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 光的反射

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Academic year: 2022

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全文

(1)

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

(2)

 光的反射

湖中倒影  光的反射

(3)

 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

(4)

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

( 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 等於

(媒體: 1; 2

法線 法線

2

1

 

1

2

(5)

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:

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

1 2

(6)

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:

(7)

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

(8)

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 

(9)

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

原鏡

法線轉

鏡轉 

 

(10)

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

(11)

 面鏡的種類

湖中倒影  光的反射

(12)

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

(13)

 平面鏡成像

(14)

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

正虛;倒實

(15)

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” )

(16)

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

(17)

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

(18)

實像與虛像的異同

實 虛

可 不可

倒 正

(19)

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

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

(20)

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

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

(21)

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

物距=像距

☆ 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,

(22)

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

(23)

 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

(24)

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

主軸

主軸

(25)

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

/ 實像

反推法線位置

( 1

, 13” )

(26)

 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” )

(27)

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” )

/

(28)

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” )

(29)

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 

(30)

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:

(31)

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:

正虛,倒實

(32)

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。

近焦大 放大

正立 倒立

(33)

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

(34)

 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

(35)

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

主軸

主軸

(36)

凸面鏡成像

 凸面鏡成像:

( 3 )物體在凸面鏡近處時:

 成像性質:

(媒體: 1

(37)

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

近心大

 Objects in mirror are closer than they appear. , The mirror is : 凸面鏡 。

(38)

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

(39)

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

(40)

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

丙 甲

甲乙丙

甲 乙 甲

乙 甲

(41)

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

(42)

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

(43)

課程結束

參考文獻