光的反射（改變傳播方向返回原物質(zhì)的現(xiàn)象）
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光的反射
改變傳播方向返回原物質(zhì)的現(xiàn)象
一種光學(xué)現(xiàn)象。指光在傳播到不同物質(zhì)時(shí)，在分界面上改變傳播方向又返回原來(lái)物質(zhì)中的現(xiàn)象。光遇到水面、玻璃以及其他許多物體的表面都會(huì)發(fā)生反射。當(dāng)光在兩種物質(zhì)分界面上改變傳播方向又返回原來(lái)物質(zhì)中的現(xiàn)象，叫做光的反射。
形成
光射到兩種不同介質(zhì)的分界面上時(shí)，便有部分光自界面射回原介質(zhì)中的現(xiàn)象，稱(chēng)為光的反射。
分類(lèi)
漫反射：平行光線(xiàn)射到凹凸不平的表面上，反射光線(xiàn)射向各個(gè)方向，這種反射叫做漫反射。
方向反射：介于漫反射和鏡面反射之間反射稱(chēng)為方向反射，也稱(chēng)非朗伯反射，其表現(xiàn)為各向都有反射，且各向反射強(qiáng)度不均一。
表面平滑的物體，易形成光的鏡面反射，形成刺目的強(qiáng)光，反而看不清楚物體。
通常情況下可以辨別物體之形狀和存在，是由于光的漫射之故。
分布
入射點(diǎn)：入射光線(xiàn)與鏡面的交點(diǎn)；
法線(xiàn)：過(guò)入射點(diǎn)且垂直于鏡面的直線(xiàn)叫做法線(xiàn)；
入射角：入射光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角叫做入射角；
反射角：反射光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角叫做反射角。
反射定律
1.反射角等于入射角，且入射光線(xiàn)與平面的夾角等于反射光線(xiàn)與平面的夾角。
光的反射
2.反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)居于法線(xiàn)兩側(cè)。
3.反射光線(xiàn)，入射光線(xiàn)和法線(xiàn)都在同一個(gè)平面內(nèi)。
四大特性
2．異側(cè) 入射光線(xiàn)與反射面的夾角和入射角的和為90°
3．等角 反射角等于入射角。反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小。
4．可逆 光路是可逆的
如圖1（甲）中光線(xiàn)BO逆著原來(lái)的反射光線(xiàn)（圖乙）的方向射到界面上，這時(shí)的反射光線(xiàn)OA定會(huì)逆著原來(lái)的入射光線(xiàn)AO的方向射出去。
根據(jù)光的反射定律作光路圖
具體作法：先找出入射點(diǎn)，過(guò)入射點(diǎn)作垂直于界面的法線(xiàn)，則反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)的夾角的角平分線(xiàn)即為法線(xiàn)。若是確定某一條入射光線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的反射光線(xiàn)，則由入射光線(xiàn)、法線(xiàn)確定入射角的大小及反射光線(xiàn)所在的平面，再根據(jù)光的反射定律中反射光線(xiàn)位于法線(xiàn)的另一側(cè)，反射角等于入射角的特點(diǎn)，確定反射光線(xiàn)。
研究
性質(zhì)
反射是光線(xiàn)的一個(gè)重要性質(zhì)。中國(guó)古代在這方面具有豐富的知識(shí)，在許多實(shí)際問(wèn)題上都反映出來(lái)。
對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，光的最大規(guī)模的反射現(xiàn)象，發(fā)生在月球上。我們知道，月球本身是不發(fā)光的，它只是反射太陽(yáng)的光。相傳為記載夏、商、周三代史實(shí)的《書(shū)經(jīng)》中就提起過(guò)這件事。可見(jiàn)那個(gè)時(shí)候，人們就已有了光的反射觀念。戰(zhàn)國(guó)時(shí)的著作《周髀》里就明確指出：“日照月，月光乃生，成明月。”西漢時(shí)人們干脆說(shuō)“月如鏡體”，可見(jiàn)對(duì)光的反射現(xiàn)象有了深一層的認(rèn)識(shí)。《墨經(jīng)》里專(zhuān)門(mén)記載一個(gè)光的反射實(shí)驗(yàn)：以鏡子把日光反射到人體上，可使人體的影子處于人體和太陽(yáng)之間。這不但是演示了光的反射現(xiàn)象，而且很可能是以此解釋月魄的成因。
成像
平面鏡成像，就是光線(xiàn)反射的結(jié)果。中國(guó)古代在這方面是很有創(chuàng)造性的。最早的時(shí)候，人們用靜止的水面作為光的反射面，當(dāng)作鏡子使用（圖十二），這鏡子叫做“監(jiān)”。西周金文里的“監(jiān)”字寫(xiě)起來(lái)很像一個(gè)人彎著腰向盛有水的盤(pán)子里照自己的像。這說(shuō)明在三四千年前，就盛行著利用水面反射成像的方法。到了明清時(shí)代，一些窮苦人家也還使用著“水鏡”。《儒林外史》里寫(xiě)的胡屠戶(hù)，不是要他那個(gè)官熱太盛的女婿范進(jìn)，去撒尿照照自己的形容嗎？這話(huà)雖不大雅，但還是一種水鏡的遺制，胡屠戶(hù)決不是發(fā)明者。到了周代中期，隨著冶煉工藝的進(jìn)步，才漸漸以金屬反射面代替水鏡，這才在“監(jiān)”字的邊旁加以“金”，成了“鑒”或“鑒”，就是現(xiàn)在大量出土的所謂銅鏡了。至于玻璃（反射）鏡，那就更晚了。
影響
球面鏡
春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代，還出現(xiàn)了球面反射鏡，即所謂球面鏡。根擄反射面呈凹形和凸形的不同，分為凹球面鏡和凸球面鏡。物體置于鏡前，能在鏡中成像。凹球面鏡能使一束平行光線(xiàn)反射后交于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做焦點(diǎn)。凸球面鏡是發(fā)散鏡，那焦點(diǎn)是個(gè)虛焦點(diǎn)。由于太陽(yáng)光線(xiàn)中帶有熱能，聚于一點(diǎn)投到物體，不但亮度大，而且發(fā)熱多，能使物體溫度升高而著火。(注：勿將凹，凸面鏡與凹，凸透鏡混淆。凸透鏡使平行光會(huì)聚，有焦點(diǎn)；而凹透鏡使平行光發(fā)散，有虛焦點(diǎn)。光路是可逆的）
用來(lái)取火
中國(guó)遠(yuǎn)在周代就知道利用這種反射現(xiàn)象來(lái)取火。那時(shí)把這種取火用的凹面鏡叫做“陽(yáng)燧”。《莊子》里面就記載說(shuō)：“陽(yáng)隧見(jiàn)日，燃而為火。”到了西漢的《淮南子》里就進(jìn)一步指出，用凹面鏡對(duì)日取火，艾草之類(lèi)的引火物，放的位置既不能離鏡太遠(yuǎn)，也不能太近。這里實(shí)際上就是指出，艾草必須置于焦點(diǎn)之上。在東漢時(shí)候，人們對(duì)于光的反射知識(shí)更加豐富了，了解到除了專(zhuān)用的陽(yáng)隧外，凡是呈凹球面狀的反射面，只要摩擦得足夠光亮，都可以對(duì)日聚焦取火。當(dāng)時(shí)有人就用金屬杯子的底部，對(duì)日聚焦取火，也還有用別的。這都表現(xiàn)了人們認(rèn)識(shí)范圍擴(kuò)大了。對(duì)于凹面鏡對(duì)日聚焦取火的原理，宋代沈括作了分析。他在《夢(mèng)溪筆談》中說(shuō)：“陽(yáng)燧面洼，向日照之，光皆聚于內(nèi)，離鏡一二寸，大如麻菽，著物則火發(fā)，此則腰鼓最細(xì)處也。”意思是，陽(yáng)燧反射面呈凹形，對(duì)著太陽(yáng)，光線(xiàn)經(jīng)反射都聚于一點(diǎn)（即焦點(diǎn)），這一點(diǎn)距鏡面一二寸，像芝麻豆子那么大，落到物體上就會(huì)發(fā)火，這一點(diǎn)好像是腰鼓最細(xì)的地方。這里把球面鏡反射光線(xiàn)的情況正確地描述出來(lái)，并且對(duì)焦點(diǎn)和焦距都進(jìn)行了描寫(xiě)。尤其是能指出焦點(diǎn)之所在，正像是腰鼓最細(xì)的地方，生動(dòng)具體，使人們?nèi)菀锥?jù)沈括說(shuō)，當(dāng)時(shí)這一類(lèi)學(xué)問(wèn)的研究叫做“格術(shù)”，既構(gòu)成了專(zhuān)門(mén)學(xué)問(wèn)，那一定是非常深入的，只是已經(jīng)失傳了，很是可惜。
相關(guān)題目
發(fā)光體置于球面鏡前，光線(xiàn)經(jīng)球面鏡的反射，也能成像；這同平面鏡反射成像是同樣的道理，但情況要復(fù)雜得多。中國(guó)古代在這方面的研究有驚人的成績(jī)，尤以《墨經(jīng)》的記載為最早，而且達(dá)到了很高的水準(zhǔn)。凸面鏡成像的情況比較簡(jiǎn)單。不管物體放在鏡前的什么它方，所成的像總是正立的縮小的一種。《墨經(jīng)》只用“鑒團(tuán)，景一”四個(gè)字把它總結(jié)了，意思是鏡面呈凸形（團(tuán)即凸），所成之像只有一種情況--一個(gè)像。至于四面鏡，成像的情況要復(fù)雜一些。物體在球心以外，反射所成的像是縮小倒立的，在球心和焦點(diǎn)之間，可以用屏接著。物體在球心和焦點(diǎn)之間，所成的像是放大倒立的，在球心之外，也可以用屏接著。物體在焦點(diǎn)以?xún)?nèi)，所成的像是放大正立的，在鏡的后面，無(wú)法用屏接著。《墨經(jīng)》有這樣一段記載：“鑒洼，景一小而易，一大而正，說(shuō)在中之外內(nèi)。”“洼”即凹，“鑒洼”就是指凹球面鏡。“中”是指球心至焦點(diǎn)這一段。《經(jīng)》文的意思是說(shuō)：物在“中”之外，即球心以外，成的像是“小而易”，即縮小倒立的；物在“中”之內(nèi)，即焦點(diǎn)至鏡面之問(wèn)，成的像是“大而正”，即放大正立的。這樣，好像還漏掉一個(gè)“大而易”的像。其實(shí)并不是的。原來(lái)《墨經(jīng)》作者有他們特殊的實(shí)驗(yàn)方法，即把觀察者自己的身體當(dāng)作物體。觀察者從遠(yuǎn)處向鏡面走來(lái)，當(dāng)他還在球心以外，就看見(jiàn)自己的“小而易”的像；當(dāng)走過(guò)了球心，進(jìn)入球心和焦點(diǎn)之間（即“中”），理應(yīng)有一個(gè)“大而易”的像，但在球心以外，即觀察者的身后，所以看不見(jiàn)；再前進(jìn)，走過(guò)了焦點(diǎn)，又看見(jiàn)自己“大而正”的像了。如此說(shuō)來(lái)，這條記載是完全忠實(shí)的，正確的。不僅如此，直接由觀察者去看自己的像，是一種很有意義的實(shí)驗(yàn)方法。隔了兩千多年之后，即在本世紀(jì)初，號(hào)稱(chēng)世界最高學(xué)府的英國(guó)劍橋大學(xué)的物理試卷上，曾有過(guò)類(lèi)似內(nèi)容的題目。
凹面鏡成像實(shí)驗(yàn)，沈括也做過(guò)；他把自己的手指當(dāng)作物體，從鏡面開(kāi)始慢慢移去。他說(shuō)：“以一指迫而照之則正，漸遠(yuǎn)則無(wú)所見(jiàn)，過(guò)此遂倒。”沈括記載得很忠實(shí)。當(dāng)手指在焦點(diǎn)之內(nèi)，所成的像是一個(gè)正立的虛像。當(dāng)手指漸漸遠(yuǎn)離鏡面，移至焦點(diǎn)時(shí)，成像在無(wú)窮遠(yuǎn)，就“無(wú)所見(jiàn)”了。當(dāng)手指移至焦點(diǎn)之外，就成為倒立的實(shí)像了。沈括的實(shí)驗(yàn)方法，同《墨經(jīng)》所記的實(shí)驗(yàn)不同，他把物體與觀察者分開(kāi)，因而能夠發(fā)現(xiàn)一個(gè)特殊點(diǎn)（即焦點(diǎn)），它是正像和倒像的分界點(diǎn)。這是一個(gè)十分重要的進(jìn)展。此外，沈括還指出凹面鏡成像和針孔成像有某些相似之處，并且用生動(dòng)易懂的比喻來(lái)說(shuō)明物與像的位置的相對(duì)關(guān)系，以及針孔和焦點(diǎn)的作用。這些都說(shuō)明了沈括對(duì)問(wèn)題研究的深入。
沈括還以他的科學(xué)素養(yǎng)，指出使用凸球面鏡中存在的一些問(wèn)題。當(dāng)時(shí)有人發(fā)現(xiàn)有些古鏡呈凸球面狀，不懂此中奧妙，就把它磨平。沈括認(rèn)為這是錯(cuò)誤的。他指出，古人鑄造反射鏡，大鏡子就呈平面，小鏡子就呈凸面。凹鏡照出人臉的像要大些，凸鏡照出人臉的像要小些。用小鏡看不到人臉的全像，所以把它做得稍凸一些，以便使人臉的像變小。這樣，鏡子雖小，仍然可以照見(jiàn)完整的人臉。造鏡子時(shí)要考慮鏡子的大小，以決定增減鏡子的凸起程度，使人臉的像和鏡子的大小相稱(chēng)。這個(gè)說(shuō)明是完全正確的，反映出沈括能夠利用自己的科學(xué)知識(shí)，解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，表現(xiàn)了一個(gè)科學(xué)家結(jié)合實(shí)際的正確態(tài)度。
中國(guó)古代研究球面鏡的當(dāng)然還不止這些，這里再舉出一個(gè)人來(lái)，就是清代的虞兆隆。他在《天香樓偶得》中，批評(píng)沈括對(duì)凹球面鏡成像的解釋“亦未分明”。他用自己家藏的凹面鏡做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)那像“迫近則正，稍遠(yuǎn)則閃爍無(wú)定，再遠(yuǎn)之則皆倒矣，但所照甚為模糊，不若近照之明顯。”他見(jiàn)到了幾種情況，開(kāi)始是正立的虛像，當(dāng)物接近焦點(diǎn)時(shí)，像就“閃爍無(wú)定”了，過(guò)了焦點(diǎn)直至無(wú)窮遠(yuǎn)“則皆倒”。物在焦點(diǎn)以外所成的倒立實(shí)像比較“模糊”，確是事實(shí)。看來(lái)，他的觀察是更仔細(xì)了。不但如此，他不滿(mǎn)足于沈括用“中間有礙”那樣抽象而籠統(tǒng)的解釋。提出用“轉(zhuǎn)照”的說(shuō)法來(lái)解釋凹面鏡成像的倒立、模糊等現(xiàn)象。雖然虞兆隆的解釋不見(jiàn)得十分正確，但卻具體一些。
透光鏡
說(shuō)到反射，不能不介紹一下中國(guó)古代一件奇妙的鏡子，那就是“透光鏡”。“透光鏡”的外形跟古代的普通銅鏡一模一樣，也是金屬鑄成的，背后有圖案文字，反射面磨得很光亮，可以照人。按理說(shuō)，當(dāng)以一末光線(xiàn)照到鏡面，反射后投到墻壁上，應(yīng)當(dāng)是一個(gè)平淡無(wú)奇的圓形光亮區(qū)。奇妙的是，在這個(gè)光亮區(qū)竟出現(xiàn)了鏡背面上的圖案文字，好像是“透”過(guò)來(lái)似的，故稱(chēng)“透光鏡”。上海博物館珍藏的一面西漢透光鏡，背面有“見(jiàn)日之光，天下大明”八個(gè)字，甚至連同花紋都“透”在那個(gè)光亮區(qū)之中，清晰可見(jiàn)。這實(shí)在是令人難以設(shè)想的事。不但中國(guó)歷代科學(xué)家都研究它，近代國(guó)外計(jì)多科學(xué)家也感到驚奇，把它叫做“魔鏡”，紛紛研究它，企圖揭開(kāi)這個(gè)謎。在十九世紀(jì)一段時(shí)間曾引起熱烈的討論，但是都沒(méi)有得到滿(mǎn)意的回答。近幾年，中國(guó)科學(xué)工作者運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段對(duì)透光鏡進(jìn)行研究，獲得了可喜的成就。
古鏡記
中國(guó)出土的銅鏡數(shù)量很大，其中秦以前的較多。但并沒(méi)有逐枚進(jìn)行“透光”試驗(yàn)，所以不能肯定這里面一定沒(méi)有透光鏡。在宋代，《浮生六憶》的作者沈括家里藏一面透光鏡，背后的文字“極古”，以致連博學(xué)精深的他自己也不認(rèn)識(shí)。可見(jiàn)，這不是一般的文字，可能是秦以前的東西。上海博物館珍藏的一面已確定為西漢的遺物，西漢以后，民間能制造的逐漸多起來(lái)。到了清代，江浙一帶的鏡工也能制造出來(lái)，并傳到日本。至于文字記載，清代的小說(shuō)《古鏡記》里，敘述到一面“古鏡”，當(dāng)“承日照之，則背上文畫(huà)，墨入影內(nèi)，纖毫無(wú)失。”這里說(shuō)的顯然就是透光鏡了。宋代沈括對(duì)所藏的透光鏡記載得十分詳細(xì)，此后歷代文人記載，題詠就更多了。
理論
銅鏡是如何“透光”的？最早作這方面研究和記錄的是沈括。他在《夢(mèng)溪筆談》里記載說(shuō)：“世上有一種透光鏡……把鏡子放在日光下，背面的花紋和二十個(gè)字都透射在屋壁上，很清楚。有人解釋說(shuō)，由于鑄鑄時(shí)薄的地方先冷，背面有花紋的地方比較厚，冷得較慢，銅收縮得多一些，因此，文字雖在背面，鏡的正面也隱約有點(diǎn)痕跡，所以在光線(xiàn)下就會(huì)顆現(xiàn)出來(lái)。我考察了一下，認(rèn)為這個(gè)道理是對(duì)的。我家有三個(gè)這樣的鏡子，又看見(jiàn)別家收藏的，都是一樣，花紋銘字絲毫沒(méi)有差異，樣式很古，唯有這種鏡子能夠透光，其他一些鏡子，即使是薄的，也不能透光，想必古人另有制造的方法。”這里面，沈括解釋“透光”的原理，主要一點(diǎn)就是“文雖在背，而鑒面隱然有跡。”這是十分正確的。因?yàn)殓R背有花紋，致使鏡面也呈相似的凹凸不平，但起伏盡小，肉眼不能察見(jiàn)。當(dāng)它反射光線(xiàn)時(shí)，由于長(zhǎng)光程放大效應(yīng)，就能夠在屏幕上反映出來(lái)。這個(gè)道理，清代物理學(xué)家鄭復(fù)光也作了十分貼切的說(shuō)明。他指出：靜止的水面是很平的，但經(jīng)它反射的光線(xiàn)投到墻壁上，也看到有點(diǎn)動(dòng)蕩，就因?yàn)樗鎸?shí)際上存在起伏的波紋。這個(gè)說(shuō)明是多么具體而確切，以致在本世紀(jì)二一十年代英國(guó)物理學(xué)家布拉格，討論“透光鏡”時(shí)，對(duì)這個(gè)問(wèn)題也作這樣類(lèi)似的說(shuō)明。
技藝
古人究竟用什么方法使銅鏡的正面能有相似于鏡背的花紋痕跡呢？據(jù)沈括記載，宋代以前的人認(rèn)為，那是因?yàn)殓R背上有凸出的花紋，故各處的厚薄不同，鑄造時(shí)冷卻有先后，收縮程度有差異，因此形成鏡面“隱然有跡”。這個(gè)解釋為沈括所同意，本世紀(jì)許多外國(guó)科學(xué)家也都表示首肯。1975年有人還用實(shí)驗(yàn)方法證明它是正確的。但是元代的一位考古學(xué)家名叫吾丘衍，提出另一種解釋。他說(shuō)是在鏡面用另一種銅料嵌入一幅和背面完全相同的花紋圖案，然后磨平，鏡面就能“隱然有跡”。這樣，鏡面各部分反射光線(xiàn)的能力大小不一樣，所以反射的光亮區(qū)中就可以看到花紋圖案了。這個(gè)解釋也是通的，而且吾丘衍曾親自眼看到有人為了驗(yàn)證其說(shuō)，不惜打碎一面透光鏡來(lái)檢查，證明屬實(shí)。后來(lái)，明代科學(xué)家方以智，支持這個(gè)解釋?zhuān)⒓右匝a(bǔ)充。言之鑿鑿，不容置疑。除了這兩種制法以外，還有一種方法，就是鑄成銅鏡后，用一榻壓磨棒在鏡面上刮擦壓磨，薄處受壓磨，向一處稍微鼓起，壓力去掉以后，這些薄處仍稍凸出，如以汞膏磨鏡，更可使薄處稍稍膨脹而更加鼓起，因而鏡面也就“隱然有跡”了。這個(gè)方法傳到日本，他們至今還在用以制造出透光鏡來(lái)。歐洲依法試制，也得成功。由上述可知，中國(guó)古代制造透光鏡的方法是多種多樣的。不管用那種方法，要制成功透光鏡，工藝要求都是很高的。在古代能夠做到這個(gè)地步，實(shí)在令人驚嘆不已。可惜這種絕招“終秘不宣”，使透光鏡的制作技藝失傳，真是可嘆！
不同光反射
8、光在反射時(shí)有一部分光會(huì)被物體吸收。
各光是有紅、綠、藍(lán)三色光按不同比例混合而成的。我們能看見(jiàn)的物體除黑色外都要反色光。白色物體反射所有光，看起來(lái)就是白色，灰色物體也反射各色光但只反射一部分。其他物體只要是什么顏色就反射能按一定比例混合而本色的光。
附：紅光加綠光是黃光，綠光加藍(lán)光是青光，紅光加藍(lán)光是紫光，紅綠藍(lán)加起來(lái)就是白光。
透明體的顏色是由透過(guò)的光色決定的。（當(dāng)光通過(guò)透明體時(shí)，透明體是什么顏色，就能透過(guò)什么顏色的光）
不透明體的顏色是由反射的光色決定的。（當(dāng)光遇到不透明體時(shí)，不透明體是什么顏色，就能反射什么顏色的光）
實(shí)驗(yàn)
目的和要求
總結(jié)光射到物體表面上發(fā)生反射的規(guī)律：
1．反射光線(xiàn)跟入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面內(nèi)，反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側(cè)。
2．反射角等于入射角。
儀器和器材
【實(shí)驗(yàn)方法】
1．調(diào)整光源的位置，使一束光沿平面E內(nèi)任一直線(xiàn)AO射到平面鏡上的O點(diǎn)。繞ON軸轉(zhuǎn)動(dòng)平面F，尋求由O點(diǎn)反射的光線(xiàn)，只有當(dāng)平面F和平面E在同一平面內(nèi)時(shí)，才能在F上見(jiàn)到反射光線(xiàn)，平面F在其他位置時(shí)，F上都沒(méi)有反射光線(xiàn)。得出反射光線(xiàn)跟入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面內(nèi)，反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側(cè)的結(jié)論。
2．平面F和E處在同一平面時(shí)，觀察到光的反射，從E、F屏上讀出入射角、反射角的值，得出反射角等于入射角。
3．在平面E內(nèi)改變?nèi)肷涔饩€(xiàn)的角度，重復(fù)步驟2。總結(jié)得出反射定律。
4．先使平面F和E成任一夾角。轉(zhuǎn)動(dòng)光源的位置，在E平面內(nèi)看到反射光線(xiàn)。轉(zhuǎn)動(dòng)平面E找到入射光線(xiàn)和法線(xiàn)所在的平面，加深對(duì)反射定律的理解。
注意事項(xiàng)
1．初中學(xué)生缺乏空間想象力，理解反射定律中線(xiàn)和面的空間關(guān)系是一個(gè)難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意幫助學(xué)生建立空間概念，直觀地建立起光的反射圖象。
2．入射光線(xiàn)是具有一定寬度的光帶，為了在光屏上顯示出光傳播的路線(xiàn)，入射光帶的軸線(xiàn)與光屏需成一個(gè)較小的角度。同樣，反射光線(xiàn)也是具有一定寬度的光帶，因此，當(dāng)平面E與F有較小的角度時(shí)，光屏F上仍能有短的亮線(xiàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意盡量減小光帶的寬度，并且避開(kāi)這個(gè)較小角度的位置，以免造成混亂。
實(shí)驗(yàn)要求
（1）寬光束光源都需配用狹縫，通過(guò)狹縫取一細(xì)束平行光作為入射光線(xiàn)；
（2）能夠改變投射到鏡面上光線(xiàn)的角度。例如，取日光作光源，可以借助于一對(duì)平面鏡Q1和Q2使一束日光投射到平面鏡M上，稍稍移動(dòng)并且轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡Q2，可以使投射到O點(diǎn)的光線(xiàn)的角度改變（圖2．3－2）。
提示：本小實(shí)驗(yàn)可輔以“光現(xiàn)象”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。
讓光線(xiàn)逆著反射光線(xiàn)的方向射向鏡面，可以看到，反射光線(xiàn)逆著原來(lái)入射光線(xiàn)的方向射出。
這表明，在反射時(shí)，光路是可逆的。
原理
證明：射線(xiàn)
就是三條波線(xiàn)的反射波線(xiàn)
解：利用初中全等三角形證明，由于三條波線(xiàn)彼此平行，所以
。因?yàn)樵谥苯恰?/span>ACP與直角△PMA中，
，所以
，所以
，所以入射角等于反射角，以此證明波線(xiàn)AM確實(shí)是波線(xiàn)a的反射波線(xiàn)，同理可證波線(xiàn)BN，C’（P）也是反射波線(xiàn)。
上述過(guò)程解釋了作為波的光線(xiàn)的反射原理。全反射光由光密（即光在其中傳播速度較小的）媒質(zhì)射到光疏（即光在其中傳播速度較大的）媒質(zhì)的界面時(shí)，全部被反射回原媒質(zhì)內(nèi)的現(xiàn)象。
當(dāng)光射到兩種介質(zhì)界面，只產(chǎn)生反射而不產(chǎn)生折射的現(xiàn)象．當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射角將大于入射角．當(dāng)入射角增大到某一數(shù)值時(shí)，折射角將達(dá)到90°，這時(shí)在光疏介質(zhì)中將不出現(xiàn)折射光線(xiàn)，只要入射角大于上述數(shù)值時(shí)，均不再存在折射現(xiàn)象，這就是全反射．所以產(chǎn)生全反射的條件是：①光必須由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)．②入射角必須大于臨界角．
臨界角是折射角為90度時(shí)對(duì)應(yīng)的入射角（只有光線(xiàn)從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)且入射角大于臨界角時(shí)，才會(huì)發(fā)生全反射）
實(shí)質(zhì)
光波是一種高頻的電磁輻射。光波與原子分子發(fā)生相互作用導(dǎo)致其傳播方向的改變、相位及偏振變化，以及能量和能流的重新分配。
原子限度在?量級(jí)，1mm表面排列約10×10個(gè)原子。在光波交變電場(chǎng)作用下，界面上原子作受迫振蕩，每個(gè)原子都是一個(gè)電偶極振子，形成面天線(xiàn)陣，由于干涉形成確定方向的輻射。正入射時(shí)，相當(dāng)所有振元同幅同相激勵(lì)，射束垂直于振面且有兩條：一條稱(chēng)反射波，一條稱(chēng)折射波。斜入射時(shí)，相當(dāng)于激勵(lì)相位不同，類(lèi)似于相控陣天線(xiàn)。
典型例題
例1
打槍瞄準(zhǔn)時(shí)要閉上一只眼，這是為什么？
解析：我們知道槍管前端有一個(gè)瞄準(zhǔn)用的準(zhǔn)星，我們閉上一只眼觀察到準(zhǔn)星擋住了目標(biāo)時(shí)，就說(shuō)明準(zhǔn)星、目標(biāo)和眼睛處于同一直線(xiàn)上，也就是說(shuō)瞄準(zhǔn)了目標(biāo)，實(shí)際上，這就是應(yīng)用光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播的道理。
例2
光線(xiàn)垂直入射到平面鏡上時(shí)，反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)的夾角為_(kāi)___。若入射光線(xiàn)的方向不變，平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)a角時(shí)，則反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)的夾角是______。
解析：當(dāng)光線(xiàn)垂直入射時(shí)，則反射光線(xiàn)將逆著入射光線(xiàn)反射，此時(shí)入射光線(xiàn)、法線(xiàn)、反射光線(xiàn)三線(xiàn)重合，反射角為0，入射角為0，所以反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)的夾角也為0。當(dāng)平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)后，法線(xiàn)與入射光線(xiàn)產(chǎn)生了夾角，這個(gè)夾角就是平面鏡轉(zhuǎn)過(guò)的角度，那么此時(shí)入射角為a，反射角也為a，所以反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)的夾角為2a。
例3
要使反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)的夾角為直角，則入射光線(xiàn)與平面鏡的夾角應(yīng)為_(kāi)____。
解析：根據(jù)反射定律可知：反射角等于入射角，如果反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)的夾角為直角，那么反射角等于45° ，入射角也等于45° ，而入射光線(xiàn)與鏡面的夾角則應(yīng)為45度。
例4
入射光線(xiàn)與平面鏡的夾角是，則反射角應(yīng)該是______。
解析：該題首先要弄清楚入射角。入射光線(xiàn)與平面鏡的夾角是，那么入射角就是，因?yàn)槿肷浣鞘侨肷涔饩€(xiàn)和法線(xiàn)的夾角，法線(xiàn)與鏡面垂直，又反射角等于入射角，所以反射角也等于。
例5
如圖2所示，光線(xiàn) 射到平面鏡上，反射光線(xiàn)沿 方向射出，請(qǐng)畫(huà)出平面鏡的位置。
解析：將反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn) 和 連接起來(lái)，交于 點(diǎn)，點(diǎn)是入射點(diǎn)，因?yàn)榉瓷浣堑扔谌肷浣牵ň€(xiàn)就是 的角平分線(xiàn)，法線(xiàn)與平面鏡垂直，這樣就可以畫(huà)出平面鏡的位置。
具體作法是：將 和 連接交于 點(diǎn)，然后畫(huà)出 的角平分線(xiàn)，也就是法線(xiàn)（注意畫(huà)虛線(xiàn)），再作 與法線(xiàn) 垂直表示平面鏡。如圖3。
例6
不能用光的直線(xiàn)傳播來(lái)解釋的現(xiàn)象是（ ）
A、日食和月食 B、影子的形成
解析：當(dāng)月球運(yùn)行到太陽(yáng)和地球之間，并且位于同一直線(xiàn)上時(shí)，由于光是沿直線(xiàn)傳播的，月球擋住了太陽(yáng)射向地球的光，便產(chǎn)生了日食現(xiàn)象。當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)行到太陽(yáng)與月球之間，并且位于同一直線(xiàn)上時(shí)，地球擋住了太陽(yáng)射向月球的光，便產(chǎn)生了月食現(xiàn)象。影子的形成是由于光沿直線(xiàn)傳播時(shí)遇到不透明的物體而留下的陰影區(qū)域。小孔成像也是由于光沿直線(xiàn)傳播，蠟燭的光通過(guò)小孔后在屏上形成倒立的燭焰像。由此可知，選項(xiàng)A、B、C均能用光的直線(xiàn)傳播來(lái)解釋。而發(fā)生雷電時(shí)，先看到閃電，后聽(tīng)到雷鳴聲是由于空氣中的光傳播速度比聲音傳播速度快得多的緣故，所以選項(xiàng)D不能用光的直線(xiàn)傳播來(lái)解釋。
例7
晚上，在桌上鋪一白布，把一塊小平面鏡鏡面朝上平放在白布上，讓手電筒的光正對(duì)著平面鏡照射，從側(cè)面看去，白布被照亮，而平面鏡卻比較暗，為什么？
解析：因?yàn)殓R面很光滑，垂直入射到鏡面的光被垂直反射回去，射到其他方向的光極少，從側(cè)面看去，基本上沒(méi)有光線(xiàn)射入眼中，所以，平面鏡看起來(lái)比較暗。而白布的表面比較粗糙，入射到白布上的光發(fā)生了漫反射而不是鏡面反射，反射光線(xiàn)能射到各個(gè)方向，所以從側(cè)面看到白布比較亮。
【漫反射】
凹凸不平的表面會(huì)把光線(xiàn)向著四面八方反射，這種反射就是漫反射
例如，陽(yáng)光射到鏡子上，迎著反射光的方向可以看到刺眼的光。如果陽(yáng)光射到白紙上，無(wú)論在哪個(gè)方向，都不會(huì)感到刺眼。
原來(lái)，鏡面很光滑，而看上去很平的白紙，細(xì)微之處實(shí)際是凹凸不平的。這就是利用了 漫反射。
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
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