实验三、探究光的反射定律【实验目的】探究光的反射规律试验器材】平面镜1个激光笔1个，带刻度的硬纸光屏1个，水槽一个，支架1对，夹子1个实验步骤】① 按要求组装器材将平面镜水平放置，然后把一块标有刻度的白色硬纸板竖直放置在平面镜上；② 用激光笔射出一束激光，用笔记下入射光线和反射光线的位置，并在刻度光屏上读出入射角和反射角的 度数，记录在表格中③ 重复实验两次改变入射光的方向，多测几组入射角和发射角，并将有关数据填入下表④ 将光屏向前或向后折，观察反射光线⑤ 整理器材实验记录】次数入射角i反射角r123【实验结论】1、 在反射现象中， 入射光线、反射光线、法线一在同一平面内;2、 入射光线和反射光线分居法线两侧;3、 反射角 等于 入射角实验补充】1、 以法线ON为轴，将硬纸板的B面向后旋转，这时在B面上观察不到反射光线，证明三线共面；通过比较入射角和反射角的大小关系可以证明反射角等于入射角；反射光线和入射光线对称，并且对称还意 味着分居法线两侧2、 反射定律是用来确定反射光线位置的，对应每一条确定的入射光线而言，反射光线是唯一的3、 如果光线垂直射向平面镜，入射角为0反射角为0入射光线、反射光线、法线重合。
考点方向】光的反射定律是：“共面"、“两侧”、“等角”、“可逆”1、 显示光路：光屏表面粗糙，可以通过漫反射显示光的传播径迹，操作时要求入射光线要贴着光屏 入射；也可以通过烟雾等手段显示光路2、 验证共面：光屏 可折转的作用是验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内 （三线共面）将光屏折转后不能观察到反射光线，这说明 反射光线、入射光线和法线在 同一平面上3、 探究等角：要 改变入射角（或入射光线的方向）多次测量 ，探求规律，使结论具有普遍性 注意反射角和入射角都是光线与 法线 的夹角，不是光线与平面镜的夹角4、 光路可逆：光的直射、反射、折射都具有可逆性5、 如果想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，应如何操作？将纸板沿中轴ON向后折，观察在纸 板B上是否有反射光线6、 如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：在反射现象中，光 路是可逆的7、 理想模型法：用带箭头的直线表示光的传播路径和方向8、 量角器的作用：测量反射角和入射角的大小9、 从纸板不同方向都能看到光的传播路径原因是：光在纸板上发生了漫反射10、 多次改变入射角大小并进行多次实验的目的：保证实验结论具有普遍性。
创新母题】利用如图装置进行探究光的反射规律实验.（1）让一束光贴着纸板A沿EO方向射向镜面，在纸板B上可看到光线沿OF方向射出，在纸板上用笔描出光线EO和OF的轨迹，则EO与垂直镜面的直线ON的夹角i是 .（填“入射角”或“反射角”），如果让一束光从A沿FO方向射向镜面，在纸板B上可以看到光线沿 方向射出，由此可以证明 2）多次改变入射角的大小，测得实验数据如下表．序号Zz厶130°30°245°45°350°50°分析数据可得：反射角 （填“大于”“小于”或“等于”）入射角：当入射角变大时，光线 OF （填“远离”或“靠近”）直线 ON.（3） 在上一步操作中多次改变入射角的大小获得多组数据的目的是： 4） 以直线ON为轴线.把纸板B向前或向后折，在纸板B上 傾“能”或“不能”）看到反射光线OF，由此说明反射光线、入射光线与法线在 （填“同一”或“不同”）平面内．（5） 实验中，从教室各个方向都能观察到粗糙纸板表面反射的光线，这种反射属于 （填“镜面反射”或“漫反射”），其中选择粗糙纸板的目的 6） 粗心的小明在实验中，记录的其中一组入射角和反射角度数分别为30°和60°，与光的反射规律不符，请你指出其中的原因： 。
答案】：⑴入射角；OE；光路是可逆的；（2）等于； 远离；（3） 避免实验偶然性，得出普遍规律4） 不能； 同一；（5） 漫反射；通过漫反射更清晰地显示光传播的路径6） 错把反射光线和镜面之间的夹角看作反射角解析】：（1） EO为入射光线、垂直镜面的直线ON为法线，EO与ON的夹角i是入射角；光路是可逆的2） 分析表中的数据可知，反射角等于入射角；当入射角变大时，反射角也变大，故光线OF远离法线ON；（3） 多次改变入射角能得出多组数据，可以避免实验的偶然性，更能得出光反射的普遍规律4） 把纸板B向前或向后折时，在纸板B上不能看到反射光线OF,说明反射光线、入射光线与法线在同 一平面内；(5) 从教室各个方向都能观察到粗糙纸板面反射的光线，这种反射属于漫反射；粗糙的纸板能通过漫反射 更为清晰地显示光的传播路径，便于实验观察和测量6) 反射角与入射角不是相等而是互余的关系，说明错把反射光线和镜面之间的夹角看成反射角了练习1:(2019苏州)“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示平面镜放在水平桌面上，标有刻度(图 中未画出)的白色纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动 的激光笔。
1) 实验前，应将纸 放置于平面镜上移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿 时针方向转动；(2) 移动激光笔，使入射角为45测得反射角也为45°.由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处？ ；(3) 如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现此现象说明了： ;(4) 在图甲中，若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜，此时反射光束 A.仍在纸板上呈现B.被纸板挡住 C.在纸板前方【答案】(1) 垂直；顺；(2) —次实验得到的结论具有偶然性；(3)反射光线、入射光线和法线在同一平面内；(4) Co【解析】(1) 白色纸板ABCD应垂直放置于平面镜上，这样反射光线才可以在硬纸板上呈现；如图甲，移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，则入射角增大，反射角也增大，则反射 光线会远离法线，即反射光线将会顺时针转动；(2) 因为一次实验具有有很大的偶然性，所以不能只由一组数据就得出结论，应改变入射角的度数进行多 次实验3) 如图乙所示，将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。
此现象说明了反射光线、入射光线和法线在同一平面内；（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，而法线始终垂直于平面镜，则反射光线、入射 光线、法线所在的平面也垂直于平面镜，所以可知反射光束在纸板前方，故应选C练习2:（2019•怀化）如图是探究光的反射规律的实验装置图，其中ABCD是白色硬纸板制成的光屏，并能沿ON折转，ON垂直于CD123430'押血，20'4ir5IT（1） 实验时，将光屏 放置在平面镜上，让一束光紧贴光屏射向平面镜上的O点，可在光屏上看到反射光线•如图甲所示;将光屏右半部分向后折转一定角度，光屏上看不到反射光•如图乙所示，说明反射光线、 人射光线与法线在 2） 从甲图可以看出反射光线与入射光射分居 两侧3） 从表格记录的数据分析时得： （答出一个结论即 可）答案】（1）竖直（垂直）；同一平面内；（2）法线；（3）反射角等于入射角【解析】（1） 为了便于观察，实验中需要将光屏垂直放置在平面镜上；将光屏右半部分折转一定角度后，看不到反 射光线，说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内2） 由图可知，反射光线与入射光射分居在法线两侧3） 从表格记录的数据分析可知，反射角等于入射角。
练习3： （2019•常德）在探究光的反射定律时，小波将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块纸板分E、F 两个面）垂直放置在平面镜上，如图甲所示1）图甲中，E、F在同一平面上，让光线沿纸板E上的AO射向镜面，则在纸板F上得到沿OB的反射光 线，测得AO、OB与法线的夹角均为40°，于是小波得出结论：反射角等于入射角你认为小波得出结论的过禾 （选填“合理”或“不合理”），原因是 2）在实验过程中，若将纸板倾斜（即纸板与平面镜不垂直），如图乙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向 射向镜面,此时反射光线与入线 （选填“在”或“不在”）同一平面内，纸板上 （选填“能”或“不能”）看到反射光线答案】（1） 不合理； 实验次数太少，结论不具有普遍性2） 在； 不能解析】（1） 据题意可知，此实验只进行了一次实验就得出结论，由于实验次数少，结论具有偶然性，不具有普遍性， 所以不合理；（2） 纸板与镜面垂直时，法线在纸板上，法线与镜面垂直，入射光线、法线、反射光线在同一平面内，如果纸 板与平面镜不垂直，则法线不在纸板上，入射光线沿纸板照射后，反射光线也不在纸板上，则我们在纸板 上看不到反射光线；此时虽然看不到反射光线，但反射光线和入射光线、法线仍然在同一平面内。
练习4:（2018乌鲁木齐）在探究光的反射规律的实验中，小明设计了如图所示的实验：将平面镜放在水 平桌面，硬纸板竖直地立在平面镜上，硬纸板上的直线ON垂直于镜面，右侧纸板可绕ON转动1） 如图甲，当硬纸板在同一平面上，使一束光贴着纸板沿某一方向射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出当入射光EO向ON靠近的过程中，发现反射光OF （选填“靠近”或“远离”）ON.为了精确探究反射规律，除了图中的器材，还需要刻度尺、 和 2） 如图乙，保持左侧纸板和入射光的位置不变，将右侧纸板绕ON转动，此时在右侧纸板上不能看到反射光，由此可以得出反射光线、入射光线和法 的结论答案】（1）靠近；笔；量角器；（2）在同一平面内解析】（1）根据入射角的变化和反射角的变化而得出结论；为了精确探究反射规律，除了图中的器材，还需量出角度，记录数据，要刻度尺、笔和量角器；（2）硬纸板可以显示光路，将右侧纸板绕ON转动，反射光线将会消失，所以证明了反射光线、法线、入 射光线在同一平面内解：（1）光反射时，反射角大小等于入射角，若将EO向ON靠近，则OF靠近ON；为了精确探究反射规 律，需要测量角度，记录数据，列出表格，故除了图中的器材，还需要刻度尺、笔和量角器；（2）实验中使用可折转的硬纸板，除了能呈现光路外，将右侧纸板绕ON转动，此时在右侧纸板上不能看 到反射光，由此可以得出反射光线、入射光线和法线在同一平面内的结论。
练习5： （2018・杭州）为探究光的反射规律，小金进行如图所示的实验1） 当入射角为40°时，反射角为 2） 小金将纸板F绕垂直于镜面ON向后转动，在纸板F上还能看到反射光吗？ 请分析原因： 3） 若使入射光线与平面镜的夹角为30°,那么反射光线与入射光线的夹角为： 答案】（1）40°；（2）不能；入射光线、反射光线、法线在同一平面内；（3）120°解析】（1） 如图：反射角等于入射角，都为40°2） 由光的反射定律可知：入射光线与反射光线在同一平面内，则她将纸板B向后折不能接收到反射光线;（3） 一条光线与平面镜的夹角为30°，那么入射光线与法线间的夹角，即入射角为90° - 30°=60°；由光的反射定律知；反射角等于入射。