1、精品資源反射和折射【教學結構】一.光的反射1.光沿直線傳播的條件：光在同種均勻介質中沿直線傳播。小孔成像，本影8和半影都成證明光沿直線傳播。光在真空中速度為C=3.0010 m/s。光線表示沿人是怎樣看見周圍物體的：物體發出的光 (或物體被照明而反射出來的光 )進入人的眼睛，并在視網膜上形成清晰的像，人根據這像來識別物體。2.光的反射定律： 如圖 1 所示，(1)反射光線、入射光線、法線在同一平面內。(2)反射光線，入射光線在法線兩側。(3)反射角等于入射角。光路的可逆性： 當光線沿反射光線方向入射時， 反射光線一定沿入射光線光方向反射，參照圖 1，光線沿光線 2 方向入射到 O 點，反射光線

2、一定沿光線 1 方向而反射出去。3.平面鏡成像：像與物相對平面鏡對稱、 等大、且為虛像，如圖 2 所示。A B 為物體 AB 的像。關于像的問題： 實像是物體發出的光會聚在一起而成的像。 而虛像不是實際光線會聚在一起而成像的， 而光沿直線傳播的觀念。 認為逆著射來的光就可以找到物體，如圖 2 中 A 發出光經平面鏡反射進入人眼中，好像從 A 發出， A 為 A 的虛像。虛像是虛的，但人視網膜上像是實在的。平面鏡成像作圖法： (1)利用對稱性作圖，如圖 2 所示，從 A 點向平面鏡作垂線，量取 OA 等 OA ，則 A 為 A 的虛像，同樣方法作 B 的像 B ，用虛線連接 A B ，則 A B

3、 為 AB 的像。 (2)利用反射定律作圖，如圖 2 所示，從 A 點向平面鏡作兩條入射光線，按反射定律，作法線。作反射光線，兩條反射光線的反向延長線，以虛線表示，其交點 A 即為 A 的像。同理作 B 的像 B ，連接 A B ，即為 AB 的虛像。一定注意，入射光線，反射光線用實線，畫箭頭。反向延長線，虛像用虛線。歡迎下載精品資源二.光的折射：光傳播到兩種介質交界面時，同時發生反射和折射現象。1.折射定律：如圖3 所示， (1)折射光線、入射光線、法線在同一平面內(2)折射光線，入射光線在法線兩側。(3) nsin i 。n 為折射率它是反映介質的光學sin r性質的物理量。對于同一介質無

4、論 i 、r 變化， sini/sinr 是不變的。對于不同介質 sini/sinr 的值是不同。介質的折射率 n 與光的其中傳播速度有關， n c 。由此可v知光在不同介質中傳播光速大小是不同的。 必須指出圖 3 所示兩種介質中， 光線入射的介質為真空； 另一種介質可是任意的， 如此定義的折射率為介質對真空的折射率又叫絕對折射率。 如果光線在任意 “兩種介質中傳播， 折射率大的介質對折射率小的介質叫光密介質，反之叫光疏介質。它們是相對的。2.全反射：當入射光線的入射角增大到某一角度，使折射角達到 90，折射光線完全消失，只有反射光線，這種現象叫全反射。如圖4 所示1臨界角：折射角變成90時的

5、入射角，用C 表示， sinC=n全反射的條件： 光線從光密介質射到兩種介質交界面， 入射角等于或大于臨界角。4.棱鏡：光線通過棱像，向低邊偏折。如圖 5 所示， 角為頂角， BC 邊為底，入射光線在 AB ，AC 邊兩次發生折射，畫光路圖時要認真按折射定律進行。平行的單色光經過兩次折射后仍然是平行光。歡迎下載精品資源同一介質對不同頻率的光折射率不同， 按由紅到紫的順序折射率是逐漸增大的，因此白光經過棱鏡折射，紅光向底邊偏折最小，紫光偏折最大，光屏在適當位置時能接收到彩色光帶， 又叫光譜。這種現象叫做一束白光給過棱鏡發生色散。如圖 6 所示。全反射棱鏡：如圖 7 所示，橫截面是等腰直角三角形的

6、棱鏡。圖甲，光線垂直入射直角邊， 在 AC 邊發生全反射。從 BC 邊射出，光的傳播方向改變 90且左右位置變換。圖乙光線從 AC 邊入射，在 AB 、BC 邊兩次發生全反射，從 AC 邊射出光線傳播方向改變180，且左右位置互換。光學儀器中常用全反射棱鏡改變方的傳播方向。5.透鏡：兩個側面都是球面(或一面是球面，另一面是平面)的透明體。凸透鏡：中央比邊緣厚的透鏡，用圖 8 符號表示， O 點為光心，凸透鏡的主要作用是會聚作用。歡迎下載精品資源凹透鏡：邊緣比中央厚的透鏡，用圖 9 符號表示， O 點為光心，凹透鏡的主要作用是發散作用。兩圖中 C1C2 為主光軸，通過光心，與透鏡垂直。為焦點，平

7、行主光軸的光線經透鏡后會聚于主軸上一點，即為焦點。凹透鏡起發散作用，這些發散光線反向延長線會聚于主軸上一點， 即凹透鏡的虛焦點。OF 焦點到光心的距離叫焦距，用f 表示。凸透鏡的三條特殊入射光線： (1)跟主軸平行的光線，折射后通過焦點； (2) 通過焦點的光線，折射后跟主軸平行； (3)通過光心的光線，經過透鏡后方向不變。如圖 10 所示。凹透鏡的三條特殊入射光線： (1)跟主軸平行的光線，折射光線的反向延長線通過焦點； (2)通入另一側焦點入射線，折射后平行主軸。 (3)通過光心的光線，經過透鏡后方向不變，如圖 11 所示。利用上述三條件特殊入射光線中任意兩條， 都可作出不在主軸上的發光點

8、的像，在畫透鏡成像光路圖時，要準確畫出每一條線，還要用箭前頭標明方向。透鏡成像規律：用 u 表示物距， v 表示像距 u= 時，v=f，u 減少，v 增大，像增大，倒立實像，在透鏡另一側， u=2f 時， v=2f ，等大實像。 u2f，縮小倒立實像。 2f u f，2f v ，放大倒立實像， u 減小， v 增大，像增大。 u f 時，生成放大、正立，虛像，像與物在透鏡同側，隨 u 減小， v 減小。虛像減小。u=2f 是生成縮小和放大實像的分界點， u=f 是生成虛像、實像的分界點。凹透鏡只能生成縮小的虛像， 凸透鏡生成的虛像都是放大的。 這是區分凸凹透鏡的重要條件。【解題要點】例一 .關

9、于實像和虛像的比較，下列說法正確的是()A.虛像能用眼睛直接觀察到，但不能呈現在屏上歡迎下載精品資源B.實像呈現在屏上，但不能用眼睛直接觀察到C.實像是實際光線集合而成的能用照像機拍攝D.虛像總是正立的，而實像總是倒立解析：只要有實際光線進入人的眼睛或照像機鏡頭，都可能觀察到或拍攝下來。生活告訴我們虛像人能觀察到，平面鏡成像的原理也說明眼睛能觀察虛像，但虛像不是實際光線集合而成，在虛像位置放上光屏也不能接到，選項A 正確。實像是實際光線集合而成，是用眼睛可觀察到的，選項B 不正確，同上面道理選項 C 正確。綜合平面鏡成像，透鏡成像的規律，可知 D 選項也是正確的。選項 A、C、D 正確。從本題

10、可加深我們對虛實像的認識， 理解虛像的實質， 不難判斷且像機可拍攝虛像。例二 .如圖 12 所示，從點光源發出的光，垂直射到平面鏡上，反射光在正對看著平面鏡3m 處墻上 A 處形成光斑。若要使光斑向上移動 1m 米 B 處，平面鏡以 O 點為軸轉過的角度是 ()A. 15B. 10C. 15D. 30解析：當入射光線的方向，入射點不變時，平面鏡轉過角時，反射光線相對原來位置要轉過 2 角。題目初始反射光線為OA 方向，當平面鏡轉動后，反射光線為 OB 方向。轉過角度為 ， tg1330 ，所以平面鏡應轉33 ,過 15，選項 C 正確。例三 . 在兩束頻率相同的單色光的交點前放一塊平行的玻璃塊

11、后，則交點位置與不放玻璃磚前相比 ()如圖 13 所示。A.不變B.向左C.向右D.向左還是向右由光頻率大小決定歡迎下載精品資源解析：解答此類問題只有通過作圖來回答問題，按照折射定律認真畫兩束光線通過平行玻璃磚的光路圖，如圖14 所示，其光線交點 P 在 P 點的右邊選項 C正確。例四 .關于透鏡成像的以下說法正確的有()A.當物體沿主光軸離凸透鏡越遠時，所以的像離透鏡越近。B.當物體沿主光軸離凹透鏡越遠時，所成的像離透鏡越遠。C.當物體沿主光軸向凸透鏡的焦點靠攏時，其像將沿主光軸遠離透鏡。D.在凸透鏡成像時，像沿主光軸離透鏡越遠，其像的長度放大率就越大。解析：物體從 u=f 時沿主光軸遠離凸

12、透鏡時，所成的像離透鏡越近，當uf 時，這離透鏡，所成虛像也遠離透鏡，選項A 不正確。根據透鏡成像公式，對于凹透鏡： 111111 值越小，則 v 越大， B 選當 u 越大的值越小，即vfufuu項正確。 C 選項是物體靠近焦點，不包含uf 的情況， C 選項正確。在凸透鏡成像時，物距越大，像距越小，像越小，放大率越小，D 選項不正確。正確選項應為 B、C。例五：如圖 15 所示為射入透鏡的兩條光線和它們經過透鏡后的折射光線，請用作圖法判斷此鏡是什么透鏡？并確定其光心和焦點的位置。歡迎下載精品資源解析：入射光紅 1、 2 的交點 S 看作為物，經透鏡折射后的兩條光線 3、4反向延長線交于 S

13、 ，為 S 所成的虛像。 S 離透鏡較 S 離透鏡遠，是放大的虛像，如圖 16 所示，放透鏡應為凸透鏡。連接 SS 并延長交透鏡于 O 點， O 點即為光心，過 O 是作透鏡垂線 MN ，即為透鏡主光軸。自 S 向透鏡作垂線 SA 且交透鏡于 A 點，連 S A 且延長交主光軸 MN 于 F，F 點即為焦點。熟練掌握三條特殊入射光線的特點和透鏡成像規律是解本題的基礎。例六 .紅光與紫光相比 ( )A.在水中傳播時，紅光速度比較大B.在水中傳播時，紫光速度比較大C.紅光由玻璃射向空氣時，臨界角比較大 D.紫光由玻璃射向空氣時，臨界角比較大解析：光在介質中傳播時， 同一種介質對頻率大的光折射率大，

14、 紫光的頻率比紅光頻率大，所以 n 紫 n 紅 。光在真空傳播時各種頻率的光速都為 3.00108m/s，在介質中的光速v= c ，所以紅光在水中光速較大，A 選項正確。臨角A 的正弦nsin A1 ，也是紅光的臨界角較大。選項 C 正確。n【課余思考】1.反射定律、折射定律的內容是什么？折射率的定義是什么？如何作平面鏡成像是路圖？2.透鏡成像的規律是什么？三條特殊入射光線的特點是什么， 掌握透鏡成像作用方法。【同步練習】1.如圖 17 所示， ao、bo、 co 三條光線分別是光線射到兩種介質分界面MN上發生的情況，由圖可知ao 是，bo 是， co 是，介質的折射率n，與介質的折射率n，相

15、比較，則 n1n2。2.水對空氣的折射率為 4/3，在水面下放一個可以在豎直方向上下移動的點光源，則在水平上可看到一個面積變化的圓形光斑， 若看到光斑的面積正大擴大，那么( )A.光源正在下沉B.光源正在上浮C.光源不動D.條件不足無法確定歡迎下載精品資源3.如圖 18 所示，互相垂直平面鏡M 、N，兩鏡中間有一點光源P，P 在鏡中可成幾個像，畫出成像光路圖。4.在物距一定的情況下，凸透鏡成像時()A.成實像時，焦距越短，放大率越大B.成實像時，焦距越長，放大率越大C.成虛像時，焦距越短，放大率越大D.成虛像時，焦距越長，放大率越大5.現有幾種光具：平面鏡凹面鏡凸面鏡凸透鏡凹透鏡，則()A.可以成像，又可以改變光的