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光现象 第四第四章章 光光源源和和光光的的直直线线传传播播1.光源：光源：能发光的物体。能发光的物体。光源可分为光源可分为自然光源、人造光源自然光源、人造光源。2.光的传播规律：光的传播规律：光在光在同种、均匀、透明介质同种、均匀、透明介质中沿直线传播中沿直线传播。3.光线：光线：为了表示光的传播情况，我们用为了表示光的传播情况，我们用一条带箭头的直线表示光的传播径一条带箭头的直线表示光的传播径迹和方向迹和方向，这样的直线叫做光线这样的直线叫做光线。光线是研究光的传播的理想化模光线是研究光的传播的理想化模型。型。光光沿沿直直线线传传播播的的现现象象和和应应用用：（1）影子的形成：）影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的的，所以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影子。部分就是影子。光光沿沿直直线线传传播播的的现现象象和和应应用用：（2）日食、月食的成因：当月球运行到太阳和地球中间时，）日食、月食的成因：当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食。明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食。当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食。住，地球的影落在月球上，就形成了月食。光光沿沿直直线线传传播播的的现现象象和和应应用用：（3）小孔成像：）小孔成像：成倒立的实像，像的大小与孔的形状无关，像的大小决定于成倒立的实像，像的大小与孔的形状无关，像的大小决定于物体到小孔的距离与光屏到小孔的距离的大小关系。物体到小孔的距离与光屏到小孔的距离的大小关系。（4）激光准直、排队看齐等）激光准直、排队看齐等光光速速：（1）光在真空中的传播速度是）光在真空中的传播速度是3108 m/s。（2）光在其他各种介质中的速度都比在真空中的小光在其他各种介质中的速度都比在真空中的小。（3）光在空气中的速度可认为是光在空气中的速度可认为是3108 m/s。光的反射：1.概念：概念：光射到物体的表面的时候，光射到物体的表面的时候，有一部分光会被物体反射回去，这种有一部分光会被物体反射回去，这种现象就是光的反射现象就是光的反射。我们。我们能够看到不发光的物体，是因为物体反能够看到不发光的物体，是因为物体反射的光进入了我们的眼睛射的光进入了我们的眼睛。2.光的反射定律：光的反射定律：在光的反射现象中，在光的反射现象中，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、法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居法线的两侧；反射角等于入射角。（法反射光线和入射光线分居法线的两侧；反射角等于入射角。（法线居中、两角相等、三线共面）。线居中、两角相等、三线共面）。不发光的物体表面能反射光，反不发光的物体表面能反射光，反射光进入眼睛射光进入眼睛我们能看见不发光的物体我们能看见不发光的物体?光的反射：3.类型：类型：镜面反射和漫反射。镜面反射和漫反射。物体表面光滑时产生镜面反射；物体表面光滑时产生镜面反射；物体表面粗糙时，发生漫反射。物体表面粗糙时，发生漫反射。二者都遵循光的反射定律。二者都遵循光的反射定律。4.说明：说明：（1）反射定律的第三条反射角等于入射角，不能说入射角）反射定律的第三条反射角等于入射角，不能说入射角等于反射角，因为先有入射，后有反射；入射在前，反射在等于反射角，因为先有入射，后有反射；入射在前，反射在后；入射是因，反射是果。后；入射是因，反射是果。（2）在反射时，光路是可逆的。）在反射时，光路是可逆的。（3）当垂直入射时，反射光线、入射光线和法线三线合一）当垂直入射时，反射光线、入射光线和法线三线合一法线法线入射入射光线光线反射反射光线光线0 入射入射点点 探究探究光的反射定律：光的反射定律：几几个个名名词词：AB入射点入射点：O 入射光线入射光线：AO 反射光线反射光线：OB法线法线：ON ON 过入射点并垂直于镜面的直线。过入射点并垂直于镜面的直线。N入射角入射角：入射光线与法线的夹角。入射光线与法线的夹角。反射角反射角：反射光线与法线的夹角。反射光线与法线的夹角。S法法线线入入射射光光线线反反射射光光线线0入入射射点点入入射射角角反反射射角角ENF入入射射光光线线反反射射光光线线OMNF入入射射光光线线OMENF入入射射光光线线OME结论一：入射光线与反射光线、法线在结论一：入射光线与反射光线、法线在同一平面同一平面ENF入入射射光光线线反反射射光光线线OM实验二实验二ENFOM=45,=45ENFOM结论二：入射光线和反射光线分居法线两侧；结论二：入射光线和反射光线分居法线两侧；结论三结论三:反射角等于入射角。反射角等于入射角。=60,=60反射光线、入射光线和法反射光线、入射光线和法线在同一平面内线在同一平面内光的反射定律光的反射定律-研究反射光的规律研究反射光的规律反射光线和入射光线分居反射光线和入射光线分居法线两侧法线两侧 反射角等于入射角反射角等于入射角1.（三线共面）（三线共面）2.（两线异侧）（两线异侧）3.（两角相等）（两角相等）入射光线入射光线AO,反射光线反射光线OB,法线法线ON,入射角入射角r,反射角反射角rOANBirr=i反射光线、入射光线和法反射光线、入射光线和法线在同一平面内线在同一平面内光的反射定律光的反射定律(p40)反射光线和入射光线分居反射光线和入射光线分居法线两侧法线两侧 反射角等于入射角反射角等于入射角（注意顺序！）（注意顺序！）4.在反射现象中，光路是可逆的在反射现象中，光路是可逆的(p41)1.（三线共面）（三线共面）2.（两线异侧）（两线异侧）3.（两角相等）（两角相等）例一、已知图中入射光线，请画出反射光线。例一、已知图中入射光线，请画出反射光线。步骤：步骤：1、先在反射面上标出入射点、先在反射面上标出入射点O 2、过入射点画出反射面的垂直线、过入射点画出反射面的垂直线ON，即法线。，即法线。3、根据光的反射定律，反射角等于入射角画出、根据光的反射定律，反射角等于入射角画出反射光线。如下图反射光线。如下图NONO镜面反射原来原来,镜子和白纸表面镜子和白纸表面的光滑程度不同的光滑程度不同:漫反射平平面面镜镜成成像像1.原理：原理：物体发出（或发射）的光射到镜面上发生发射后，由反射光物体发出（或发射）的光射到镜面上发生发射后，由反射光线的延长线在镜面后相交而形成的像。线的延长线在镜面后相交而形成的像。2.特点：特点：（1）像和物体的大小相等。）像和物体的大小相等。（2）像和物体到镜面的距离相等。）像和物体到镜面的距离相等。（3）像和物体的连线垂直于镜面）像和物体的连线垂直于镜面平平面面镜镜成成像像3.应用：应用：（1）利用平面镜可以）利用平面镜可以改变光的传播方向，改变光的传播方向，起到控制光路的作用。起到控制光路的作用。例如：潜望镜。例如：潜望镜。（2）利用平面镜成像）利用平面镜成像可以进行观察，比如可以进行观察，比如瑜伽馆的镜子，平时瑜伽馆的镜子，平时化妆等。化妆等。球面镜1.概念：概念：反射面是反射面是球面的一部分的镜子球面的一部分的镜子叫做球面镜。叫做球面镜。2.分类：分类：凹面镜、凸面镜凹面镜、凸面镜。球面镜3.凹面镜的性质及应用：凹面镜的性质及应用：（1）性质：）性质：凹面镜能使平行光会聚在焦点凹面镜能使平行光会聚在焦点。使焦点处发出的光线平行射出使焦点处发出的光线平行射出。（2）应用：）应用：太阳灶、太阳炉、内窥镜等。太阳灶、太阳炉、内窥镜等。探照灯、手电筒、汽车头灯等。探照灯、手电筒、汽车头灯等。凸面镜的性质及应用：凸面镜的性质及应用：（1）性质：）性质：凸面镜能使平行光线发散凸面镜能使平行光线发散。（2）应用：凸面镜可以扩大视野，如汽车上的观后镜）应用：凸面镜可以扩大视野，如汽车上的观后镜注意球面镜的反射方向即可!iB空气空气水（玻璃）水（玻璃）入射光线入射光线光从一种介质斜射入另一种介质时光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向传播方向 _这种现象叫光的折射。这种现象叫光的折射。折射光线折射光线法线法线入射角入射角折射角折射角AO OBNN i 会发生偏折会发生偏折会发生偏折会发生偏折(折射光线和法线的夹角折射光线和法线的夹角)信息快递信息快递NNAO演示实验演示实验演示实验演示实验AONBiB空气空气水或玻璃水或玻璃AONN/回顾探究反射规律的方法：回顾探究反射规律的方法：猜想猜想 设计实验设计实验 实验结论实验结论探究光的折射规律探究光的折射规律三条线的位置关系和两个角的三条线的位置关系和两个角的大小关系。大小关系。折射光线、入射光线分居法线两侧；折射光线、入射光线分居法线两侧；折射光线、入射光线、法线在同一平面内；折射光线、入射光线、法线在同一平面内；一、光的折射规律一、光的折射规律 光线从空气斜射入其他介质中，折射光线向法线方向偏折，光线从空气斜射入其他介质中，折射光线向法线方向偏折，折射角入射角。折射角入射角。如果光从水（玻璃）中斜射入空如果光从水（玻璃）中斜射入空气中，是否也会发生折射现象气中，是否也会发生折射现象？射到空气中的光线向哪个方向射到空气中的光线向哪个方向偏折？画图表示你的想法偏折？画图表示你的想法 。空气空气NN/AO水（玻璃）水（玻璃）B光从其他介质斜射入空气中，折射角入射角。光从其他介质斜射入空气中，折射角入射角。想想议议想想议议iB空气空气AONN/水（玻璃）水（玻璃）空气空气N NN N/i i水（玻璃）水（玻璃）入射角入射角 折射角折射角折射角折射角 入射角入射角在空气中的那个角比较大？在空气中的那个角比较大？折射光线、入射光线分居法线两侧；折射光线、入射光线分居法线两侧；折射光线、入射光线、法线在同一平面内；折射光线、入射光线、法线在同一平面内；光的折射规律光的折射规律 光线从空气斜射入其他介质中，光线从空气斜射入其他介质中，折射光线像法线偏折，折射光线像法线偏折，折射角入射角；折射角入射角；除此之外你还探究到哪些发生折射时光的特点？除此之外你还探究到哪些发生折射时光的特点？光发生折射时，光路是可逆的。光发生折射时，光路是可逆的。当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小；也减小；当光线从空气垂直射入水中时，光的传播方向不变。当光线从空气垂直射入水中时，光的传播方向不变。二、生活中的折射现象二、生活中的折射现象插入水中的筷子会怎么样？插入水中的筷子会怎么样？法线法线筷子反射的光线在水面处发生折射后进入眼睛筷子反射的光线在水面处发生折射后进入眼睛二、生活中的折射现象二、生活中的折射现象讨论：怎样才能叉到鱼讨论：怎样才能叉到鱼光经过不均匀的大气层发生了折射光经过不均匀的大气层发生了折射海市蜃楼海市蜃楼SS太阳光经过大气层到达地球，光线发生了弯折。太阳光经过大气层到达地球，光线发生了弯折。所以我们可以对光的折射统一理解：1.概念：概念：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫光的折射。生偏折，这种现象叫光的折射。2.特点：特点：（1）折射光线与入射光线、法线在同一平面内。）折射光线与入射光线、法线在同一平面内。（2）折射光线和入射光线分居法线两侧。）折射光线和入射光线分居法线两侧。（3）折射角随着入射角的增大（减小）而增大（减小）。）折射角随着入射角的增大（减小）而增大（减小）。特点：（4）当光从空气斜射入其他透明介质时，入射角大于折射）当光从空气斜射入其他透明介质时，入射角大于折射角；当光从其他透明介质斜射入空气时，入射角小于折射角。角；当光从其他透明介质斜射入空气时，入射角小于折射角。（5）当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。）当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。（6）在折射时光路是可逆的。）在折射时光路是可逆的。3：说明：说明：（1）发生折射的位置是两种介质的分界面。）发生折射的位置是两种介质的分界面。（2）因为光在两种介质中传播，所以传播速度不相等。）因为光在两种介质中传播，所以传播速度不相等。（3）发射折射时，同时肯定也发生反射。）发射折射时，同时肯定也发生反射。（4）当光着空气和其他介质之间发生折射，空气中的角总）当光着空气和其他介质之间发生折射，空气中的角总是那个较大的角。是那个较大的角。4.常见的折射现象：常见的折射现象：（1）水底看起来比实际的浅。）水底看起来比实际的浅。（2）海市蜃楼。）海市蜃楼。（3）插入水中的筷子或插入水中的其他物体变形。）插入水中的筷子或插入水中的其他物体变形。（4）从水中看其空气中的其他物体更高大。）从水中看其空气中的其他物体更高大。（5）碗底的硬币升高。）碗底的硬币升高。光光的的色色散散1.光的色散现象：光的色散现象：一束太阳光通过三棱镜后，被分解成各种一束太阳光通过三棱镜后，被分解成各种颜色的光的现象叫做光的色散。颜色的光的现象叫做光的色散。如果用一个白屏来承接，白屏上就会形成一条彩色的光带，如果用一个白屏来承接，白屏上就会形成一条彩色的光带，颜色从上而下依次排列为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。颜色从上而下依次排列为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。2.光的色散的实质是光的折射光的色散的实质是光的折射。3.光的三原色光的三原色：红、绿、蓝红、绿、蓝。颜料的三原色颜料的三原色：品红、黄、青品红、黄、青。二者的混合原理不同二者的混合原理不同。4.光谱：光谱：棱镜可以把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、棱镜可以把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光紫几种不同颜色的光.把它们按这个顺序排列起来，就是光谱把它们按这个顺序排列起来，就是光谱在红光之外是红外线，紫光之外是紫外线。在红光之外是红外线，紫光之外是紫外线。红外线红外线1.特性：特性：（1）红外线的热效应强。）红外线的热效应强。（2）红外线的穿透云雾的能力很强。）红外线的穿透云雾的能力很强。2应用：应用：（1）利用红外线加热物体。）利用红外线加热物体。（2）利用红外线实现遥感、遥控。）利用红外线实现遥感、遥控。紫外线1.特性：特性：（1）紫外线的化学作用。）紫外线的化学作用。（2）紫外线的生理作用。）紫外线的生理作用。2应用：应用：（1）紫外线可使照相底片感光。）紫外线可使照相底片感光。（2）医用消毒。）医用消毒。（3）紫外线能促使人体合成维生素）紫外线能促使人体合成维生素D，这种维生素有助于人体对，这种维生素有助于人体对钙的吸收，所以儿童常晒太阳能预防缺钙引起的佝偻病钙的吸收，所以儿童常晒太阳能预防缺钙引起的佝偻病.但是过高但是过高的紫外线会使皮肤粗糙的紫外线会使皮肤粗糙.甚至诱发皮肤癌。甚至诱发皮肤癌。紫外线3.补充：补充：紫外线的频率范围是紫外线的频率范围是7.51014 Hz51016 Hz，在光谱上位，在光谱上位于可见光紫光之外，人眼看不见。于可见光紫光之外，人眼看不见。不要误认为紫外线是紫色的或蓝色的，紫外线是看不见的不要误认为紫外线是紫色的或蓝色的，紫外线是看不见的“不可不可见光见光”。紫外线看起来是淡蓝色的，那是因为除了紫外线外，它。紫外线看起来是淡蓝色的，那是因为除了紫外线外，它们还发出少量蓝光和紫光。们还发出少量蓝光和紫光。地球上的天然紫外线，来自太阳光。地球周围的大气层阻挡了大地球上的天然紫外线，来自太阳光。地球周围的大气层阻挡了大量的紫外线进入地球表面，才使地球上的生物获得生存的条件。量的紫外线进入地球表面，才使地球上的生物获得生存的条件。
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