光的反射和折射例题及习题解析(上)

A
B
例 4 ：一条光线射到平面镜上，如果使该入射光线与 镜面间的夹角增加10°，则反射光线和入射光线间的夹 减小20° 度． 角将________ 例：卡文迪许扭秤是用来测定万有引力恒量的重要仪 器，为了观察悬挂的石英丝发生的微小扭转形变，卡文 迪许采用了光放大的原理．下图中悬挂在石英丝下端的 T形架的竖直杆上装一块小平面镜M，M可将由光源S射 来的光线反射到弧形的刻度尺上（圆弧的圆心即在M处 ）．已知尺距M为2m， S 若反射光斑在尺在移动2cm， 石英丝 则平面镜M转过的角度是 平面镜M ______ rad． 0.005
一个平面镜对光线的控制作用．
（1）平面镜对光线有反射作用，反射光与入射 光遵循反射定律． （2）一束平行光的情况：入射光方向不变，平面镜 转动α角，反射光转动2α角． （3）一束发散光的情况：经平面镜反射后，仍是 发散光，且发散程度不变．
4．平面镜的成像特点
平面镜成等大、正立的虚像，像与物关于 镜面对称． 平面镜成像的作图法：
刻度尺
例5. 如图示, 半径为R的半圆形屏幕S处有一狭缝, 圆
形幕圆心 O处有一平面镜 M. 现有一束光从 S 射到平面 镜M上. 若平面镜M绕O点以角速度ω转动, 反射光在屏
2Rω 幕上的亮斑的移动速率为____________.
R O
M
例6.如图所示，两平面镜的夹角为θ，光线经两平面镜反射 后，反射光线与入射光线的夹角为α，求证：α=180°-2θ． 解: 作两平面镜的法线 α=180 °－2（∠1+∠2）=180 °－2θ 讨论：（1）一般情况θ< 90°， α=180°-2θ，
P246/3 一个光源从地面上沿竖直方向将 一细束平行光向上投射到一片和光线垂直的平 面上．平面镜与地面的距离为30m，如果把平 面镜绕水平轴且通过入射点的轴线转过15°角， 17.3 m处得一光斑。 则地面上将在距离光源 ____ 解: 平面镜绕轴线转过15°角，则反射光线 转过30 °角, O ∴AB=30tg30 °=17.3m
例2. 如图所示，在高为3.2m处有一点光源S，在紧 靠着光源S处有一小球A以初速v0作平抛运动.若在落地 点预先放置一竖直屏幕，不计空气阻力，小球 A在屏 幕上的影子 P 作什么运动 ? 经过 0.4s 影子的速度是多 少?(g取10m/s2) 解：画出运动示意图如图示： 小球运动的总时间 水平总位移 X=v0T 经t 秒小球运动到B,
1. 光的直线传播
例1
例2
例3
2. 光的反射定律
3. 平面镜对光线的控制作用
P244/1
例5 97年高考
P246/3
例6 例7
例4
P245/1 P245/2 P246/1
4.平面镜的成像特点 P244/3 例8 例9 04年全国理综17
1. 光的直线传播----光在同一种均匀介质中沿直线传播。 本影和半影，日食和月食
M
·
遮光板N
光屏P
L1=1m
L2=1m L3 =3m
B
D
2. 光的反射定律——
反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，反 射光线和入射光线分居于法线两侧，反射角等 于入射角。 注意： a. 在光的反射现象中，光路是可逆的， b.不论镜面反射还是漫反射都遵循反射定律
3．平面镜对光线的控制作用
只改变光束的传播方向，不改变光束的散聚性质．
1 2
α
θ
P245/1 两平面镜互成直角,入射光线AB经过两次反射 后,反射光线为CD,今以平面镜的交线为轴,将镜转动 10°,两平面镜仍保持直角,在入射光线保持不变的情况 下,经过两次反射后,反射光线为C'D',则C' D'与CD C ( A ) A.不相交,同向平行 B.不相交,反向平行 C.相交成20°角 D.相交成40°角 D' A' A C' D B
T 2H g 0.8s
S
v0
A
x
C
y B
P
x=v0 t
y=1/2 gt2
PD =X× y / x=0.8v0 ×1/2 gt2 ／v0 t = 0.4gt
D
所以，小Βιβλιοθήκη Baidu做匀速运动, 速度为4 m/s
X
例3.在图中， S为点光源。它的左侧L1=1米处竖直放 置一平面镜M，它的右侧L2=1米处竖直放置一直径为6 厘米的圆形小遮光板N，距点光源S为L3=3米处有一个 10 厘米， 竖直光屏P。在光屏上小圆板的本影直径为 ____ 18 厘米。 半影的外径为 ____ 解：先将S跟遮光板N的边缘连接交光屏P于C、D 再作S 的像S′， S′跟遮光板N的边缘连接交光屏P于A、B， 则本影直径为AB， 半影的外径为CD， C S 由几何关系得 A AB=10cm,S′ CD=18cm.
若θ=90°，则α=0° （反射光与入射光平行） 若θ=45°，则α=90°，（反射光与入射光垂直） 若θ>90°，则α=2θ-180° （2）两平面镜的夹角决定反射光与入射光的夹角，与这两平 面镜的放置位置（这两平面镜是否接触和如何放置）和是否转 动无关．
结论：两平面镜的夹角决定 了对光线方向的控制． 一个重要的应用： 直角镜使光线按原路返回．
例：当地球运行到太阳与月亮之间时就会发生月 食 , 图给出了地球挡住太阳的影区 . 当月球部分进入 B 影区时发生月偏食. 当月球全部进入 ________ ____________ 影区时, 就会发生月全食. B
地球
太阳
A A
B
例1：当月球运行到太阳和地球之间适当位置时， 就会出现日食（如下图）．在A、B处的人们看到的是 偏 食，A处看到的是______图形象，B处看到的是 日____ Ⅰ 图形象；在 C 处的人们看到的是 ____ ____ 环 食，看到的 Ⅱ 图形象．若这时在高空经过 D 处，看到的则是 是 ____ Ⅳ 图形象． 日全 ___食，看到的是___ Ⅲ
先根据平面镜成像有对称性的特点，确定 像的位置，再补画入射线和反射线．实际光 线画实线并加箭头，镜后的反向延长线要画 虚线，虚线不加箭头．
P244/1如图所示 ,a 、 b 、 c 三条光线能交于一点 S,形成 会聚光束 . 今在 S 点前任置一块与 3 条光线所在平面垂直 的平面镜,将3条线截住,那么( C ) (A)3条光线的反射光可能交于一点、也可能不交于一点 (B)3条反射光线一定不交于一点 (C)3条反射光线一定交于镜前一点 (D)3条反射光线的延长线交于镜后一点 解：作S的‘像’S ′， a 、b、c 三条反射光线一定 交于镜前一点S ′ a S S′ c b