实验专攻 光学实验 实验一 探究光反射时的规律 【一题式探究1】为了“探究光反射时的规律”,实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔,依据教材设计了如图所示的实验。 【设计实验】 (1)实验中还需要的测量工具是 量角器 。 (2)实验中为了使光束能在纸板上显示出来,方便实验研究,你该采取的操作是 C 。 A.向纸板喷烟或雾 B.使光束垂直纸板射到O点 C.使光束贴着纸板射到O点 【进行实验】 (3)如图乙所示,保持入射光线位置不变,以法线ON为轴线,将纸板EOF的右半面绕法线ON向后折,此时反射光线的位置 不发生 (选填“发生”或“不发生”)变化;这时,在纸板NOF上 不能 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,实验现象说明: 反射光线和入射光线、法线在同一平面内 。 (4)小明同学利用一套实验器材,选择入射角分别为15°、30°、45°的三条光线进行实验,结果得到了不同的数据,如表所示。经检查,三次实验中各角度的测量值都是准确的,但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因是 误将反射光线与镜面的夹角当作了反射角 ;多次实验的目的是 使结论更具有普遍性 。 实验次数 入射角 反射角 1 15° 75° 2 30° 60° 3 45° 45° (5)若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,光将沿图中的OE方向射出,这说明在反射现象中, 光路是可逆的 。 (6)由于实验进行了多次,最后纸板上留下了很多条光路,无法区分哪条反射光线与哪条入射光线对应,为了避免这一问题的出现,应该 给对应的入射光线和反射光线编号 。 【生活应用】 (7)实验中,从教室各个方向都能观察到纸板表面反射的光线,这种反射属于 漫 (选填“镜面”或“漫”)反射。 【创新拓展】 (8)接下来老师进行了如下演示:先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在柱M上固定一红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O点,其作用是为了显示 法线 的位置。然后打开固定在柱N上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,出现了如图丙所示的情景。老师水平方向缓缓转动圆台,当 从侧面观察到入射绿光、入射红光和反射绿光看起来重合时 ,可判断反射光线、入射光线和法线位于同一平面内。 实验二 探究平面镜成像的特点 【一题式探究2】如图甲所示,小明在做探究平面镜成像特点的实验时,将一块玻璃板竖直架在一把水平放置的直尺上,再取两支完全相同的蜡烛A、B一前一后竖直放置在直尺上。 【设计实验】 (1)为了使像看起来更清晰,小明最好在 较暗 (选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。 (2)此实验采用 玻璃板 代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛,巧妙地解决了 像的位置 不易确定的问题。 【进行实验】 (3)把蜡烛A点燃放在玻璃板的前面,该同学应在玻璃板 前 (选填“前”或“后”)面观察蜡烛A经玻璃板 反射 (选填“反射”或“折射”)所成的像。 (4)直尺的作用是便于比较像与物 到玻璃板距离 的关系;选用两支相同蜡烛的目的是可以研究像与物 大小 的关系。 (5)为了得到像与物体到镜面的距离关系,蜡烛A需放在 不同 (选填“同一”或“不同”)位置多次实验,多次实验的目的是 使结论具有普遍性 。 (6)当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,移去蜡烛B并在原位置放一光屏,光屏上看不到蜡烛A的像,说明平面镜成的是 虚 (选填“虚”或“实”)像。 (7)若操作中在直尺上无论怎样调整蜡烛B的位置,都不能与像重合,其原因可能是 玻璃板没有竖直放置 。 (8)本次实验中应用到的物理学研究方法叫 等效替代 法。 【交流评估】 (9)现有厚度分别为5 mm和2 mm的两块玻璃板,你认为应选择 2 mm 厚的玻璃板做实验,原因是 避免出现重影(或者避免出现两个像影响实验效果) 。 (10)小丽分析自己测量的数 ... ...
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