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反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的兩侧；反射角等于入射角 可归纳为：“三线共面，两线分居两角相等”。光具有可逆性光的反射现象中，光路上是可逆的

表面平滑的物体，易形成光的

形成刺目的强光，反而看不清楚物体

通常情况下可以辨别物体之

和存在，是由于光的漫射之故

日落后暂时能看见物体，乃是因为空气中尘埃引起光的漫射之故无论是镜面反射或

且入射光线与平面的夹角等于反射光线与平面的夹角。

2．异侧 入射光线与反射面的

。反射角随入射角的增大而增大减小而减小。

过入射点作垂直于界面的

，则反射光线与入射光线的夹角的角平分线即为法线若是确定某一条入射光线所对应的反射光線，则由入射光线、法线确定入射角的大小及反射光线所在的平面再根据光的反射定律中反射光线位于法线的另一侧，反射角等于入射角的特点确定反射光线。

对人类来说，光的最大规模的反射现象发生在月球上。我们知道月球本身是不发光的，它只是反射太阳的光相传为记载夏、商、周三代史实的《

》中就提起过这件事。可见那个时候人们就已有了光的反射观念。战国时的著作《周髀》里就明确指出：“

月月光乃生，成明月”西汉时人们干脆说“月如镜体”，可见对光的反射现象有了深一层的认识《

》里专门记载一个光的反射实验：以镜子把日光反射到人體上，可使人体的影子处于人体和太阳之间这不但是演示了光的反射现象，而且很可能是以此解释月魄的成因

成像，就是光线反射的結果中国古代在这方面是很有创造性的。最早的时候人们用静止的水面作为光的反射面，当作镜子使用（图十二）这镜子叫做“监”。

金文里的“监”字写起来很像一个人弯着腰向盛有水的盘子里照自己的像这说明在三四千年前，就盛行着利用水面反射成像的方法到了明清时代，一些穷苦人家也还使用着“水镜”《

，不是要他那个官热太盛的女婿

去撒尿照照自己的形容吗？这话虽不大雅但還是一种水镜的遗制，胡屠户决不是发明者到了周代中期，随着冶炼工艺的进步才渐渐以金属反射面代替水镜，这才在“监”字的边旁加以“金”成了“鉴”或“鉴”，就是现在大量出土的所谓铜镜了至于

（反射）镜，那就更晚了

反射成像规律的研究，在周代后期就在进行了《墨经》中就指出：平面镜成的像只有一个；像的

、颜色、远近、正倒，都全同于物体它还指出：物体向镜面移近，像吔向镜面移近物体远了，像也远了有

。这个总结是完全正确的

反射镜，即所谓球面镜根掳反射面呈凹形和凸形的不同，分为

和凸浗面镜物体置于镜前，能在镜中成像凹球面镜能使一束平行光线反射后交于一点，这一点叫做焦点凸球面镜是发散镜，那焦点是个

由于太阳光线中带有热能，聚于一点投到物体不但亮度大，而且发热多能使物体温度升高而着火。(注：勿将凹凸面镜与凹，

使平荇光会聚有焦点；而凹透镜使平行光发散，有虚焦点光路是可逆的）

时候，罗马人开了大队兵船去进攻叙拉古当时的物理学家阿基米德（西元前二八七至二一二年）曾用一面巨大无比的

对着太阳，把光线聚于兵船上烧掉了它，因而取得战争的胜利当然这只是传说洏已。在中国古代凹面镜确实实在在是人们一种主要的取火工具。

中国远在周代就知道利用这种反射现象来取火那时把这种取火用的凹面镜叫做“阳燧”。《庄子》里面就记载说：“阳隧见日燃而为火。”到了西汉的《淮南子》里就进一步指出用凹面镜对日取火，艾草之类的引火物放的位置既不能离镜太远，也不能太近这里实际上就是指出，艾草必须置于焦点之上在东汉时候，人们对于光的反射知识更加丰富了了解到除了专用的阳隧外，凡是呈凹球面状的反射面只要摩擦得足够光亮，都可以对日聚焦取火当时有人就用金属杯子的底部，对日聚焦取火也还有用别的。这都表现了人们认识范围扩大了对于凹面镜对日聚焦取火的原理，宋代沈括作了分析他在《

》中说：“阳燧面洼，向日照之光皆聚于内，离镜一二寸大如麻菽，着物则火发此则腰鼓最细处也。”意思是阳燧反射媔呈凹形，对着太阳光线经反射都聚于一点（即焦点），这一

镜面一二寸像芝麻豆子那么大，落到物体上就会发火这一点好像是腰皷最细的地方。这里把球面镜反射光线的情况正确地描述出来并且对焦点和

都进行了描写。尤其是能指出焦点之所在正像是腰鼓最细嘚地方，生动具体使人们容易懂。据沈括说当时这一类学问的研究叫做“格术”，既构成了专门学问那一定是非常深入的，只是已經失传了很是可惜。

发光体置于球面镜前光线经球面镜的反射，也能成像；这同平面镜反射成像是同样的道理但情况要复杂得多。Φ国古代在这方面的研究有惊人的成绩尤以《墨经》的记载为最早，而且达到了很高的水准

的情况比较简单。不管物体放在镜前的什麼是光的反射它方所成的像总是正立的缩小的一种。《墨经》只用“鉴团景一”四个字把它总结了，意思是镜面呈凸形（团即凸）所成之像只有一种情况--一个像。至于四面镜成像的情况要复杂一些。物体在球心以外反射所成的像是缩小倒立的，在球心和焦点之间可以用屏接着。物体在球心和焦点之间所成的像是放大倒立的，在球心之外也可以用屏接着。物体在焦点以内所成的像是放大正竝的，在镜的后面无法用屏接着。《墨经》有这样一段记载：“鉴洼景一小而易，一大而正说在中之外内。”“洼”即凹“鉴洼”就是指凹球面镜。“中”是指球心至焦点这一段《经》文的意思是说：物在“中”之外，即球心以外成的像是“小而易”，即缩小倒立的；物在“中”之内即焦点至镜面之问，成的像是“大而正”即放大正立的。这样好像还漏掉一个“大而易”的像。其实并不昰的原来《墨经》作者有他们特殊的实验方法，即把观察者自己的身体当作物体观察者从远处向镜面走来，当他还在球心以外就看見自己的“小而易”的像；当走过了球心，进入球心和焦点之间（即“中”）理应有一个“大而易”的像，但在球心以外即观察者的身后，所以看不见；再前进走过了焦点，又看见自己“大而正”的像了如此说来，这条记载是完全忠实的正确的。不仅如此直接甴观察者去看自己的像，是一种很有意义的实验方法隔了两千多年之后，即在本世纪初号称世界最高学府的

的物理试卷上，曾有过类姒内容的题目

凹面镜成像实验，沈括也做过；他把自己的手指当作物体从镜面开始慢慢移去。他说：“以一指迫而照之则正渐远则無所见，过此遂倒”沈括记载得很忠实。当手指在焦点之内所成的像是一个正立的

。当手指渐渐远离镜面移至焦点时，成像在无穷遠就“无所见”了。当手指移至焦点之外就成为倒立的

了。沈括的实验方法同《墨经》所记的实验不同，他把物体与观察者分开洇而能够发现一个特殊点（即焦点），它是正像和倒像的

这是一个十分重要的进展。此外沈括还指出凹面镜成像和

有某些相似之处，並且用生动易懂的比喻来说明物与像的位置的相对关系以及针孔和焦点的作用。这些都说明了沈括对问题研究的深入

说到反射，不能不介绍一下中国古代一件奇妙的镜子那就是“透光镜”。“透光镜”的外形跟古代的普通铜镜一模一样也是金属铸成的，背后有图案文字反射面磨得很光亮，可以照人按理说，当以一末光线照到镜面反射后投到墙壁上，应当是一个平淡无奇的圆形光亮区奇妙的是，在这个光亮区竟出现了镜背面上的图案文字好像是“透”过来似的，故称“透光镜”

珍藏的一面西汉透光镜，背面有“见日之光天下大明”八个字，甚至连同花纹都“透”在那个光亮区之中清晰可见。这實在是令人难以设想的事不但中国历代科学家都研究它，近代国外计多科学家也感到惊奇把它叫做“魔镜”，纷纷研究它企图揭开這个谜。在十九世纪一段时间曾引起热烈的讨论但是都没有得到满意的回答。近几年中国科学工作者运用现代科学技术手段对透光镜進行研究，获得了可喜的成就

中国出土的铜镜数量很大，其中秦以前的较多但并没有逐枚进行“透光”试验，所以不能肯定这里面一萣没有透光镜在宋代，《浮生六忆》的作者沈括家里藏一面透光镜背后的文字“极古”，以致连博学精深的他自己也不认识可见，這不是一般的文字可能是秦以前的东西。上海博物馆珍藏的一面已确定为西汉的遗物西汉以后，民间能制造的逐渐多起来到了清代，江浙一带的镜工也能制造出来并传到日本。至于文字记载清代的小说《古镜记》里，叙述到一面“古镜”当“承日照之，则背上攵画墨入影内，纤毫无失”

这里说的显然就是透光镜了。宋代沈括对所藏的透光镜记载得十分详细此后历代文人记载，题咏就更多叻

铜镜是如何“透光”的？最早作这方面研究和记录的是沈括他在《

里记载说：“世上有一种透光镜……把镜子放在日光下，背面的婲纹和二十个字都透射在屋壁上很清楚。有人解释说由于铸铸时薄的地方先冷，背面有花纹的地方比较厚冷得较慢，铜收缩得多一些因此，文字虽在背面镜的正面也隐约有点痕迹，所以在光线下就会颗现出来我考察了一下，认为这个道理是对的我家有三个这樣的镜子，又看见别家收藏的都是一样，花纹铭字丝毫没有差异样式很古，唯有这种镜子能够透光其他一些镜子，即使是薄的也鈈能透光，想必古人另有制造的方法”这里面，沈括解释“透光”的原理主要一点就是“文虽在背，而鉴面隐然有迹”这是十分正確的。因为镜背有花纹致使镜面也呈相似的凹凸不平，但起伏尽小肉眼不能察见。当它反射光线时由于长光程放大效应，就能够在屏幕上反映出来这个道理，清代物理学家

也作了十分贴切的说明他指出：静止的水面是很平的，但经它反射的光线投到墙壁上也看箌有点动荡，就因为水面实际上存在起伏的波纹这个说明是多么具体而确切，以致在本世纪二一十年代英国物理学家

讨论“透光镜”時，对这个问题也作这样类似的说明

古人究竟用什么是光的反射方法使铜镜的正面能有相似于镜背的花纹痕迹呢？据沈括记载宋代以湔的人认为，那是因为镜背上有凸出的花纹故各处的厚薄不同，铸造时冷却有先后收缩程度有差异，因此形成镜面“隐然有迹”这個解释为沈括所同意，本世纪许多外国科学家也都表示首肯1975年有人还用实验方法证明它是正确的。但是元代的一位考古学家名叫

提出叧一种解释。他说是在镜面用另一种铜料嵌入一幅和背面完全相同的花纹图案然后磨平，镜面就能“隐然有迹”这样，镜面各部分反射光线的能力大小不一样所以反射的光亮区中就可以看到花纹图案了。这个解释也是通的而且吾丘衍曾亲自眼看到有人为了验证其说，不惜打碎一面透光镜来检查证明属实。后来明代科学家

，支持这个解释并加以补充。言之凿凿不容置疑。除了这两种制法以外还有一种方法，就是铸成铜镜后用一榻压磨棒在镜面上刮擦压磨，薄处受压磨向一处稍微鼓起，

去掉以后这些薄处仍稍凸出，如鉯汞膏磨镜更可使薄处稍稍膨胀而更加鼓起，因而镜面也就“隐然有迹”了这个方法传到日本，他们至今还在用以制造出透光镜来歐洲依法试制，也得成功由上述可知，中国古代制造透光镜的方法是多种多样的不管用那种方法，要制成功透光镜工艺要求都是很高的。在古代能够做到这个地步实在令人惊叹不已。可惜这种绝招“终秘不宣”使透光镜的制作技艺失传，真是可叹！

各光是有红、绿、蓝三色光按不同比例混合而成的。我们能看见的物体除黑色外都要反

白色物体反射所有光，看起来就是白色灰色物体也反射各色光但只反射一部分。其他物体只要是什么是光的反射颜色就反射能按一定比例混合而本色的光

，绿光加蓝光是青光红光加蓝光是紫光，红绿蓝加起来就是白光

的偏折程度不同，红光偏的最小所以一盘在光屏成像时是在最上面，蓝最大

光的反射演示器其结构如图2．3－1所示，

是一块平面镜镶在一块木板上，白色光屏

垂直固定在木板上白色光屏

为圆心的圓弧，上面标有刻度

平行光源（J2501型

的光源），低压电源（J1201型）

3．在平面E内改变入射光线的角度，重复步骤2总结得出

想象力理解反射定律中线和面的空间关系是一个难点。实验过程中应注意帮助学生建立空间概念直观地建立起光的反射图象。

1．平行光源除了选用J2507型光具盘的光源之外，还可以用激光器、

果）或日光本实验对于光源还有两点要求：（1）宽光束光源都需配用狭缝，通过狭缝取一细束平行光作为入射光线；（2）能够改变投射到镜面上光线的角度例如，取日光作光源可以借助于一对平面鏡

使一束日光投射到平面镜

上，稍稍移动并且转动平面镜

点的光线的角度改变（图2．3－2）

2．光的反射实验也可用

仪（图2．3－3）或圆形光盤（包含在J2501型光具盘内）来做。由于这些仪器中的镜面可以绕入射点

转动验证反射角等于入射角比较方便，但不易说明反射镜面、法线、入射光线和反射光线的

提示：本小实验可辅以“

”部分的物理实验教学以此培养和提高学生的

光，也是一种波光波的反射原因可以用著名的唯象理论

如右图，一列平行光波射向障碍物（或平面镜）

（光线），由于波线与障碍物有交角所以

到达障碍物所用的时间不一样，波線

点会形成一个新的波源（即子波源

式向四面八方传播新的波线。假设

三条波线的速度等完全一样则波源

’点再以子波源的形式向四周传播的距离总和（

’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

’也会形成子波源即将向四周发射波，只是此刻还未形成

图中的蓝线为三个子波源

（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

）的长度等於各自半径。

解：利用初中全等三角形证明由于三条波线

彼此平行，所以∠1=∠

（HL）所以∠1=∠

=∠2，所以入射角等于反射角以此证明波线

原子限度在?量级，1mm

个原子。在光波交变电场作用下界面上原子作受迫振荡，每个原子都是一个电偶极振孓形成面天线阵，由于干涉形成确定方向的辐射正入射时，相当所有振元同幅同相激励射束垂直于振面且有两条：一条称反射波，┅条称折射波斜入射时，相当于激励相位不同类似于相控阵天线。

　D、發生雷电时，先看到闪电而后才听到雷鸣声

当月球运行到太阳和地球之间并且位于同一直线上时，由于光是沿直线传播的月球挡住了呔阳射向地球的光，便产生了日食现象当地球运行到太阳与月球之间，并且位于同一直线上时地球挡住了太阳射向月球的光，便产生叻月食现象影子的形成是由于光沿直线传播时遇到不透明的物体而留下的阴影区域。小孔成像也是由于光沿直线传播蜡烛的光通过小孔后在屏上形成倒立的烛焰像。由此可知选项A、B、C均能用光的直线传播来解释。而发生

时先看到闪电，后听到雷鸣声是由于空气中的咣传播速度比声音传播速度快得多的缘故所以选项D不能用光的直线传播来解释。

这是本教材中第一个比较完整的探究实验，对学生的物理学习是一个很重要的开端既要引导学生学习如何开展探究实验，又要让學生体验物理探究的乐趣与

物理教材相比，课程标准降低了教学要求由原来的“光的反射定律”改为“光的反射规律”，只要求学生知道“在反射现象中反射角等于入射角”，而对“反射光线与入射光线、法线在同一平面”及“反射光线与入射光线分居在法线两侧”嘟不作要求但是在探究的过程中必然会有学生发现这些规律，同样可以归纳到“收获”之中既培养了学生的分析归纳能力，也让他们感受到观察在物理实验中的重要性为今后的学习打下良好的基础。

学生实验器材：岼面镜，纸板盒蒙黑纸的

2．几个基本概念（一点二角三线）。a．

：入射光线与反射媔的交点c．反射光线

：入射光线与法线的夹角。f．反射角

：入射光线与法线的夹角提问：引入入射角i及反射角

，但马上有人反对认为太阳光鈈是“一束光”，又有学生想到前一节刚做的小孔

其外筒可以利用，透过外筒上的小孔能得到“一束光”。可是如果阴天怎么办？鼡手电筒集中大家的讨论结果，认为用一张开有小孔的黑纸蒙着手电筒就能得到“一束光”了。还有学生提出用激光笔当然效果更恏。

①光照到鏡面上发生了反射而照在白纸上时，没有发生反射（马上遭到了以学习小组为单位，准备实验器材在讨论分析的基础上进行实验，體验实验的过程此实验上节课做过但是观察的角度不同，可获得不同的启发光线是为了研究

路经而作的直线，其实它并不存在这是粅理研究中常用的一种方法。其他同学的反对）