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2018中考物理知识点:光的反射原理

2017-08-27 10:25:16中考网编辑

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  光的反射原理
 
  光,也是一种波,光波的反射原因可以用著名的唯象理论惠更斯原理进行解释。
 
  如上图,一列平行光波射向障碍物(或平面镜),a,b,c是这列光波的三条波线(光线),由于波线与障碍物有交角,所以a,b,c到达障碍物所用的时间不一样,波线a现到达障碍物的A点,过A做波线b和c的垂线,虚线AC。则当波线a传到A点时,波线b刚传到B点,波线c刚传到C点。波线a传到障碍物上的A点,会形成一个新的波源(即子波源A),并以圆周式向四面八方传播新的波线。假设c由C点传到障碍物的C’点所需时间为t,a,b,c三条波线的速度等完全一样,则波源A向四周在t 时间内传播距离(即圆A的半径)与波线b在t 时间内经过B点传到障碍物上的B’点再以子波源的形式向四周传播的距离总和(BB’+圆B’的半径)相等,都为CC’的长度(因为三条波速度相等,时间相等,所以传播距离也就相等)。此时过C’(P点)做圆A和圆B’的切线,切点为M,N,P(因为C’也会形成子波源,即将向四周发射波,只是此刻还未形成波面,所以C’点可以视为圆C’)。根据惠更斯原理,图中的蓝线为三个子波源A,B’,C’形成的三个波前的包络面(反射后形成的新的波前),所形成的新的波线永远垂直于包络面,则连接AM,B’N,C’(P)。AM,B’N,C’(P)的长度等于各自半径。
 
  证明:射线AM,B’N,C’(P)就是三条波线a,b,c的反射波线
 
  解:利用初中全等三角形证明,由于三条波线a,b,c彼此平行,所以∠1=∠BB’A=∠CC’A。因为在直角△ACP与直角△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,以此证明波线AM确实是波线a的反射波线,同理可证波线BN,C’(P)也是反射波线。
 
  上述过程解释了作为波的光线的反射原理。全反射光由光密(即光在其中传播速度较小的)媒质射到光疏(即光在其中传播速度较大的)媒质的界面时,全部被反射回原媒质内的现象。
 
  当光射到两种介质界面,只产生反射而不产生折射的现象.当光由光密介质射向光疏介质时,折射角将大于入射角.当入射角增大到某一数值时,折射角将达到90°,这时在光疏介质中将不出现折射光线,只要入射角大于上述数值时,均不再存在折射现象,这就是全反射.所以产生全反射的条件是:①光必须由光密介质射向光疏介质.②入射角必须大于临界角.
 
  临界角是折射角为90度时对应的入射角(只有光线从光密介质进入光疏介质且入射角大于临界角时,才会发生全反射)
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