光的直进、反射与折射
基础光沿直线传播，遇到镜面会反射，入射角等于反射角；光进入水或玻璃会折射而改变方向；影子、后视镜和潜望镜都是光的规律的应用。
- 光在均匀介质中沿直线传播，影子和小孔成像都是证明。
- 光遇到镜面会反射，入射角等于反射角（以法线为准）。
- 光进入另一种透明物质会折射，水中物体看似折弯是错觉。
文体小知识：物理科学说明文用实验解释光的规律，直进、反射和折射都能够亲手验证。
§课文原文 Passage
1光沿直线传播。夜间手电筒的光束是一条直线，穿过小孔的阳光在地上形成一个圆点。影子最能证明光的直线传播：光被身体挡住，背后便出现影子；太阳位置愈低，影子愈长。小孔成像实验也说明这一规律：蜡烛的光穿过小孔，在暗盒的屏上形成上下倒转的影像。
2光遇到物体表面会反射。平面镜是最常见的例子：入射光线与法线的夹角称为入射角，反射光线与法线的夹角称为反射角；实验量度发现两个角度相同，这就是光的反射定律。举个例子：激光笔以三十度射向镜面，反射光线与法线的夹角同样是三十度。
3光从一种透明物质进入另一种透明物质时会改变方向，称为折射。把筷子斜插进水杯，从侧面看，筷子在水面处像被折弯了——那是光从水进入空气时发生折射。泳池的水看起来比实际浅，也是折射造成的错觉，所以判断水深不能只靠眼睛。
4光的规律在生活中大派用场：汽车后视镜利用反射，让司机看到车后的情况；潜望镜利用两块四十五度角的平面镜，让躲在障碍物后的人看到前方；光纤利用光的反射，把网络讯号传遍世界。掌握光的规律，便能解释身边许多奇妙的现象。
1重点摘要 Summary
光沿直线传播，遇到镜面会反射，入射角等于反射角；光进入水或玻璃会折射而改变方向；影子、后视镜和潜望镜都是光的规律的应用。
2生字卡 Vocabulary
能够自己发光的物体，例如太阳和电灯。
光在空气等均匀介质中沿直线前进的性质。
光被物体挡住后在背光面形成的暗区。
光遇到物体表面返回原来介质的现象。
入射光线与法线之间的夹角。
反射光线与法线之间的夹角，与入射角相等。
在光线照射点与镜面垂直的辅助线，用来量度角度。
光从一种透明物质进入另一种时改变方向的现象。
利用两块平面镜反射，从障碍物后观察前方的仪器。
3逐步讲解 Steps
- 第一步：验证光的直线传播光在空气中沿直线前进，这是光学最基本的规律，我们可以用实验证明。举个例子：把三张各开一个小孔的卡纸排成一行，只有三个小孔对齐时，眼睛才能看见另一端的烛光，证明光沿直线前进。如果其中一张卡纸稍稍移位，光线被纸张挡住，烛光便看不见了。夜间手电筒的光束笔直，也是同样的道理。
- 第二步：用影子证明光的直线传播影子的形成也能证明光沿直线传播，因为光被不透明的物体挡住，后面便留下暗区。举个例子：正午太阳高挂，影子短；黄昏太阳斜照，影子长。把铅笔插在胶泥上代替日晷的针，影子会随太阳位置移动，方向正好与太阳相反。古人正是利用这个原理制作日晷，靠影子来计算一天的时间。
- 第三步：认识小孔成像小孔成像是光沿直线传播的另一个证明。举个例子：在暗盒前壁开一个小孔，蜡烛的光穿过小孔，后壁的屏上出现倒立的火焰影像，因为火焰上端的光沿直线射到屏的下端，下端的光射到上端，光线交叉穿过小孔。孔要开得小，影像才会清晰；孔太大，光线混杂，影像便模糊了。
- 第四步：做光的反射实验光射到镜面会反弹回来，这现象叫做反射，可以用实验量度。举个例子：把平面镜放在量角器上，由大人操作激光笔，以三十度射向镜面，量度后发现反射光线与法线的夹角同样是三十度，这就是反射定律。实验时切勿用激光笔照射任何人的眼睛，一定要在大人陪同下进行，安全永远放在第一位。
- 第五步：观察反射定律的应用反射现象在日常生活中到处可见，最常见的便是镜子。举个例子：照镜子时，镜中的像左右相反；举起右手，镜中的「你」举起的是另一边的手。平面镜能形成清晰整齐的像，因此被用在梳妆镜、汽车后视镜和潜望镜上，帮助我们看见视线范围以外的东西，既安全又方便。
- 第六步：观察光的折射光从一种透明物质进入另一种时，前进方向会改变，这叫做折射。举个例子：把硬币放在杯底，退后至刚好看不见硬币，再请人向杯中慢慢倒水，硬币又重新出现，这是因为光在水面发生折射，转向你的眼睛。斜插在水中的汤匙看起来在水面处折弯了，游泳池的水看起来比实际浅，都是同样的道理。
- 第七步：解释生活中的光现象学会光的三大规律后，便能解释身边许多光现象。举个例子：游泳池的水看起来较浅是折射，汽车后视镜成像是反射，影子随日光移动是直线传播，逐一用规律解释，现象便不再神秘。懂得用科学原理看世界，遇到奇怪的现象便不会轻信迷信的说法，还能养成观察和思考的好习惯。
4图解 Diagrams
5例题示范 Example
例题：小轩由大人协助，用激光笔照射平面镜，入射光线与镜面的夹角是三十度。请问反射光线与镜面的夹角是多少？与法线的夹角又是多少？
- 先画法线：在光线的照射点画一条与镜面垂直的辅助线，它是量度角度的基准。
- 入射光线与镜面夹角是三十度，法线与镜面成九十度，所以入射角是九十度减三十度，等于六十度。
- 按照反射定律，反射角等于入射角，所以反射角同样是六十度。
- 反射光线与镜面的夹角是九十度减六十度，等于三十度，与入射光线完全对称。
- 答案：反射光线与法线的夹角（反射角）是六十度，与镜面的夹角是三十度，和入射光线完全对称，正好符合反射定律。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1影子的形成证明光有什么性质？
Q2光的反射定律是什么？
Q3什么是光的折射？
Q4潜望镜利用了光的什么规律？
Q5为什么泳池的水看起来比实际浅？
8重点回顾 Recap
- 光在均匀介质中沿直线传播，影子和小孔成像都是证明。
- 光遇到镜面会反射，入射角等于反射角（以法线为准）。
- 光进入另一种透明物质会折射，水中物体看似折弯是错觉。
- 潜望镜和汽车后视镜利用反射，光纤利用光传送讯号。
- 激光实验要由大人操作，绝不直视或射向眼睛。