试验03探究光的反射定律试验解析版.docx

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试验03探究光的反射定律试验解析版

实验三、探究光的反射定律

【实验目的】:

探究光的反射规律。

【试验器材】:

平而镜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。

【实验步骤】:

1按要求组装器材。

将平而镜水平放置,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用激光笔射出一朿激光,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】:

1、在反射现象中,入射光线、反射光线、法线在同一平而内;

2、入姑光线和反射光线分居法线两侧:

3、反射角等于入射角。

【实验补充】:

1、以法线ON为轴,将硬纸板的B而向后旋转,这时在B而上观察不到反射光线,证明三线共而;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。

2、反射左律是用来确定反射光线位豊的,对应每一条确圧的入射光线而言,反射光线是唯一的。

3、如果光线垂直射向平而镜,入射角为2.反射角为0。

,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:

光屏表而粗糙,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:

也可以通过烟甕等手段显示光路。

2、验证共而:

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(三线共而)。

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)多次测就,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,不是光线与平而镜的夹角。

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而内,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)让一朿光贴着纸板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与垂直镜而的直线ON的夹角i是.(填“入射角"或“反射角”),如

果让一朿光从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

Zi

Zr

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J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J看到反射光线0F、

由此说明反射光线、入射光线与法线在(填“同一'或'不同")平而内.

(5)实验中,从教室各个方向都能观察到粗糙纸板表而反射的光线,这种反射属于(填“镜而反射“

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)避免实脸偶然性,得出普遍规律。

(4)不能:

同一:

(5)漫反射:

通过漫反射更淸晰地显示光传播的路径。

(6)错把反射光线和镜而之间的夹角看作反射角。

【解析】:

(1)EO为入射光线、垂直镜而的直线ON为法线,EO与ON的夹角i是入射角:

光路是可逆的。

(2)分析表中的数据可知,反射角等于入射角;当入射角变大时,反射角也变大,故光线OF远离法线ON:

(3)多次改变入射角能得出多组数据,可以避免实验的偶然性,更能得出光反射的普遍规律。

(4)把纸板B向前或向后折时,在纸板B上不能看到反射光线OF,说明反射光线、入射光线与法线在同

一平而内;

(5)从教室各个方向都能观察到粗糙纸板而反射的光线,这种反射属于漫反射;粗糙的纸板能通过漫反射更为淸晰地显示光的传播路径,便于实验观察和测量。

(6)反射角与入射角不是相等而是互余的关系,说明错把反射•光线和镜而之间的夹角看成反射角了。

练习1:

(2019•苏州)“探究光的反射规律"的实验装置如图甲所示平而镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画岀)的白色纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴翻转,在纸板上安装一支可在纸板平而内自由移动的激光笔。

(1)实验前,应将纸板放置于平面镜上移动激光笔,使入射光朿绕入射点O沿逆时针方向转动,可

观察到反射光束沿时针方向转动:

(2)移动激光笔,使入射角为45。

,测得反射角也为45。

.由此就得出“光反射时,反射角等于入射角“的结

论你认为有何不妥之处?

:

(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光朿呈现。

此现象说明

T:

:

(4)在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,此时反射光束o

A.仍在纸板上呈现B.被纸板挡住C.在纸板前方

【答案】:

(1)垂直;顺;

(2)一次实验得到的结论具有偶然性;(3)反射光线、入射光线和法线在同一平而内:

(4)Co

【解析】:

(1)白色纸板ABCD应垂宜放置于平而镜上,这样反射光线才可以在硬纸板上呈现:

如图甲,移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,则入射角增大,反射角也增大,则反射光线会远离法线,即反射光线将会顺时针转动:

(2)因为一次实验具有有很大的偶然性,所以不能只由一组数据就得出结论,应改变入射角的度数进行多次实验。

(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。

此现象说明

了反射光线、入射光线和法线在同一平面内:

(4)在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,而法线始终垂直于平而镜,则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平而镜,所以可知反射光束在纸板前方,故应选C。

练习2:

(2019•怀化)如图是探究光的反射规律的实验装苣图,其中ABCD是白色硬纸板制成的光屏,并能沿ON折转,ON垂直于CD。

(1)实验时,将光屏放置在平而镜上,让一朿光紧贴光屏射向平而镜上的O点,可在光屏上看到

反射光线•如图甲所示:

将光屏右半部分向后折转一立角度,光屏上看不到反射光•如图乙所示,说明反射光线、

人射光线与法线在0

(2)从甲图可以看出反射光线与入射光射分居在两侧。

(3)从表格记录的数据分析时得:

(答出_个结论即

可)。

【答案】:

(1)竖直(垂直);同一平而内:

(2)法线;(3)反射角等于入射角

【解析】:

(1)为了便于观察,实验中需要将光屏垂直放苣在平面镜上:

将光屏右半部分折转一定角度后,看不到反

射光线,说明反射光线、入射光线与法线在同一平而内。

(2)由图可知,反射光线与入射光射分居在法线两侧。

(3)从表格记录的数据分析可知,反射角等于入射角。

练习3:

(2019-常德)在探究光的反射左律时,小波将一块平面镜放在水平桌而上,再把一块纸板(分E、F

甲乙

(1)图甲中,E、F在同一平面上,让光线沿纸板E上的AO射向镜而,则在纸板F上得到沿OB的反射光

线,测得AO、OB与法线的夹角均为40。

,于是小波得岀结论:

反射角等于入射角。

你认为小波得出结论

的过程(选填“合理'或“不合理“),原因是。

(2)在实验过程中,若将纸板倾斜(即纸板与平而镜不垂直),如图乙所示,让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜而,此时反射光线与入线(选填“在”或“不在“)同一平面内,纸板上(选填“能“或“不

能")看到反射光线。

【答案】:

(1)不合理;实验次数太少,结论不具有普遍性。

(2)在:

不能。

【解析】:

(1)据题意可知,此实验只进行了一次实验就得出结论,由于实验次数少,结论具有偶然性,不具有普遍性,所以不合理;

(2)纸板与镜而垂直时,法线在纸板上,法线一与镜面垂宜,入射光线、法线、反射光线在同一平而内,如果纸板与平而镜不垂直,则法线不在纸板上,入射光线沿纸板照射后,反射光线也不在纸板上,则我们在纸板上看不到反射光线;此时虽然看不到反射光线,但反射光线和入射光线、法线仍然在同一平而内。

练习4:

(2018-乌鲁木齐)在探究光的反射规律的实验中,小明设计了如图所示的实验:

将平面镜放在水平桌面,硬纸板竖直地立在平而镜上,硬纸板上的直线ON垂直于镜面,右侧纸板可绕ON转动。

(1)如图甲,当硬纸板在同一平而上,使一束光贴着纸板沿某一方向射到O点,经平面镜反射,沿另一个

方向射出。

当入射光EO向ON靠近的过程中,发现反射光OF(选填“靠近”或“远离”)ON.为了

精确探究反射规律,除了图中的器材,还需要刻度尺、和°

(2)如图乙,保持左侧纸板和入射光的位置不变,将右侧纸板绕ON转动,此时在右侧纸板上不能看到反

射光,由此可以得出反射光线、入射光线和法线的结论。

【答案】:

(1)靠近:

笔;量角器;

(2)在冋一平而内。

【解析】:

(1)根撫入射角的变化和反射角的变化而得出结论:

为了精确探究反射规律,除了图中的器材,还需绘出角度,记录数据,要刻度尺、笔和量角器:

(2)硬纸板可以显示光路,将右侧纸板绕ON转动,反射光线将会消失,所以证明了反射光线、法线、入射光线在同一平面内。

解:

(1)光反射时,反射角大小等于入射角,若将EO向ON靠近,则OF靠近ON:

为了精确探究反射规

律,需要测量角度,记录数据,列出表格,故除了图中的器材,还需要刻度尺、笔和量角器;

(2)实验中使用可折转的硬纸板,除了能呈现光路外,将右侧纸板绕ON转动,此时在右侧纸板上不能看到反射光,由此可以得出反射光线、入射光线和法线在同一平而内的结论。

练习5:

(2018・杭州)为探究光的反射规律,小金进行如图所示的实验。

(1)当入射角为40。

时,反射角为o

(2)小金将纸板F绕垂直于镜而ON向后转动,在纸板F上还能看到反射光吗?

o

请分析原因:

(3)若使入射光线与平而镜的夹角为30。

,那么反射光线与入射光线的夹角为:

【答案】:

(1)40c:

(2)不能:

入射光线、反射光线、法线在同一平而内:

(3〉120。

【解析】:

(1)如图:

反射角等于入射角,都为40。

(2)由光的反射怎律可知:

入射光线与反射光线在同一平而内,则她将纸板B向后折不能接收到反射光线:

(3)—条光线与平而镜的夹角为30。

,那么入射光线与法线间的夹角,即入射角为90°-30°=60°:

由光的反射宦律知:

反射角等于入射角为60。

,反射光线与入射光线的夹角为60。

+60。

=120。

°

练习6:

(2018•淄博)小明利用下图中的实验装苣探究光的反射规律。

纸板ENF是用两块纸板E和F连接起来的,可绕ON折转。

(1)实验时,把平而镜放在桌而上,为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,应把纸板ENF与平

面镜—___放置,图中的入射角是__「度。

(2)多次改变入射光的方向,总能在纸板上观察到入射光平而镜和反射光的径迹,由此小明得出结论:

反射现象中,反射光线,入射光线和法线都在同一平而内。

小明得出结论的过程是否合理,

说明理由:

(3)若让一束光沿BO方向射向平面镜,反射光沿____方向射出。

【答案】

(1)垂直;40

(2)不合理:

没有前后移动纸板BNF:

(3)OA

【解析】

(1)实验时,把平面镜放在桌而上,为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上,应把纸板ENF与平而镜垂直放置,图中,入射光线与镜而的夹角是50。

,则入射角是40。

(2)小明得岀结论的过程不合理,理由是:

要探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平而内,应将纸板BNF前后折一下,观察纸板上是否有反射光线的径迹;(3)根据光路的可逆性,若让一束光沿BO方向射向平而镜,反射光沿OA方向射出。

练习7:

(2018>福建)如图是“探究光的反射规律“的实验装置,其中ABCD是白色硬纸板制成的光屏,并能沿ON折转,ON垂直于CD.

甲乙

实验次数

1

2

3

4

5

6

入射角

60°

50°

40°

30。

20°

反射角

60°

50°

40°

60°

20°

(1)实验时,将光屏放置在平面镜上,让一束光紧贴光屏射向镜面上的O点,可在光屏上看到反

射光,如图甲:

将光屏右半部分向后折转任意角度,光屏上都看不到反射光,如图乙,说明反射光线、入

射光线与法线在。

(2)某同学的实验数据如上表,其中有一组数据测错了,这组数据是第次实验的,原因可能是将反

射光线与的夹角当成反射角。

【答案】

(1)垂宜;同一平而内:

(2)4:

平而镜。

【解析】

(1)实验时,将光屏垂宜放宜在平而镜上,让一束光紧贴光屏射向镜而上的0点,可在光屏上看到反射光,如图甲;将光屏右半部分向后折转任意角度,光屏上都看不到反射光,如图乙。

说明反射光线、入射光线与法线在冋一平而内:

(2)根拯反射左律,反射角等于入射角,反射角是反射线与法线的夹角,入射角是入射线与法线的夹角,某同学的实验数据如上表,其中有一组数据测错了,这组数据是第4次实验的,原因可能是将反射光线与平而镜的夹角当成反射角。

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