Question

5．為探究光反射規(guī)律，李華用激光筆、可折轉(zhuǎn)的紙板EF，平面鏡等器材進行如圖所示的實驗．

（1）實驗器材中，紙板的作用是：
①顯示光的傳播路徑．
②探究反射光線、入射光線和法線是否共面．
（2）李華想探究反射光線與入射光線是否在同一平面內(nèi)，他應(yīng)該將紙板F（選填“E”或“F”）繞ON向前或向后彎折，看能否在紙板F上觀察到反射光線．
（3）根據(jù)光的反射定律，如果入射角為20°，則反射角的大小是20°．如果讓光線逆著OB方向射向鏡面，會看到反射光線沿著OA方向射出，這表明反射現(xiàn)象中光路是可逆的．
（4）課后，張敏同學利用同一套實驗器材，選擇入射角分別為15°、30°、45°的三條光線進行實驗，結(jié)果得到反射角分別為75°、60°、45°．經(jīng)檢查，三次實驗中各角度的測量值都是準確的，但總結(jié)的規(guī)律卻與反射定律相違背．你認為其中的原因應(yīng)該是把反射光線與鏡面的夾角當成了反射角．
（5）在實驗過程中，若將紙板傾斜，如圖乙所示，讓光線仍貼著紙板沿AO方向射向鏡面，此時反射光線與入射光線在（選填“在”或“不在”）同一平面內(nèi)，紙板上不能（選填“能”或“不能”）看到反射光線．

Answer 1

分析 （1）從觀察光的傳播路徑和探究入射光線、反射光線和法線的關(guān)系進行分析；
（2）根據(jù)光的反射定律答題，光的反射規(guī)律：入射光線、反射光線、法線在同一個平面內(nèi)，入射光線、反射光線分居法線兩側(cè)，入射角等于反射角；
（3）根據(jù)入射角的大小，利用光的反射規(guī)律可以確定反射角的大�。�
將光的傳播方向倒過來，光線能夠原路返回，由此體現(xiàn)了在光的傳播過程中，光路是可逆的．
（4）由光的反射定律知，反射角應(yīng)等于入射角，由表中數(shù)據(jù)可知，他所測量的角不是反射角，而是反射光線與鏡面的夾角．
（5）根據(jù)入射光線、反射光線和法線的關(guān)系進行分析，使光屏不在一個平面內(nèi)，觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論．

解答 解：（1）①我們不便于直接觀察光的傳播路徑，即光線，但光線能顯示在光屏上，我們可以借助光屏來顯示光的傳播路徑；
②將光屏的左半部分向前后翻折，就不會看到反射光線，只有當整個光屏為一平面時，才能夠看到反射光線，因此借助光屏可以探究入射光線、反射光線和法線是否共面；
（2）因此想探究反射光線與入射光線是否在同一平面內(nèi)，他應(yīng)該將紙板F繞ON向前或向后彎折，看能否在紙板F上觀察到反射光線．
若看見，說明入射光線、法線、反射光線不在同一平面內(nèi)，若在在F板上不能看到反射光，說明入射光線、法線、反射光線在同一平面內(nèi)．
（3）反射角指的是入射光線與法線的夾角，如果入射角為20°，在光的反射中，反射角等于入射角，所以反射角也為20°
將反射光線變?yōu)槿肷涔饩�，此時的反射光線沿著原來入射光線的路徑射出，體現(xiàn)了光路是可逆的．
（4）根據(jù)反射定律，反射角等于入射角，反射角是反射光線與法線的夾角，入射角是入射光線與法線的夾角，當入射角分別為15°、30°、45°時，反射光線與法線的夾角，即反射角也應(yīng)分別是15°、30°、45°，不是75°，60°45°，而75°，60°，45°正好是反射光線與鏡面的夾角．
（5）根據(jù)光的反射定律可知，在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線分居法線兩側(cè)；反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，因此若將紙板傾斜，如圖乙所示，讓光線仍貼著紙板沿AO方向射向鏡面，此時反射光線與入射光線仍在同一平面內(nèi)，但不能在紙板上看到反射光線．
故答案為：（1）①顯示光的傳播路徑；②探究反射光線、入射光線和法線是否共面；（2）F；（3）20°；反射現(xiàn)象中光路是可逆的；（4）把反射光線與鏡面的夾角當成了反射角；（5）在；不能．

點評 本類型題考查對平面鏡成像實驗的掌握情況，實驗探究的關(guān)鍵是對相應(yīng)的知識理解透徹，思路清晰．上課時特別要強調(diào)的是：反射角是反射光線與法線的夾角，而不是反射光線與鏡面的夾角．