光的反射定律

光的反射定律

反射光線與入射光線、法線在同一平面上;反射光線和入射光線分居在法線的兩側;反射角等于入射角 。可歸納為:"三線共面,兩線分居,兩角相等"。光具有可逆性。光的反射線象中,光路上是相等的。

  • 中文名稱
    光的反射定律
  • 別稱
    反射定律
  • 表達式
    三線共面,兩線分居,兩角相等
  • 提出者
    菲涅耳
  • 套用學科
    光學
  • 適用領域範圍
    物理,生活

定律定義

光的反射定律

​(1)反射光線、入射光線、法線都在同一平面內。(同一平面內)

光的反射定律光的反射定律

(2)反射光線、入射光線分居法線兩側。(居兩側)

(3)反射角等于入射角。(角相等)(∠r=∠)

總結:當光射到物體表面時,被物體表面反射回去,這種現象叫做光的反射

特殊情況

垂直入射時,入射角反射角都是零度, 法線、入射光線、反射光線合為一線。

兩種反射

1.鏡面反射:平行光線經介面反射後沿某一方向平行射出,隻能在某一方向接收到反射光線(反射面是光滑平面) 。

光的反射定律

2.漫反射:平行光經介面反射後向各個不同的方向反射出去,即在各個不同的方向都能接收到反射光線(反射面是粗糙平面或曲面)。

但無論是鏡面反射,還是漫反射都遵循光的反射定律;漫反射隻由于反射表面不平 行成不規則的反射 就是在不平的表面有些弧狀或尖銳的行狀 假設有一條光線射到上面 做其切線做為平面作反射線 這樣就有許多的細小的"鏡子"夠成漫反射。

註意:在光的反射中光路可逆。

定律理解

反射光線與入射光線、法線在同一平面上;反射光線和入射光線分居在法線的兩側;反射角等于入射角。可歸納為:"三線共面,兩線分居,兩角相等"。光具有可逆性。光的反射線象中,光路上是相等的。

實驗驗證

光的反射規律實驗

實驗目的:找出光反射時的規律。

實驗器材:平面鏡紙板,雷射筆,直尺,量角器,筆。 實驗步驟:

實驗中研究光的反射,其中選擇對光反射能力強的平面鏡做反射面,用白色硬紙板和白紙顯示光束傳播的路徑。

(1)按圖甲所示,先使E、F成為同一平面,使入射光線沿紙板射向鏡面上的O點,觀察從鏡面反射的光線的方向。

光的反射定律

甲 乙 丙

(2)改變入射光線的方向,觀察反射光線的方向怎樣改變。

(3)按圖乙那樣,把紙片F向前折或向後折。

反射角和入射角的關系做實驗研究,可採取如丙圖所示的實驗裝置。

①一張16 K的白紙用圖釘或透明膠條固定在水準桌面上,在白紙中間畫出直線ON作為法線;在ON的一側畫幾條角度不同的直線OA、OA1、OA2。

②讓從手電筒前面紙縫中射出的光分別沿OA、OA1、OA2射向鏡面,觀察反射光線。

③分別在每條反射光線的位置上用大頭針扎一個孔B、B1、B2。用刻度尺畫出直線分別將OB、OB1、OB2連線起來。

④再用量角器量出反射角(r)和入射角(i)的大小,並記錄大小進行比較。

角i

角r

第一次

第二次

第三次

⑤使光線分別沿OB、OB1、OB2射向鏡面,觀察每條反射光線的方向。

分析和論證:

(1)上述步驟1和2可看到E和F在一個平面內時有反射光線,且反射光線隨著入射光線的改變而改變。

(2)按步驟3把紙片F向前折或向後折,將觀察不到反射光線。

(3)從步驟4的①-④可看出反射角等于入射角。

(4)從步驟4的⑤可看出反射時光路是可逆的。

總結出光的反射定律

①反射光線與入射光線、法線在同一平面內。

②反射光線和入射光線分居法線的兩側。

③反射角等于入射角。

說明:(1)光的反射定律可概括為十二個字三線共面,兩線分居,兩角相等。

(2)反射定律的第三條反射角等于入射角,不能說入射角等于反射角,因為先有入射,後有反射;入射在前,反射在後;入射是因,反射是果。

(3)在反射時,光路是可逆的。

適用範圍

光的反射定律適用于所有光的反射現象,不管是鏡面反射還是漫反射,都適用。光的反射定律不僅適用于垂直照射,還適用于傾斜照射。

發展簡史

提出者

光的反射定律由法國土木工程兼物理學家菲涅耳(1788~1827)提出。他發現了反射/折射與視點角度之間的關系。因此,光的反射又稱為菲涅爾反射。

如果你站在湖邊,低頭看腳下的水,你會發現水是透明的,反射不是特別強烈;如果你看遠處的湖面,你會發現水並不是透明的,但反射非常強烈。這就是"菲涅爾效應"。

在真實世界中,除了金屬之外,其它物質均有不同程度的"菲涅爾效應"。

套用領域

(1)水中的倒影 。( 屬于反射)

(2)車上的後視鏡(光的反射)

(3)平面鏡成像。(呈虛像)

(4)潛望鏡。(光的反射)

(5)牙醫用的平面鏡。(光的反射)

(6)玻璃幕牆。(光的反射)

(7)腳踏車尾燈的設計:

利用直角平面鏡的反射規律,製成了腳踏車的反光燈,如圖所示。夜晚,汽車燈發出的光射到腳踏車的反光燈上時,經腳踏車上互成直角的兩個反射面的反射,反射光將以平行于入射光的方向反向射入司機眼睛,使司機容易發現騎腳踏車的人,有利于夜間行車安全。

光的反射定律 光的反射定律 光的反射定律

定律影響

可以為學習《平面鏡成像》這一節鋪平道路,同時也為學習光的折射奠定了基礎。

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