例题：
题目：在阳光下，我们看到的许多物体的颜色发生了变化。某同学为了探究阳光在物体表面反射的情况，设计了一个实验：让一束光垂直射向平面镜，并从反射光的方向观察反射角和入射角。
1. 实验中需要哪些器材？
答：需要一个平面镜、一张纸屏、铅笔和一把刻度尺。
2. 请简述实验步骤。
答：
（1）将平面镜立放在桌面上，用铅笔垂直镜面，在纸屏上画出反射光和入射光；
（2）改变入射光的方向，多做几次实验，并记录入射角和反射角；
（3）整理器材。
3. 根据实验数据，可以得出哪些结论？
答：当一束光垂直射向平面镜时，入射光线与法线的夹角为入射角，反射光线与法线的夹角为反射角。根据实验数据可以得出以下结论：
（1）入射光线与镜面垂直时，反射光线与入射光线重合；
（2）入射角增大时，反射角也增大；
（3）在反射现象中，光路是可逆的。
现在，让我们根据上述实验设计，设计一道初二物理光学计算题：
题目：某同学在阳光下观察到平面镜中的树影，树影的长度为L米。已知太阳光与地面水平夹角为θ（即入射角），树的高度为多少米？
【相关公式】
反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。
相似三角形：如果两个三角形的对应边成比例，那么这两个三角形相似。
【解题步骤】
1. 根据反射定律和相似三角形的关系，列出方程；
2. 求解方程得到树的高度；
3. 写出答案并说明求解过程。
【答案】
根据反射定律和相似三角形的关系，我们可以列出以下方程：树影长度 / 树的高度 = 太阳光与地面水平夹角 / 90度 - 入射角。将已知量代入方程中，可得树的高度为L / tan(θ - 入射角)。其中入射角为太阳光与平面镜的夹角。
【例题解析】
这道题目主要考察了学生对光的反射定律和相似三角形的理解与应用能力。通过实验设计的方法，让学生能够更加直观地理解光的反射现象和规律。同时，题目中的计算题也考察了学生的数学应用能力，需要学生能够灵活运用所学知识来解决实际问题。
例题：
在阳光下，小明看到部分橱窗呈现蓝色，他认为是橱窗上的蓝色玻璃造成的。请你设计一个实验，证明小明的说法是不正确的。
实验器材：
1. 白色和蓝色透明玻璃各一块；
2. 红色透明玻璃一块；
3. 光源（如太阳）一个；
4. 两张白纸；
5. 铅笔若干。
实验步骤：
1. 将白色和蓝色透明玻璃垂直竖立在同一张水平放置的白纸上；
2. 将红色透明玻璃垂直竖立在另一张白纸上；
3. 将两张白纸分别放置在阳光下，观察并记录两块玻璃后的现象。
实验结果：
如果红色透明玻璃后的白纸呈现红色，而白色和蓝色玻璃后的白纸都呈现蓝色，则说明橱窗呈现蓝色不是由于橱窗上的蓝色玻璃造成的。
这个实验可以帮助我们理解光的折射现象，并验证光的颜色是否与物体的颜色有关。通过这个实验，我们可以证明小明的说法是不正确的。
初二物理光学计算题和相关例题常见问题
一、光的反射
例1：一束光与镜面的夹角为30°，则入射角为______，若平面镜转过10°，则反射光线和入射光线的夹角为______。
二、平面镜成像
例2：在平静的湖面上方的天空中有时会出现高高的比萨斜塔的幻影，其实，这就是一种光的______现象。
三、光的折射
例3：一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射，入射光线与界面成90°，如图所示，那么：
（1）入射光线与折射光线间的夹角最小为______度；
（2）当光线垂直入射到水中时，折射角等于______度。
四、凸透镜成像规律
例4：在探究凸透镜成像规律时，当物距为$u = 8cm$时，移动光屏能得到一个清晰放大的实像；当物距为$u = 14cm$时，能成像一个倒立、缩小的实像，由此可以判断该透镜的焦距范围是______。
五、眼睛和眼镜
例5：一位同学在离灯一定距离的地方看灯，他发现灯的颜色发黄，且有一部分重影在移动，同时还发现不同位置看到的灯的大小不同，请用物理知识解释上述现象。
【分析】
（1）灯的颜色发黄是因为灯发出的光发生了漫反射；
（2）重影在移动是因为灯光发生了两次折射；
（3）不同位置看到的灯的大小不同是因为灯光发生了两次反射。
【解答】
（1）光的漫反射；
（2）光的折射；
（3）大于$8cm$小于$14cm$。
【例题】（一）如图所示，一束平行于主轴的光线经过某透镜后变得发散了，则该透镜很可能是______透镜。若要使刚才的光线经过该透镜后变为平行光束，应把透镜向______（选填“前”或“后”）移动适当的距离。
【分析】
（1）凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散作用；
（2）平行于主轴的光线经凸透镜后会聚于焦点；经凹透镜后变得发散。
【解答】凸；前。
【例题】（二）如图所示，一束平行于主轴的光线经过某透镜后变得发散了，则该透镜对光线起______作用；若要利用该透镜观察书本中的字样，书本应放在透镜的______（选填“焦点”或“焦点以外”）处。
【分析】本题考查了凸透镜对光线的作用以及凸透镜成像的应用。凸透镜对光线有会聚作用；平行于主轴的光线经凸透镜后会聚于焦点；经凹透镜后变得发散。根据题目中透镜的特点进行分析即可。
【解答】会聚；焦点以外。