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2.4光和颜色
学习目标
1.了解光的反射现象，说出法线、入射角、反射角的含义，了解光的反射定律。
2.能根据光的反射定律绘制有关光路图。
3.知道平面镜成像特点，初步认识虚像的含义。能应用平面镜成像规律，作出
虚像，找出物和像的对应关系。
4.了解光的折射现象，了解光从空气斜射入水中或其他介质中时的偏折规律。
5.初步认识在光的反射和折射中光路的可逆性。
02预习导学
一、光的反射
1.定义：光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来，这种现象叫做。
一点
| 入射点
| 光的入射点，用字母“O”表示
| 三线
| 入射光线
| 射到反射面的光线，如图中的AO
| | 法线
| 经过入射点0垂直于反射面的直线，它是一条辅助线，通常用虚线表示，如图中的ON
| | 反射光线
| 入射光线射到反射面上后，被反射面反射后的光线，如图中的OB
| 两角
| 入射角
| 入射光线与法线的夹角，如图中的i
| | 反射角
| 反射光线与法线的夹角，如图中的r
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注意：入射光线与反射光线有方向，用字母表示时，应沿光传播方向叙述字母，如入射光线AO、反射光线OB。
2.光的反射定律:在反射现象中，入射光线、反射光线、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。这就是光的反射定律。
注意：
①入射角是入射光线和法线的夹角，不是入射光线与界面的夹角。
②入射角与反射角的因果关系不能颠倒，反射角由入射角决定，反射角随入射角的变化而变化，只能说反射角等于入射角。
③当光垂直入射时，入射角为0°，反射角也为0°，反射光线与入射光线、法线三线合一。
④光的反射定律记忆口诀:同平面，居两侧，角相等，路可逆。
3.镜面反射和漫反射
平行光线入射，反射光线还是平行的，这种反射叫做，如图甲所示;如果平行光线入射，反射光线是向着不同方向的，这种反射就叫做，如图乙所示。
镜面反射和漫反射
| 不同点
| 相同点
| | 反射面
| 平行光入射后的反射光
| 现象举例
| | 镜面反射
| 光滑平坦
| 仍平行，只在一个方向能看到
| 用平面镜反射太阳光，只能在某一个方向从镜子中看见太阳;黑板反光
| 每一条反射光线都遵循光的反射定律
| 漫反射
| 凹凸不平
| 向着各个方向，能在各个方向看到
| 从不同方向都能看到粉笔字;看到盛开的鲜花
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二、平面镜
1.平面镜成像的原理:光的反射
平面镜所成的像是物体发出(或反射)的光线射到镜面上发生反射，由反射光线的反向延长线在镜后相交而形成的，如图所示。点光源S在镜后的像S’并不是实际光线会聚而成的，而是由反射光线的反向延长线相交而成的，人逆着反射光线看，觉得光线好像由S’点射出，而实际上像并没有发出光。所以S叫S 的虚像。如果把光屏放在S'处，是接收不到这个像的，所以虚像只能用眼睛看到，而不能呈现在光屏上。
2. 平面镜成像的特点
平面镜成像的特点可概括为“大小相等、线面垂直、距离相等、左右相反、像为虚像”。即平面镜所成的像与物关于镜面对称。
①大小:像和物体的大小相等。
②线面:像和物体的对应点连线跟镜面垂直。
③距离:像到镜面的距离和物体到镜面的距离相等。
④左右:像和物体左右是相反的。
⑤像为:物体在镜中所成的像是虚像，只能用眼睛观察到，不能用光屏去承接。
三、光的折射
1.光的折射现象
光从一种介质斜射到另一种介质时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做。
2.光的折射规律
光折射时,入射光线、折射光线、法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居法线两侧;光从空气斜射入水或玻璃中时,折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。入射角增大时,折射角也增大。光垂直射到水或玻璃中时折射光线与入射光线在同一直线上。
光的折射规律可简单归结为四句话:共面,法线居中,变化，空气角。
注意：①折射角、入射角都是指光线与法线的夹角,在确定入射角、折射角时法线是关键。
②叙述规律时,注意因果关系，入射光决定折射光,因此应把“折射”叙述在前面。
③当入射角改变时,折射角也在变化,如入射角增大,折射角也增大;入射角减小,折射角也减小;当入射角减小到0°,即垂直入射时，折射角也为0°,此时光的传播方向不改变。因此在发生光的折射时,光的传播方向一般会发生改变,而不是一定改变。
④折射中光路是可逆的,即当光逆着折射光线入射时,折射光将逆着原入射光线射出(沿原路返回)。
3.从岸上看水里和从水里看岸上看到的都不是物体本身,而是升高了的。
（二）即时练习：
【小试牛刀1】如图所示的四种情景中，属于光的反射现象的是（ ）
A．
树荫下的光斑 B．
空中的海市蜃楼
C．
露珠下叶脉条纹 D．
湖面上树的倒影
【小试牛刀2】下列四种现象，不能用光的直线传播来解释的是（ ）
A．
妙趣手影 B．
小孔成像
C．
日食奇观 D．
水中倒影
【小试牛刀3】有市民拍到一只白色的鸟儿在河水中悠然走动，呈现出两个影子，一白一黑，与李白诗句“对影成三人”完美契合。下面关于黑影和白影的形成表述正确的是（ ）
A．黑影是由于光的反射形成的
B．白影是由于光的折射形成的
C．黑影是由于光沿直线传播形成的
D．白影是由于光沿直线传播形成的
03题型精讲
【题型一】光的反射现象
【典型例题1】如图是一只白鹤在水面散步时的优美场景。关于白鹤两个“影”的形成原理，正确的是（ ）
A．影子——光的反射 B．影子——光的色散
C．倒影——光的反射 D．倒影——光的折射
【典型例题2】下列现象中，属于光的反射现象的是（ ）
A．盛有水的碗，看上去碗底变浅了
B．晴天看见“白云在水中飘动”
C．一端放入水中的铅笔看起来在水面被折断了
D．透过一张透明塑料纸上的水珠看到的字放大了
【题型二】镜面反射和漫反射
【典型例题3】非洲地区人民会用装满水的矿泉水瓶制作“光导照明灯”（如图），其结构主要包括采光部、导光部及漫射部。为了将更多的太阳光“导”入屋内并照射向各个方向，以下方案中照明效果最好的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【典型例题4】小蛟透过一面磨砂，一面平滑的毛玻璃片看不清后方的景物，当毛玻璃片沾上水以后。又可以看见后方的景物。下列分析正确的是（ ）
A．干燥的毛玻璃片表面凹凸不平，光线经过毛玻璃后向各个方向发散，可以成像
B．沾水的毛玻璃片表面变得更平整，能看到后方的景物是光线透过玻璃和水成的虚像
C．公共浴室常用单面毛玻璃隔断，若将粗糙面朝向浴室内更能保护洗澡时的隐私
D．放在桌子上的毛玻璃比玻璃片更容易发现，这是因为毛玻璃表面的镜面反射更强
【对点训练2】关于甲、乙两图表现的光现象，下列说法错误的是（ ）
A．图甲的反射遵循光的反射定律
B．图乙的反射不遵循光的反射定律
C．“光污染”是因图甲的反射造成的
D．坐在不同位置都能看清黑板上的字与图乙的反射有关
【题型三】平面镜成像的应用
【典型例题5】
如图所示，甲、乙两人分别站立于一面墙的两边，若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身，则所需最小的窗的位置应为（ ）
A．ae B．ad C．be D．bd
【典型例题6】检查视力时，人与视力表的距离要求为5m，由于医务室房间太小，医生首先将视力表贴在一面墙上，然后在对面墙上正对着视力表挂一大平面镜，视力表到镜子的距离为3m，检查视力时（ ）
A．人应面对镜而坐，人与镜的距离为2m
B．人应面对镜而坐，人与镜的距离为2.5m
C．人应面对视力表而坐，人与视力表的距离为2m
D．人应面对视力表而坐，人与视力表的距离为3m
【对点训练3】
2022年亚运会龙舟比赛将在温州龙舟中心举行。如图为亚运会龙舟项目图标，该图标在平静水面中的倒影是下列选项中的（ ）
A．
B．
C．
D．
【题型四】光的折射规律的应用
【典型例题7】如图，一束光线跟水平面成45°角，从空气中斜射到水面时，发生了反射和折射，则反射光线和折射光线夹角的范围是（ ）
A．大于135°小于150° B．小于90°
C．小于135°大于90° D．大于135°
【典型例题7】如图所示是一束光由空气进入某透明物质时，在界面上发生的反射和折射的光路，则下列判断正确的是（ ）
A．AO可能是入射光线 B．OB可能是折射光线
C．OC必定是反射光线 D．BO必定是入射光线
04体系构建
05记忆清单
平面镜成像的特点
平面镜成像的特点可概括为“大小相等、线面垂直、距离相等、左右相反、像为虚像”。即平面镜所成的像与物关于镜面对称。
①大小相等:像和物体的大小相等。
②线面垂直:像和物体的对应点连线跟镜面垂直。
③距离相等:像到镜面的距离和物体到镜面的距离相等。
④左右相反:像和物体左右是相反的。
⑤像为虚像:物体在镜中所成的像是虚像，只能用眼睛观察到，不能用光屏去承接。
强化训练
1．“寻百鸟，赏池杉”是兰溪兰湖风景旅游度假区的一道靓丽风景，如图为兰湖水杉林在水中形成清晰美丽倒影的照片。关于水杉在水中倒影形成的原理是（ ）
A．光的色散 B．光的折射
C．光的反射 D．光的直线传播
2．如图所示，平面镜OM与ON镜面之间夹角为α，在两平面镜角平分线上有一个点光源S，如果要保证S发出的任意一条光线最多只能产生两次反射，则α的最小值是（ ）
A．120° B．90° C．72° D．60°
3．光纤的纤芯是一种由塑料制成的纤维，纤芯外的镀层可以保证光进入纤芯后全部发生反射，从而避免了光的损失。光在纤芯中的传播路径正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
4．我们看到水中有一轮明月，如图所示能正确反映我们看到水中“明月”的光路图是（ ）
A．
B．
C．
D．
5．如图是小明春游时在水边看到的美景，图中能正确反映他看到水中“树木”的光路图是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．在进行“实验室制取氧气”实验时，小宁透过毛玻璃片看不清后方的景物，当毛玻璃片沾上水以后，又可以看见后方的景物。下列分析有误的是（ ）
A．干燥的毛玻璃片表面凹凸不平，光线经过毛玻璃后向各个方向发散，不能成像
B．沾水的毛玻璃片表面变得更平整，乙图中看到的“科”字是光线透过玻璃和水成的虚像
C．公共浴室常用单面毛玻璃隔断，若将粗糙面朝向浴室内更能保护洗澡时的隐私
D．放在桌子上的毛玻璃比玻璃片更容易发现，这是因为毛玻璃表面的漫反射更强
7．晚上，在桌面上铺一张白纸，把一小块平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如图所示，则从侧面看去（ ）
A．白纸比较暗，它发生了漫反射
B．白纸比较亮，它发生了镜面反射
C．镜子比较暗，它发生了镜面反射
D．镜子比较亮，它发生了镜面反射
8．如图是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路简图，在晚上开车时（ ）
A．潮湿的路面更容易发生光的漫反射
B．干燥的路面发生光的折射
C．对面无车时，驾驶员看潮湿的路面更暗
D．照射到干燥路面上的光不遵循光的反射定律
9．如图，两平面镜MP、PN夹角为60°，一束入射光线AO斜射到MP上，经两平面镜反射后与入射光线AO重合，请画出光路图。
10．五一假期，小赞同学一家驾车到瑞安周边景点游玩。善于观察的他发现了小轿车中运用了许多的光学知识。
发现1：小轿车的前挡风玻璃都是倾斜安装的，而不是竖直安装（如图甲所示）。
发现2：小轿车两侧的观后镜都是凸面镜（如图乙），它们的可视范围比车内的观后镜（平面镜）要大。
发现3：小轿车的远光灯是凹面形，安装在车前方较低的位置，灯丝位于焦点，夜间开灯时，发现照射的距离特别远（如图丙所示）。
请你利用所学的光学知识和原理，解释小赞同学的这三个发现。
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