課程名稱:光的反射與面鏡 課程名稱:光的反射與面鏡
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
光的反射
湖中倒影 光的反射
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)。
光的反射
行進方向 原介質
反射
法線是假想線
光的反射定律
光的反射:
2. 光的反射定律:光照射到 表面(光滑、粗糙)時均遵循 ( 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:與障礙物表面垂直的直線
入射角:入射光與 的夾角 反射角:反射光與 的夾角
任何 法 等於
(媒體: 1; 2
)
法線 法線
2
1
1
2障礙面
光的反射定律示意圖
光的反射定律示意圖:
3. 光的反射定律示意圖:
( 1 )入射角≠ 0 時: ( 2 )入射角= 0 時:
入射 光
反射 光 法線
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= 0 ) 入射光與反射光的光速大小 相等 (因 介質 相同)。
障礙面 法線
入射 光
反射 光
1 2
光反射的類別
鏡面反射(單向反射) 漫反射 (漫
射)
( 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 光滑
互相平行 不互相平行
粗糙
(媒體: 1
光的反射: )
4. 光反射的類別:
範例解說
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。
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:
0 0
180 原路徑
60° 60°
30°
60 60
120 30
30
範例解說
2. 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。
60 80 10
60°
180
60°
30°
10° 80° 80°
10°
10 30
- 140 -
180
180
三角形內角和
範例解說
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 。一起轉
新法線 原法線 新 鏡
原鏡
法線轉
鏡轉
範例解說
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。
C
新法線 原法線
( 平分角度)
原入射角10
40
2
100 180 -
新入射角 40
0 1
40 - 10 30
法線逆時針轉動
面鏡的種類
湖中倒影 光的反射
面鏡的種類與應用
面鏡種類:
1. 面鏡的種類與應用:以反射面的 來區分三類曲度
平面鏡 凹面鏡 凸面鏡
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
轉彎口反光鏡
商店反光鏡
平面鏡成像
平面鏡成像
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)
。 大小相等
左右相反 正立虛像 物距=像距
平
正
正虛;倒實
平面鏡成像
平面鏡成像性質討論 : ( 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
(媒體: 1
, 2’9” )
平面鏡成像 作圖法
平面鏡
鏡前 鏡後
A ● ● A’
平面鏡成像性質討論
( 3 )作圖法:(動畫觀察) (媒體: 1
)
面鏡成像
面鏡成像:表面光亮而平滑的表面,成像愈 。清楚
光滑鋁箔面 有縐褶的鋁箔面
實像與虛像的異同
實 虛
可 不可
倒 正
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。
西北
物距=像距
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:
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
物距=像距
m
4 4 m
m
1 1 m
範例解說
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 的像眼
物距=像距
●
甲
☆ STEP :
標鏡面找物像 ( 眼 )
對鏡畫端線
區域即視野
☆ STEP :
標鏡面找物像 ( 眼 )
對鏡畫端線
區域即視野
眼像
發出的光進入眼睛 像,
範例解說
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?
B
物距=像距
凹面鏡的成像
人往湯匙內側看
看見 倒立縮小實像 。 玫瑰花緊靠凹面鏡時
看見 正立放大虛像 。 成像規律:
正立必 虛 像;倒立必 實 像 成像規律:
正立必 虛 像;倒立必 實 像
凹面鏡成像
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
凸
凹
主軸
主軸
凹面鏡成像
凹面鏡成像:
( 1 )物體在無窮遠處()時: (無窮遠處,入射光路為 ) 成像性質:
平行光
平行主軸 通過焦點
主軸 焦點 F
●
點 / 實像
反推法線位置
( 1
, 13” )
應用:
奧運聖火點燃、 法國歐德洛太陽 爐、 小型太陽爐
凹面鏡成像 光源在無窮遠應用
實像的性質:
是作圖法中實際光線的交點 眼睛可見,亦能成像在紙屏上
實像的性質:
是作圖法中實際光線的交點 眼睛可見,亦能成像在紙屏上
法國歐德洛太陽爐
小型太陽爐 奧運聖火點燃
( 1
, 28” ) ( 2
, 1’53” ) ( 3
, 3’37” )
凹面鏡成像
凹面鏡成像:
( 2 )物體在焦點處 (= F )時: (近處,入射光路為 )
成像性質:
放射光束
通過焦點 平行主軸
主軸 焦點 F
●
/
反推法線位置
(媒體: 1
, 32” )
/
凹面鏡 光源在焦點上應用
法國歐德洛太陽爐
小型太陽爐 奧運聖火點燃
汽車車燈 手電筒
探照燈
應用:
汽車車燈、手電筒、 探照燈
(媒體: 1 ; 2 ; 3
, 1’46” )
凹面鏡成像
凹面鏡成像:
( 2 )物體在焦點處 (= F )時:
光的可逆性:
當物置 處,像在 F 上 當物置 F 上,像在 處
F ; F
凹面鏡成像
凹面鏡成像:
( 3 )物體在凹面鏡近處(但不在焦點處)時:
凹面鏡成像
凹面鏡成像:
( 3 )物體在凹面鏡近處(但不在焦點處)時:
成像性質:
虛 虛 實 實
正虛,倒實
凹面鏡成像
凹面鏡成像:
( 3 )物體在凹面鏡近處(但不在焦點處)時:
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
a. 物在焦距之內:只有 像
b. 物在焦距之外:有放大、相等及縮小像 像的正倒:與原物相比
a. 物在焦距之內:只有 像 b. 物在焦距之外:只有 像
像的實虛:正立,必 像;倒立,必 像。
大 近焦大 放大
正立 倒立
虛 實
凹面鏡成像
凹面鏡成像:
( 3 )物體在凹面鏡近處(但不在焦點處)時:
成像歸納:
近焦大
正立 倒
立 虛
像 實
● 像
凸面鏡成像
湯匙的外側(凸面鏡)
看見 正立縮小虛像 。 成像規律:
虛像必 正 立成像規律:
虛像必 正 立
凸面鏡成像
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 。 2. 成像探索:動畫觀察
凹
凸
主軸
主軸
凸面鏡成像
凸面鏡成像:
( 3 )物體在凸面鏡近處時:
成像性質:
虛 虛 虛
(媒體: 1
)
凸面鏡成像
凸面鏡成像:
( 3 )物體在凸面鏡近處時:
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
正立 縮小 虛像 小
近心大
Objects in mirror are closer than they appear. , The mirror is : 凸面鏡 。
面鏡的成像性質
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 像大小 像實虛
會聚光 發散光
正立 正立、倒立
(隨物距而變) 正立
相等 放大、相等或縮小
(隨物距而變) 縮小
虛像 虛像、實像
(隨物距而變) 虛像
垂直入射原路反射
(媒體: 1 , 1’15” )
(媒體: 1
)
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? 。
範例解說
會聚
發散 原路反射
光未穿透 面 鏡
凹面鏡
凸面鏡
平面鏡
C
E
A 甲
甲乙丙 甲乙丙
甲 甲
甲丙 甲乙
甲乙丙
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:
甲乙丙中,有「正立縮小虛像」者? ;有「正立相等虛像」
者? ;有「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。
範例解說
會聚
發散 原路反射
凹面鏡
凸面鏡
平面鏡
乙
丙 甲
乙
甲乙丙
甲 乙 甲
乙 甲
2. 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?
範例解說
平行主軸,通過焦點
法線是角平行線
●
GIF 動畫檔 資源來源
1. 簡報第 4 頁:光反射定律示意圖 LowGif 2. 簡報第 7 頁:單向反射與漫射 S-cool 3. 簡報第 34 頁:照後鏡 The BEAM 4. 簡報第 39 頁:易開罐圖案 Domino