专题五 与光学相关的实验（解析版）.docxVIP

专题五与光学相关的实验

——精剖细解复习讲义

知识点1：与光学相关的实验

1、探究光的反射定律

【实验目的】

探究发生光的反射现象时，反射光线、入射光线、法线的位置关系，反射角与入射角的大小关系，光路的特点。

【实验器材】

平面镜、激光笔、带刻度的折板、光屏、支架、量角器等。

【实验装置图】

【实验步骤】

把一平面镜放在桌面上，再将纸板竖直地立在平面镜上；

根据图甲沿折板平面用激光笔射出一束光线，观察入射光线和反射光线并用笔描出，用量角器量出入射角和反射角的大小，并记录入射角和反射角，将数据填入表格中；

改变入射光线方向（入射角）重复上述实验并记录表格；

沿折板中轴（ON）将折板向后转动，观察反射光线是否仍在OF上；

选择一次实验，沿原反射光线反方向改变为入射光线，观察反射光线判断光路可逆性；

整理器材。

【实验数据】

【实验结论】

反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居在法线两侧。

反射角等于入射角。

在反射现象中，光路是可逆的。

1.可折转白色粗糙硬纸板的作用：①显示光路，对光线起漫反射作用；②探究入射光线、法线和反射光线是否在同一平面内；

2.实验应在较暗的环境中进行：减小其他光线对实验的影响，使实验现象更明显；

3.纸板与镜面的放置要求：纸板与镜面垂直放置；第6页共28页

第6页共28页

4.探究反射角和入射角的大小关系：多次改变入射角的大小，分别测量反射角、入射角的大小，比较入射角和反射角的大小；

5.探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内：将纸板NOF向前或向后折转，观察硬纸板上是否显示反射光线；

6.验证光路是否可逆：将光线逆着反射光线的方向射入，观察新的反射光的传播路径是否与原来的入射光线重合；第6页共28页

第6页共28页

7.实验中改变入射角大小，多次实验的目的：避免实验的偶然性，让实验结论更具有普遍性；

8.让光线紧贴纸板（光屏）射向点的目的：在硬纸板（光屏）上能显示光路；

9.实验描绘光的传播路径的方法：在入射光线和反射光线上取一个点，将该点与反射点连接；

10.区分每一组的对应的入射光线和反射光线的方法：对每一组入射光线和反射光线分别用不同颜色的笔进行描绘，或者对每一组入射光线和反射光线进行编号。

11.实验时从纸板前不同的位置都能看到光的传播路径的原因：光在纸板上发生了漫反射。

2、探究平面镜成像的特点

【提出问题】

平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系？

【猜想与假设】

像和物体的大小可能相等，像和物体到平面镜的距离可能相等。

【实验目的】

探究平面镜成像的特点。

【实验原理】

光的反射定律。

【实验器材】

薄玻璃板、支架、两个完全相同的蜡烛、白纸一张、刻度尺、笔等。

【实验装置图】

【实验步骤】

把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，观察到玻璃板后面出现了蜡烛A的像。；

再拿一支相同的蜡烛B在玻璃板后面移动，使它与前面蜡烛A的像重合(左右移动,直到从不同位置看上去它们都重合在一起)，这时蜡烛B所在的位置就是蜡烛A的像的位置。改变玻璃前蜡烛A的位置，再进行两次实验，每次都记下两支蜡烛的位置；

在白纸上画出玻璃板的位置，移开玻璃板，量出两支蜡烛到玻璃板的距离，记录并比较它们的大小，把物点和像点连接起来看是否与镜面垂直；

把测量结果填在表格中。

【实验数据】

次数

物到玻璃板的距离/cm

像到玻璃板的距离/cm

像与物大小比较

第一次

第二次

第三次

【实验结论】

像与物体的大小相等；

像与物体到平面镜的距离相等；

像与物体(对应点)的连线与镜面垂直。

总结：平面镜所成的像与物体关于镜面对称。

①玻璃板代替平面镜的目的：便于确定到像的位置（玻璃板反射光的同时透光）。

②选择较薄的玻璃板的原因：防止蜡烛通过玻璃板的前后两个表面两次反射成两个像，影响实验效果。

③在室内光线较暗的环境下或用茶色玻璃：使成像更清晰，便于观察。

④玻璃板与桌面垂直放置：便于确定像的位置和大小。

⑤用两只形状外形相同的蜡烛目的：便于比较像与物的大小关系。

⑥刻度尺的作用：便于确定像和物体与玻璃板距离的关系。

⑦实验中多次测量目的：使实验结论更具有普遍性。

⑧实验方法为等效替代，用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛，比较像与物的大小关系;用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛的像，比较物距与像距的大小关系。

实验应在暗环境下进行，使实验现象更明显。

玻璃板要与水平桌面垂直放置，确保像与物能够完全重合。

判断平面镜成虚像的操作：移去玻璃板后面的蜡烛，将光屏置于原蜡烛的位置，光屏上不能成像。

测得蜡烛和像到平面镜距离不相等的原因：玻璃板后的蜡烛与像没有完全重合；玻璃板太厚；实验过程中玻璃板改变了位置。

3、探究光折射的特点

实验观察：

让一束光从空气以不同的角度射入水中，