题文

如图所示，是小明同学设计的“探究光的反射规律”的实验装置，桌面上水平放置一个平面镜，P是激光光源，EF是两个可以绕0N转动的纸质光屏． （1）现在小明想探究入射光线、反射光线和法线是否在同一个平面内．他首先使EF纸板在同一平面内，激光源沿着E纸板向O点发出入射光线，观察纸板F上，是否能看到反射光线的痕迹．接下来的操作是什么． （2）在探究角度时，小明发现当入射角增大时反射角也增大，但是不知道是否相等，请你帮他改进一下实验装置，使他能方便地观察出反射角是否和入射角相等，说出你的做法． （3）为了验证反射角是否等于入射角，他应该做几次试验？

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）探究入射光线、反射光线和法线是否在同一个平面内时，先使EF纸板在同一平面内，激光源沿着E纸板向O点发出入射光线，观察纸板F上，是否能看到反射光线的痕迹，接下来的操作是：将纸板F沿ON先后折，观察纸板F上，是否能看到反射光线的痕迹； （2）方案一：使用量角器测量，将量角器固定在纸板上，圆心与O点对齐，90°与ON对齐； 方案二：在纸板上提前测出6组相等的角，并留下痕迹，使入射光线沿一侧痕迹射入，观察反射光线是否从另一侧对应的痕迹设出； （3）实验次数在3组以上，使实验结论具有普遍性．

据专家权威分析，试题“如图所示，是小明同学设计的“探究光的反射规律”的实验装置，桌面..”主要考查你对  光的反射规律及其应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

光的反射规律及其应用

考点名称：光的反射规律及其应用

• 反射定律：
  入射光线、反射光线和法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角（∠i=∠r）。
  
  光的反射定律描述了“三线”“两角” 的关系，可简记为：“三线共面，法线居中(三线位置关系)，两角相等(两角量值关系)”。
  特殊情况垂直入射时，入射角反射角都是零度，法线、入射光线、反射光线合为一线。
  

• 对于光的反射定律，应掌握以下五点：
  1、根据光的反射定律可知，任何一条反射光线都对应一条入射光线。
  
  2、定律的叙述有一定逻辑因果关系：先有入射，后有反射。表达时不能把“反射角等于入射角”说成 “入射角等于反射角”，因为反射角等于入射角的意思是“反射角随着入射角的变化而变化”，若倒过来说意思就反了，不符合逻辑因果关系。
  
  3、两角量值关系的变化是相对应的。即反射角随着入射角的变化而变化，入射角增大时反射角也增大，入射角减小时反射角也减小，入射角变为0^。，反射角也变为0^。，此时，入射光线、反射光线、法线重合，“三线合一”。
  
  4、法线起“准则”的作用，是过入射点始终与反射面垂直的直线。当反射面转动一定角度时，法线仍与反射面垂直，也随之转过相同的角度。法线不仅过入射点与反射面垂直，而且还是入射光线与反射光线夹角的平分线。
  
  5、在描述光的反射定律的光路图中，有两个重要的角度关系，即反射角等于入射角，r=i；入射角与入射光线和反射面的夹角互余，i+α=90^。。
  

• 自行车尾灯的设计：
     利用直角平面镜的反射规律，制成了自行车的反光灯，如图所示。夜晚，汽车灯发出的光射到自行车的反光灯上时，经自行车上互成直角的两个反射面的反射，反射光将以平行于入射光的方向反向射入司机眼睛，使司机容易发现骑自行车的人，有利于夜间行车安全。
  
  例  自行车是一种便捷的交通丁具，它包含了许多物理知识。例如，自行车尾灯就包含了光学知识。它本身不发光，但在夜晚，当有汽车灯光照射到尾灯上时，就会发生反射，以引起司机注意。尾灯的结构如图所示，请在图中画出反射光线，并说明反射光线有什么特点。
  
  解析：利用光的反射定律作用，当两个反射面垂直时，一条光线经两个表面反射后光线平行于入射光线且方向相反
  答案：如图所示
  
  入射光线平行射入，反射光线平行射出。反射光线与入射光线方向相反。(答出一条即给分)