單元主題:光的反射與面鏡 【第 4-2 節】
光的反射
1.光的反射:光遇障礙物, 發生改變(折回
)的現象 其偏折方向遵循光的 定律(水波、聲波、光波..均適用)。
2.光的反射定律:光照射到 表面(光滑、粗糙)時均遵循,且有 性。
(1)入射光、反射光分別在 線的兩側,且此三直線在同一平面 (2)入射角 反射角。( )
法線:與 表面垂直的直線 入射角:入射光與 的夾角
反射角:反射光與 的夾角 3.光的反射定律示意圖:
(1)入射角≠0
時: (2)入射角=0時: 若入射光的入射角增加(減少)時,其反射角也隨之增加(減少)
若入射光與法線重合時,反射光循原路反射(反射角=入射角= )
入射光與反射光的光速大小 (因 相同)。
鏡面反射 漫射
30°
4.光反射的類別:
(1)鏡面反射(單向反射):一束平行光照射在 平面時,其反射光彼此
。
(2)漫反射(漫射):一束平行光照射在 平面時,其反射光彼此 。 仍遵循反射定律:入射角=反射角
範例解說
1.如下表,一入射光遇到障礙面時發生反射,則回答下列問題,並完成反射光之光路:
圖(一) 圖(二)
入射角 度;反射角 度。
入射光與反射光夾角為 度。
垂直入射,循 反射。
入射角 度;反射角 度。
入射光與反射光夾角為 度。
反射光與障礙面夾角為 度。
2.[會考類題] 附圖為光線反射之示意圖。與兩鏡面夾角為 140°,有一光線射向鏡面,且與鏡
面之夾角為
30°,則:
光線射向鏡面 MO 時之入射角等於 度。
光線從鏡面 ON 反射時之反射角等於 度。
角度 θ
等於 度。 解析:三角形內角和= 度。
3.( )欲使入射光反射後的方向如圖所示,則平面鏡應
依何種方向旋轉多少度?(A)逆時鐘旋轉 15 度 (B)逆時鐘旋轉 20 度
(C)逆時鐘旋轉 30
度(D)順時鐘旋轉 40 度 。
解析:面鏡與法線 。
面鏡的種類
1.面鏡的種類與應用:以反射面的 來區分三類
鏡 鏡 鏡
鏡子
光滑的表面(湖面)
湯匙內側、手電筒 太陽爐、汽車車前燈
湯匙外側、汽車後視鏡 轉彎口(商店)反光鏡
平面鏡成像
1.平面鏡成像性質討論:
(1)平面鏡成像性質:反射面為 面 。
。
。 (成像規律: 立,必虛像)
。
(2)實驗法:
透明光碟盒立起,下方墊白紙 10 元銅幣放在盒蓋前方
眼睛自銅幣一側向盒方向看 可在異側紙上,看見銅幣的像
(3)作圖法:(動畫觀察)
2.面鏡成像:表面光亮而平滑的表面,成像愈 。
實像與虛像的異同
區分 實像 虛像
相異點
作圖法中光 線的交點 作圖法中光 線的交點
成像在紙屏上 成像在紙屏上
必 立(與原物相比) 必 立(與原物相比)
相同點 眼睛可看見 眼睛可看見
範例解說
1.阿華在有一面平面鏡的舞蹈教室中練舞,如下圖,她隨著舞步正朝著東北方移動,路徑如
圖中的箭頭所示,則: 在下方圖中,畫出阿華在平面鏡裡的移動路徑?可見阿華的像向 方向移動。
若阿華在移動前,與平面鏡相距 4
公尺,則移動後與成像相距 公尺。2.如圖,甲、乙二物體位於一平面鏡前,如圖所示。則:
眼睛可從平面鏡中看到哪一個物體的像? 。
解析:先找 的像
3.( )如圖所示,小琪取一蠟燭鉛直立於桌面上的平面鏡 MN
前,若小琪將平面鏡MN
順
時鐘方向旋轉 45°時,則燭火的像將為何?
(A) (B) (C) (D)
凹面鏡成像(成像,與 透鏡相似)
1.凹面鏡:反射面為 面
通過鏡面中心且垂直鏡面的直線,稱為 。 2.成像探索:動畫觀察
(1)物體在無窮遠處()時: (無窮遠處,入射光路為 ) 成像性質:
應用:奧運聖火點燃、法國歐德洛太陽爐、小型太陽爐
光路圖光路特徵 入射光 ,反射光 。 像的大小
像的正倒 像的實虛
(2)物體在焦點處(=F)時: (近處,入射光路為 ) 成像性質:
應用:汽車車燈、手電筒、 探照燈
光的可逆性:
當物置 處,像在 F
上 當物置 F 上,像在 處
(3)物體在凹面鏡近處(但不在焦點處)時:
光路圖
光路特徵 入射光 ,反射光 。 像的大小
像的正倒 像的實虛
成像性質:
成像歸納:
像的大小趨勢:物體越近焦點,像愈 ( )。
像的大小:與原物相比
Ⓐ 物在焦距之內:只有 像 Ⓑ 物在焦距之外:有放大、相等及縮小像 像的正倒:與原物相比
Ⓐ 物在焦距之內:只有 像
Ⓑ 物在焦距之外:只有 像
像的實虛:正立,必 像;倒立,必 像。
凸面鏡成像(成像,與 透鏡相似)
1.凸面鏡:反射面為 面
通過鏡面中心且垂直鏡面的直線,稱為 。
物體位置
眼看見 的成像
像的大小 放大 放大,更大 放大 縮小
像的正倒 正立 正立 倒立 倒立
像的實虛
像 像 像 像
2.成像探索:動畫觀察
(3)物體在凸面鏡近處時:
成像性質:
成像歸納:
物體在凸面鏡前,均為 、 、 。
像的大小趨勢:物體遠離面鏡中心,像愈 ( )。
應用:轉彎口反光鏡、汽車後視鏡、機車後視鏡
物體位置
眼看見 的成像
像的大小 縮小 縮小,更小 縮小,更更小
像的正倒 正立 正立 正立
像的實虛
像 像 像
面鏡的成像性質
範例解說
1.光線分別通過光學鏡片甲、乙、丙,其光路如下圖所示,則回答下列問題:
光學鏡片種類區分:甲,為 ;乙,為 ;丙,為 。 (A)平面鏡 (B)凸透鏡 (C)凹面鏡 (D)凹透鏡 (E)凸面鏡。
甲、乙、丙中,會產生「實像」者? ;會產生「虛像」者? 。 甲、乙、丙中,會產生「正立像」者? ;會產生「倒立像」者? 。 甲、乙、丙中,會產生「放大像」者? ;會產生「相等像」者? ;會 產生「縮小像」者? 。
甲、乙、丙中,會產生「正立虛像」者? 。
甲、乙、丙中,會產生「正立縮小虛像」者? ;會產生「正立相等虛像」者?
;
會產生「正立放大虛像」者? 。
甲、乙、丙中,會「會聚光」者? ;會「發散光」者? 。 甲、乙、丙中,是應用「光的反射」原理者? 。
手電筒、太陽爐,是 之應用;汽車後視鏡、道路反射鏡,是 之應用。
哈哈鏡,是應用甲、乙、丙中 與 之組合,而產生的趣味效果。
區分 平面鏡 凹面鏡 凸面鏡
應用原理 反射定律 反射定律 反射定律
光特性
成 像 性 質
正倒立 正立或倒立
(隨物距而變)
像大小 放大、相等或縮小
(隨物距而變)
像實虛 虛像或實像
(隨物距而變)
解析 光未穿透: 鏡。
2.[回家練習] 將易開罐的底部倒轉過來,以手電筒照射底部,如圖所示,則:
標示出圖示中,「焦點 F」的位置?
標示出圖示中,「法線」的位置?
課程結束….