲过的内容，你真正理解了吗?请看下述问题：
例1者为了采集黄金或其他有价值的矿藏，人类常常要在地壳里挖掘很深的矿井．现在已知世界上最深的矿井在南非洲，它的深度已到3．3km以上．(这里讲的并不是钻探工具到达的深度，而是人迹所到的地方)．当然，挖掘矿井是沿着矿脉走向而分段采掘的．因此矿井中通常分(竖直向下的)竖井和(水平方向的)巷道．有的一个竖井的深度就达700m(通常是第一个竖井)．在地面上挖如此深的竖井时，要想让与水平面成50°角照射的太阳光照亮井底．只给你一块平面镜，你能做到吗?请做光路图说明镜面的放置方法并求出此时面与水平面的夹角是多大．
该题中给出的已知条件是什么?待求的是什么?在上述反射定律的应用中，它属于(1)(2)(3)三类中的哪一类?
该题中给出的条件有：①入射光线，它是与水平面成50°角照射的太阳光．②反射光线．它的方向垂直于水平面竖直向下．(这是因为矿井很深，只有竖直向下的光才能照亮井的底部)．该题待求的是确定平面镜的放置方法．显然，它与前述的应用(3)相同．你只要用同样的方法画出平面镜，然后应用几何知识就可求出镜面与水平方向的夹角是70°．
请你自己完成本题的解答．
例2如图5—7所示入射光线与镜面的夹角为α，现以入射点O为轴，将镜面顺时针旋转θ角后，反射光线旋转了多大的角度?(镜面旋转时，入射光线的传播方向不变)．
解答本题时，首先应知道：镜面在图5—7所示位置时，入射光线AO的入射角是多大?此时的反射角是多大?当镜面顺时针转过θ角后(图5—8)，镜面的法线将转过多少度角?此时的入射角和反射角又各是多大?镜面旋转之前的反射角与镜面旋转
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