物理 7年级中等

光的反射与折射

本课从生活中的镜子、水中倒影、筷子弯折等现象出发，讲解光的反射定律和折射规律。通过光路图学习反射与折射中角度关系，掌握作图和解释现象的方法。

📅 2026-07-24 👁️ 2 次阅读

光的反射反射定律光的折射折射规律法线入射角反射角折射角

一、概念导入：从生活现象说起

你喜欢在镜子前整理头发吗？为什么镜子能照出你的样子？为什么晴朗的午后，水面会反射出耀眼的光芒？当你把一根筷子插入水中，它看起来好像“折断”了，上半截和下半截不再连成一条直线。这些有趣的现象都源于光的反射和折射。

光在传播时，遇到物体表面（如镜面、水面、墙壁）会改变传播方向，返回原介质中，这就是反射。实验发现，反射遵循以下三条规律（合称 光的反射定律）：

其中，法线是过入射点作反射面的垂线，它是一条辅助线（通常画为虚线）。入射角 是入射光线与法线的夹角，反射角 是反射光线与法线的夹角。

图1：光的反射光路示意图（入射角 = 反射角）

当光从一种透明介质（如空气）斜射入另一种透明介质（如水或玻璃）时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做 光的折射。折射遵循以下规律：

三线共面：折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
两线分居：折射光线和入射光线分居法线两侧。
角度关系：
- 光从空气斜射入水（或玻璃）中时，折射角小于入射角；
- 光从水（或玻璃）斜射入空气中时，折射角大于入射角；
- 当光垂直射到界面时，传播方向不变（入射角 = 0°，折射角 = 0°）。
入射角增大时，折射角也增大，但两者不成正比。

图2：光从空气斜射入水中（折射角＜入射角）

特别提醒：无论反射还是折射，光路都是可逆的。也就是说，如果光逆着反射光线（或折射光线）射入，将逆着对应的入射光线射出。

例1（基础）：一束光射到平面镜上，入射光线与镜面的夹角为 30°，请你画出法线，并求反射角的大小。

思路：先找到入射点，作垂直于镜面的直线（法线）。入射角是入射光线与法线的夹角，而不是与镜面的夹角。已知光线与镜面夹角 30°，所以与法线夹角 = 90° - 30° = 60°。根据反射定律，反射角等于入射角。

解答：反射角 = 入射角 = 90° - 30° = 60°。

图3：例1光路图

易错点：误将“入射光线与镜面夹角”当作入射角。记住，入射角是与法线的夹角。

例2（作图）：一束光从空气斜射入水中，入射光线如图4所示，请画出法线和折射光线的大致位置（入射角 45°，折射角约 32°）。

图4：未完成的折射光路（学生作图）

思路：法线已经存在，入射点在法线与界面的交点。折射光线应位于法线与界面交点的另一侧（相对于入射光线），并且在水中，折射角小于入射角。已知入射角 45°，折射角约为 32°。

解答：如图所示，从入射点沿法线另一侧、与法线成约 32° 的方向画出折射光线（注意靠近法线）。

图5：完成后的折射光路

例3（解释现象）：为什么插在水中的筷子看起来向上弯折？请画出光路图解释。

思路：筷子在水中的部分反射的光线从水斜射入空气时，发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看过去，觉得光线来自水中的“虚像”，位置比实际更浅、更靠近水面。

解答：如图所示，从筷子末端某点 A 发出的光线到达水面时发生折射，折射光线远离法线。人眼沿折射光线的反向延长线看到 A 的虚像 A'，A' 的位置比实际 A 更靠近水面，因此看起来筷子向上弯折。

图6：筷子弯折原理光路图

易错点：有的同学认为“筷子看起来向上弯折是因为光在水面处反射”，实际上是折射造成的。且人眼看到的虚像在真实物体的上方（更浅）。这与池水变浅的原理相同。