光的反射和折射

高中物理——光的直线传播 光速、光的反射 平面镜、光的折射、全反射

一、应掌握的概念和规律

1．光的直线传播光速

（1）光源：能够自行发光的物体叫做光源。

（2）光的直线传播：光在同一种均匀介质中沿直线传播。

（3）光线：表示光束传播方向的直线。

（4）日食和月食：当月球运动到太阳与地球之间时，若地球上的人处于本影区，则完全看不到太阳，形成日全食；若人处于半影区，可看到太阳的一部分，形成日偏食。；若人处于伪半影区，可观察到太阳的外环，形成日环食。月食：当地球运行到太阳和月球之间并且月球位于地球的本影区时，地球上的人看不到月球，出现月全食。若月球的一部分进入地球的本影区，则出现月偏食。

（5）光速：真空中的光速C＝３.０×１０⁸m/s

2．光的反射平面镜

（1）反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角。

（2）镜面反射：每条光线都遵守反射定律。反射光向同一方向射出，在这个方向的反射光很强，而其余方向无反射光；漫反射向各个方向反射光，所以能使我们从各个方向看到物体。

　　（3）反射光路是可逆的

（4）平面镜成像的特点：像和物到镜面的距离相等、像和物大小相等。

3．光的折射

（1）光从一种介质进入另一种介质时，传播的方向发生改变的现象叫光的折射现象。

（2）折射定律：折射光线跟入射光线和法线在同一个平面上，并且分别位于法线的两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，即。

（3）在折射现象中光路是可逆的。

（4）折射率光从真空中射入某种介质发生折射的时候，入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比，叫做这种介质的折射率（n），即；折射率反映了介质对光线的偏折本领。

（5）介质的折射率与光速的关系：某种介质的折射率等于光在真空中的速度C跟光在这种介质中的传播速度v之比，即。

4．全反射

（1）光从光密介质进入光疏介质时，随着入射角的增大，折射角也越来越大，当折射角等于90⁰时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫全反射。

（2）临界角：折射角等于90⁰时的入射角称为临界角，用C表示，。

（3）发生全反射的条件：光从光密介质进入光疏介质、入射角等于或大于临界角。

二、应具有的能力要求

　　1．知道什么是光源及其与反光物体的区别、知道光具有能量，以及光能与其他形式能量的相互转化。

　　2．知道在同一均匀介质中光沿直线传播，并能用来解释一些光现象；知道光线的概念，并会画出光线；知道人眼根据什么判断物体的位置。

3．理解反射定律的确切含义，并能用来解释光现象和计算有关的问题；知道反射光路是可逆的，并能用来处理有关的问题。

　　4．掌握平面镜成像的规律，会画成像的光路图，知道像的特点，能够证明物和像是镜面对称的；理解什么是虚像。

　 5．理解折射定律的确切含义，并能用来解释光现象和计算有关的问题；知道折射光路是可逆的，并能用来处理有关的问题。

　　6．知道折射率（指绝对折射率）的定义，以及折射率是反映介质光学性质的物理量；知道折射率与光速的关系ｎ＝ｃ／ｖ，并能用来进行计算．

　　7．知道什么是光疏介质和光密介质，知道什么是全反射现象；理解临界角的概念，会根据公式ｓｉｎＣ＝１／ｎ计算临界角查三角函数表；能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题；知道光导纤维传送光和图像的简单原理。

[例题分析]

例1．关于光的直线传播，下列说法中正确的是：（）

A、光总是沿直线传播的

B、光的传播速度总是3.0×10⁸m/s

C、小孔成像是光沿直线传播形成的

D、光在同一介质中总是沿直线传播的

[解析] 光在同一均匀介质中沿直线传播，光在同种不均匀介质中传播时，路径会弯曲。光在真空中的传播速度是3.0×10⁸m/s，光在介质中的传播速度比这个值要小。小孔成像是物体发出的光沿直线传播经小孔后所成的倒立的实像。由此可知，正确选项为C、D。

例2．如图所示，画出从光源S发出的光线经镜面MN反射后过P点的反射光线。

[解析] 从S点发出的光线经镜面MN反射后过P点的反射光线，它的反向延长线必然经过像点S^，。根据平面镜成像的特点，物与像对称，作出光源S的像点S^，，如图所示，连接S^，P，与镜面相交于O点，连接SO，则OP就是所求的反射光线。

例3．如图所示，图中AB表示一直立的平面镜，P₁P₂是水平放置的米尺（有刻度一面朝向平面镜）MN是屏，三者相互平行。屏MN上的ab表示一条竖直的缝（即a和b之间是透光的）。某人的眼睛紧贴米尺上的小孔S（其位置如图所示）。可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在图上用三角板做图求出可看到的部位，并在P₁P₂上把这部分涂以标志。