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2022年初中物理:光的反射原理

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)資源 2022-07-15 21:08:48

中考真題

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光的反射原理

光,也是一種波,光波的反射原因可以用著名的唯象理論惠更斯原理進(jìn)行解釋。

如上圖,一列平行光波射向障礙物(或平面鏡),a,b,c是這列光波的三條波線(光線),由于波線與障礙物有交角,所以a,b,c到達(dá)障礙物所用的時(shí)間不一樣,波線a現(xiàn)到達(dá)障礙物的A點(diǎn),過(guò)A做波線b和c的垂線,虛線AC。則當(dāng)波線a傳到A點(diǎn)時(shí),波線b剛傳到B點(diǎn),波線c剛傳到C點(diǎn)。波線a傳到障礙物上的A點(diǎn),會(huì)形成一個(gè)新的波源(即子波源A),并以圓周式向四面八方傳播新的波線。假設(shè)c由C點(diǎn)傳到障礙物的C’點(diǎn)所需時(shí)間為t,a,b,c三條波線的速度等完全一樣,則波源A向四周在t 時(shí)間內(nèi)傳播距離(即圓A的半徑)與波線b在t 時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)傳到障礙物上的B’點(diǎn)再以子波源的形式向四周傳播的距離總和(BB’+圓B’的半徑)相等,都為CC’的長(zhǎng)度(因?yàn)槿龡l波速度相等,時(shí)間相等,所以傳播距離也就相等)。此時(shí)過(guò)C’(P點(diǎn))做圓A和圓B’的切線,切點(diǎn)為M,N,P(因?yàn)镃’也會(huì)形成子波源,即將向四周發(fā)射波,只是此刻還未形成波面,所以C’點(diǎn)可以視為圓C’)。根據(jù)惠更斯原理,圖中的藍(lán)線為三個(gè)子波源A,B’,C’形成的三個(gè)波前的包絡(luò)面(反射后形成的新的波前),所形成的新的波線永遠(yuǎn)垂直于包絡(luò)面,則連接AM,B’N,C’(P)。AM,B’N,C’(P)的長(zhǎng)度等于各自半徑。

證明:射線AM,B’N,C’(P)就是三條波線a,b,c的反射波線

解:利用初中全等三角形證明,由于三條波線a,b,c彼此平行,所以∠1=∠BB’A=∠CC’A。因?yàn)樵谥苯恰鰽CP與直角△PMA中,AM=CP,AC’=AC’,所以Rt△ACP≌Rt△PMA(HL),所以∠1=∠CC’A=∠2,所以入射角等于反射角,以此證明波線AM確實(shí)是波線a的反射波線,同理可證波線BN,C’(P)也是反射波線。

上述過(guò)程解釋了作為波的光線的反射原理。全反射光由光密(即光在其中傳播速度較小的)媒質(zhì)射到光疏(即光在其中傳播速度較大的)媒質(zhì)的界面時(shí),全部被反射回原媒質(zhì)內(nèi)的現(xiàn)象。

當(dāng)光射到兩種介質(zhì)界面,只產(chǎn)生反射而不產(chǎn)生折射的現(xiàn)象.當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí),折射角將大于入射角.當(dāng)入射角增大到某一數(shù)值時(shí),折射角將達(dá)到90°,這時(shí)在光疏介質(zhì)中將不出現(xiàn)折射光線,只要入射角大于上述數(shù)值時(shí),均不再存在折射現(xiàn)象,這就是全反射.所以產(chǎn)生全反射的條件是:①光必須由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì).②入射角必須大于臨界角.

臨界角是折射角為90度時(shí)對(duì)應(yīng)的入射角(只有光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)且入射角大于臨界角時(shí),才會(huì)發(fā)生全反射)

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