Question

7．如圖所示是探究光的反射規律的實驗裝置，在平面鏡上放置一塊硬紙板，紙板由可以繞ON轉折的E、F兩部分組成．
（l） 實驗時，讓光貼著紙板入射是為了顯示光路，你認為紙板與平面鏡的位置關系是垂直（選填“垂直”或“不垂直”）．

實驗次數	入射角	反射角
1	20°	70°
2	30°	60°
3	50°	40°

（2）小明讓一束光沿AO貼著紙板E射向平面鏡上，在紙板F上可看到反射光OB的徑跡，三次改變入射角的大小，實驗所得數據如上表所示，他根據表中數據得出結論與其他同學得出的結論并不一致，請你分析小明測量實驗數據過程中出現的問題可能是把反射光線與鏡面的夾角當成了反射角．
（3）三次實驗中，總能在紙板上觀察到反射光和入射光的徑跡，由此小明得到結論：“在反射現象中，反射光線、入射光線和法線都在同一平面內”．請你評估小明的做法是否合理并說明理由：不合理，應將紙板F沿法線方向折轉，再次觀察紙板上是否還能看到反射光．
（4）小明再用另一只激光筆讓光線沿著BO（即逆著原反射光線）射向平面鏡時，可看到反射光線沿OA射出，這說明反射時，光路是可逆的．

Answer 1

分析 （1）（2）光的反射規律：三線共面（入射光線、反射光線、法線在同一平面上），兩線分居（入射光線、反射光線分居法線兩側），兩角相等（入射角、反射角），光路可逆．
在不同方向都能看到光的傳播路徑，是由于光在光屏上發生了漫反射而進入我們的眼里；
（3）要驗證反射光線與入射光線是否在同一平面上，可以通過讓紙板B不與紙板A在同一平面上來研究．
（4）根據“光線沿著BO（即逆著原反射光線）射向平面鏡時，看到反射光線沿OA射出”可得出結論．

解答 解：（1）實驗時從光屏前不同的方向都能看到光的傳播路徑，讓光貼著紙板入射；要使入射光線和其反射光線的徑跡同時在紙板上出現，則法線必須與平面鏡垂直，并且反射光線、入射光線和法線必須在同一平面內，因此紙板與平面鏡的位置關系必垂直；
（2）根據反射定律，反射角等于入射角，反射角是反射線與法線的夾角，入射角是入射線與法線的夾角，當入射角分別為20°、30°、50°時，反射線與法線的夾角，即反射角也應分別是20°、30°、50°，而70°，60°，40°正好是反射光線與鏡面的夾角，所以是把反射光線與鏡面的夾角當成了反射角．
（3）不合理．實驗中要探究反射光線、入射光線是否在同一平面內，應將紙板F沿法線方向折轉，再次觀察紙板上是否還能看到反射光．
（4）讓光線沿著BO方向射向鏡面，發現反射光線沿著OA方向射出，則說明反射時，光路是可逆的；
故答案為：（1）顯示光路；垂直；
（2）把反射光線與鏡面的夾角當成了反射角；
（3）不合理，應將紙板F沿法線方向折轉，再次觀察紙板上是否還能看到反射光；
（4）反射時，光路是可逆的．

點評 此題考查了光的反射定律的研究過程，需要學生能規范的用物理語言表達．