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探究光的反射定律

查字典物理网 2016-10-11

生活中大家玩过镜子，把镜子面对着太阳，可以在墙上照出光斑，甚至光斑出现在同学脸上。可见，镜子能反射光。水面能反射光吗？粉笔盒能反射光吗？粉笔盒不发光，但大家都看见了粉笔盒，对吧？可见粉笔盒把光反射进了大家的眼睛。光在许多物体表面会发生反射现象。

把镜子面对着太阳，光斑有时出现在东墙上，有时出现在西墙上，有时出现在张三脸上，有时出现在李四背上。是不是该问问为什么呢？那么，我们应该提出一个什么问题呢？……光的反射有规律吗？有什么规律？

探究探究。如何探究？

再回想一下玩耍的经历。把太阳拿在手里，让太阳光照在挂在墙上的镜子上。太阳不由大家玩儿，手电筒大家还是能玩的。其实手电与太阳一样，都是……光源。用手电光照射挂在墙上的大镜子，从左往右照，光斑出现在右方（右方墙上）；从下往上照，光斑出现在上方（上方屋顶）；从左下往右上照，光斑出现在右上方。手电光照射的位置不同，光斑的位置一般也不同。

为了叙述方便，我们可以给射在镜子上的光和被镜子反射出去的光都起个名字：入射光、反射光。相应地，描述其传播方向的光线分别为入射光线和反射光线。既然光照射的位置影响光斑的位置，即影响反射光线的位置，那么大家是不是会关心光照射的位置呢？起个名字：入射点。

显然，反射光线和入射光线确定一个平面。这个平面有什么特征？保持入射点不变，让这个平面随入射光的方向的改变而改变。发现……所有平面都像是与镜面垂直，这些平面好像都经过一条直线——这条直线经过入射点且垂直于反射面。既如此，给这条直线也起个名字：法线。这样，入射光线的位置、反射光线的位置都可以用各自与法线的夹角来反映。给这两个角也都起个名字？入射角、反射角。

在这基础上，我们进行探究实验。

为了更好地观察光的传播路线，前面我们曾在空气中弄上均匀的烟或雾。这里，我们可以用在平放的镜子上立着的白纸板显示光的传播路线，让光沿着白纸板入射到镜子上，并用另一块白纸板显示反射光的位置。手电光光束太粗，可以用激光笔代替手电筒。

动手实验，记录下实验现象，分析得出实验结论：反射现象中，反射光线在入射光线和法线确定的平面内；反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。

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