资源描述
第二章 光现象图2-1第一节 光的传播1. 光现象：包括光的直线传播、光的反射和光的折射。2. 光源： 的物体叫做光源。l 光源按形成原因分，可以分为 和 。例如，自然光源有太阳、萤火虫等，人造光源有如蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。l 月亮 光源，月亮本身不发光，只是反射太阳的光。3. 光的直线传播：光在 是沿直线传播的，光的传播 。l 光沿直线传播的现象：小孔成像（其光路图见图2-1）、井底之蛙、影子、日食、月食、一叶障目。l 光沿直线传播的应用： 、 、 、 等。l 在光沿直线传播的现象中，光路是 。l 小孔成像的特点：在光屏上形成 。像的形状与 的形状无关。4. 光线：用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向的直线。光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型， 是研究物理的常用方法之一。5. 显示光路的方法： 让光线通过烟雾。 让光线通过加牛奶的水。 让光线沿着某一物体的表面射出。6. 光速：l 真空中的光速通常取c3108m/s3105km/s。l 真空中的光速是宇宙间最快的速度。l 空气中的光速略小于真空中的光速。l 光在水中的速度约为真空中光速的3/4。l 光在玻璃中的速度约为真空中光速的2/3。l 介质的密度越大，光速越小。(了解)7. 光年：光年等于光在1年内传播的距离。 第二节 光的反射1. 反射：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。*我们能够看见不发光的物体，是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。入射光线图2-2平面镜反射光线NFEOir入射光线ENFOir反射光线图2-32. 探究实验：探究光的反射规律【设计实验】把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图2-2所示。一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射方向，重做一次。换另一种颜色的笔，记录光的径迹。取下纸板，用量角器测量NO两侧的角i和r。【实验表格】角i角r第一次第二次第三次【实验现象和结论】在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；反射光线、入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角（ir）。【注意】 把纸板NOF向前或向后折，将看不到反射光线，这说明 。 如果让光逆着反射光线的方向射到镜面，那么，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表明， 。3. 光的反射定律：在反射现象中， ； ； （简记为：三线共面、两线分居、两角相等）。如图2-3，垂直于镜面的直线ON叫做法线；入射光线与法线的夹角i叫做入射角；反射光线与法线的夹角r叫做反射角。4. 光的反射的两种类型： 和 。l 漫反射： 的表面把光线向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射。我们能从各个角度看到一个不发光的物体，是因为光在该物体表面发生漫反射。l 镜面反射： 的反射叫做镜面反射。l 这两种反射都遵循光的反射定律。5. 如果想在平面镜内看到全身像，镜子高度至少为身高的一半。6. 画反射光线或入射光线完成光路图的方法：l 画反射光线或入射光线完成光路图的依据是 。l 当绘制完成的时候，图中必须包含以下元素：平面镜、入射光线、反射光线（标好箭头）、入射角和反射角相等的标志（如果给出角度，还要标好角度）、法线（虚线）和垂直标志。l 已知平面镜、入（反）射光线、入（反）射角时，先过入（反）射点作法线。然后在法线的另一侧量出与入（反）射角相等的角，作出反（入）射光线。最后将其他元素补全。l 已知入射光线、反射光线时，先作两线交角的角平分线，作为法线。然后过两线交点作垂直于法线的平面镜。最后将其他元素补全。第三节 平面镜成像1. 探究实验：探究平面镜成像的特点【设计实验】如图2-4，在桌面上铺一张大纸，纸上竖立一块 ，作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置。把 放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支没有点燃的 的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它与跟前面那支蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。在纸上记下这两个位置。移动点燃的蜡烛，重做实验。【实验表格】物到平面镜的距离/cm像到平面镜的距离/cm像与物大小比较（放大或缩小）第一次第二次第三次【实验现象和结论】（1） ；（2） ；（3） 。【注意】l 使用玻璃板代替平面镜的原因： 。l 刻度尺的作用： 。l 两根蜡烛大小必须完全相同的原因： 。l 验证所成的像是虚像的方法： 。l 在选择玻璃板时，要选择 的一个。目的： 。l 重做实验的目的： （最好是35次）。l 在实验中找不到像的原因： 。（ ）2. 平面镜：反射面是光滑平面的镜子叫做平面镜。图2-43. 平面镜的作用： ； 。4. 平面镜成像的特点：l ；l ；l ；l 。SS图2-55. 平面镜成像的原理： 。如图2-5，光源S向四处发光，一些光经平面镜反射后进入了人的眼睛，引起视觉。由于我们认为光沿直线传播，所以我们感到好像光是从图中S处发出的。S就是S在平面镜中的像。但是平面镜后并不存在光源S，进入眼睛的光并非真正来自哪里，所以把S叫做虚像。实像和虚像：实像： ； 虚像： ； 6. 凸面镜和凹面镜（见下图2-6）l 凸面镜的定义：用球面 表面作反射面的面镜叫凸面镜。凸面镜对光的作用：凸面镜使平行光束 。凸面镜的应用：汽车的后视镜、街头拐角的反光镜。OMM图2-7NNl 凹面镜的定义：用球面 表面作反射面的面镜叫凹面镜。凹面镜对光的作用：凹面镜使平行光束 。凹面镜的应用：手电筒的反光装置、太阳灶、反射式望远镜。 凸面镜 凹面镜 *在反射现象中，光路是 OSS图2-8AP7. 平面镜成像作图方法：（1）如图2-7，过M点作平面镜的垂线，交平面镜于O点；（2）在另一侧截取MOOM，M点即为M的像点；（3）仿照前两步，完成N点的像点，然后用虚线连接MN。绘图之后要注意垂直、等距标记，还要注意虚像要画成虚线。8. 已知光源、平面镜和反射光线经过的点，作光路图的方法：（1）如图2-8，先用上面提到的方法作出光源S的像点S点；（2）连接SA，交平面镜于P，则PA为反射光线；（3）连接SP，SP为入射光线。绘图之后要注意垂直、等距标记和表示光路的箭头，还要注意哪一段画成实线，哪一段画成虚线。该作法的原理：所有反射光线的反向延长线交于像点。第四节 光的折射1. 折射：光从一种介质 入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射（图2-9）。l 当发生折射现象时，一定也发生了反射现象。l 当光线 射向两种物质的界面时，传播方向 。2. 光的折射规律：（1）在折射现象中，折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；（2）光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折（折射角入射角）；（3）光从水或其他介质中斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折（折射角入射角）。（4）光从空气垂直射入（或其他介质射出），折射角=入射角= 0 度。l 在折射现象中，光路是 。l 在光的折射现象中，入射角增大，折射角也随之增大。l 在光的折射现象中，介质的密度越小，光速越大，与法线形成的角越大。3. 折射的现象： 从岸上向水中看，水好像很浅，沿着看见鱼的方向叉，却叉不到；从水中看岸上的东西，好像变高了。 筷子在水中好像“折”了。 海市蜃楼 彩虹N水空气O水空气ON图2-9入射角折射角折射角入射角图2-10NN空气水NN空气水4. 从岸边看水中鱼N的光路图（图2-10）： l 图中的N点是鱼所在的真正位置，N点是我们看到的鱼，从图中可以得知，我们看到的鱼比实际位置高。l 像点就是两条折射光线的反向延长线的交点。l 在完成折射的光路图时可画一条垂直于介质交界面的光线，便于绘制。练习：池水看起来比实际的 浅 是因为光从 水中斜射向 空气中时发生折射，折射角大于入射角。蓝天白云在湖中形成倒影，水中鱼儿在“云中”自由穿行。这里我们看到的水中的白云是由 光的反射 而形成的 虚像 ，看到的鱼儿是由是由光的折射而形成的 虚像 。第五节 光的色散1. 光的色散：光的色散属于 现象。l 1666年， 物理学家 用 使太阳光发生了 （图2-11）。l 太阳光通过棱镜后，被分解成各种颜色的光，用一个白屏来承接，在白屏上就形成一条颜色依次是 的彩带。l 牛顿的实验说明 。（ ）图2-11图2-122. 色光的三原色： 、 、 。红、绿、蓝三种色光，按不同比例混合，可以产生各种颜色的光。（图2-12）红紫光的色散 色光的三原色 颜料的三原色3. 物体的颜色：l 透明物体的颜色由 来决定。如图2-13，如果在白屏前放置一块红色玻璃，则白屏上其他颜色的光消失，只留下红色。这表明，其他色光都被红色玻璃吸收了，只有红光能够透过。l 不透明物体的颜色由 来决定。如图2-13，如果把一张绿纸贴在白屏上，则在绿纸上看不到彩色光带，只有被绿光照射的地方是亮的（反射绿光），其他地方是暗的（不反射光）。ll 如果一个物体能反射所有色光，则该物体呈现 。l 如果一个物体能吸收所有色光，则该物体呈现 。l 如果一个物体能透过所有色光，则该物体是 。透明物体的颜色不透明物体的颜色红太阳光绿图2-13太阳光红玻璃白屏绿纸第六节 看不见的光1. 光谱：棱镜可以把太阳光分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、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。在 之外是红外线， 之外是紫外线，人眼都 。2. 红外线：在光谱上 的部分叫做红外线。l 一切物体都在不停地发射红外线。物体的温度越高，辐射出的红外线就越多。l 物体在辐射红外线的同时，也在吸收红外线。l 红外线有以下三个特性：（1）红外线的主要特性是热作用力强。（2）红外线穿透云雾的能力比较强。（3）红外线可以用来进行遥控。l 红外线的应用：用红外线加热物体、红外线烤箱、红外线取暖、用红外线诊断病情、红外线夜视仪、红外线烘干汽车表面的喷漆、全自动感应水龙头、电视的遥控器等。3. 紫外线：在光谱上 的部分叫做紫外线。l 高温物体，如太阳、弧光灯和其他炽热物体会发出不同颜色的荧光，同时发出紫外线。l 紫外线有以下特征：（1）紫外线的主要特征是化学作用强，很容易使照相底片感光。（2）紫外线的生理作用强，能杀菌。（3）紫外线具有荧光效应，能使荧光物质发光。（4）适当的紫外线可以帮助人们促进合成维生素D，促进钙的吸收。l 紫外线过度照射会损害身体健康，不要用眼睛直视紫外光，不要照射过量的紫外线。l 太阳光中有大量的紫外线，但大部分被大气层上的臭氧吸收，不能到达地面。l 紫外线的应用：验钞机、紫外线杀菌、紫外线鉴别古字画、晒粮食等。4. 光的散射：地球周围的大气能够把阳光向四面八方散射，所以整个天空都是明亮的。如果没有大气，散射将无法进行。不同色光的波长不同，依照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序，它们的波长一个比一个短。那么显然红外线的波长比红光还长，紫外线的波长比紫光还短。大气对光的散射有一个特点：波长越短的光容易被散射，波长较长的光不容易被散射。天空是蓝色的，是因为大气对阳光中波长较短的蓝光散射得较多。大雾弥漫时，汽车必须打开雾灯才能保证行车安全。汽车雾灯使用黄色光，是因为黄色光的穿透能力比较强，不容易被散射。【题型解析】例1、关于月食和日食，下列说法正确的是（ ）A.位于月球本影中的人，能看到月全食 B.位于月球半影中的人，能看到日偏食C.月球位于地球的半影内，出现月偏食 D.月球位于地球的本影内，出现月全食例2、在无任何光源的情况下，舞台追光灯发出的绿色光照在穿白上衣，红裙子的演员身上，观众看到她：（ ）A全身呈绿色； B上衣呈绿色，裙子呈红色；C上衣呈绿色，裙子呈紫色； D上衣呈绿色，裙子呈黑色例3、入射光线和平面镜的夹角为20o，那么入射光线与反射光线的夹角是_例4、人站在竖直放置的平面镜前3m处，他在镜中的像距离平面镜_m，人若以0.5m/s的速度向平面镜靠近，则像相对于人的速度为_m/s。例5、下列说法中正确的是（ ）A光的传播速度总是3x108m/s B漫反射遵循光的反射定律C物体经平面镜成正立等大的实像 D光总是沿直线传播的例6、古诗词中有许多描述光学现象的诗句，如“潭清疑水浅”说的就是光的_现象，“池水照明月”说的是光的_现象。例7、一束光由空气斜射入水中，入射角逐渐增大，则折射角（ ）A.逐渐减小 B.不变 C.逐渐增大，但总小于入射角 D. 逐渐增大，可能大于入射角【巩固练习】1、排纵队时，如果看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，对就排直了，这可以用_来解释。2、太阳光垂直照射到离地面一定高度的很小的正方形孔上，则在地面上产生光点的形状是（ ） A圆形的 B正方形的 C不规则的 D成条形的3、一束激光射到平面镜上，当入射角是35度时。反射角是_度。4、阳光下微风轻拂湖面，湖面上波光粼粼，这时产生的是光的_现象；透过厚薄不均匀的玻璃看室外的电线，可能会看到电线粗细不均匀且弯弯曲曲，这时产生的是光的_现象。5、如图为采集奥运圣火的画面。圣火采集器是一个凹面镜，太阳光经凹面镜 后会聚，使置于凹面镜 上的火炬点燃。6、下列实例能用光的直线传播来解释的现象是（）A用凸透镜取火 B影子的形成C、镜中花水中月 D海市蜃楼7、平静的水面能清晰地映出岸上景物，就是大家通常说的“倒影”，则“倒影”是（ ） A正立的实像 B倒立的实像 C正立的虚像 D倒立的虚像8、为北京2008年奥运会而建造的国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上点缀了无数白色的亮点，它们被称为镀点。北京奥运会举办时正值盛夏，镀点能改变光线的方向，将光线挡在场馆之外。镀点对外界阳光的主要作用是（）A反射太阳光线，遵循光的反射定律B反射太阳光线，不遵循光的反射定律C折射太阳光线，遵循光的折射定律D折射太阳光线，不遵循光的折射定律9、下列关于光现象的说法中，正确的是（）A在河边看到的水中的白云、小鱼都是虚象B光与镜面成30角射在平面镜上，则其反射角也是30C“海市蜃楼”是由于光的反射而形成的D太阳光不能被分解为其它色光【拓展提高】1、一束光线与平面镜夹角为60,那么反射角是_,如果转动平面镜使入射光线与镜面夹角减小40,则反射光线与入射光线的夹角是_.2、在湖面上方的天空中停着一只小鸟，距水面20m，已知湖水深5m，则小鸟的像到水面的距离是_m.3、我国古代就有关于光现象的描 述，如“捞不到的水中月，摘不到的镜中花” 这是描述光的_现象4、某人用一手指紧贴玻璃平面镜时，发现手指与它的像之间最短距离是8mm，可见该平面镜玻璃厚度是_mm.5、甲从一面镜子中能看见乙的眼睛，那么乙从这面镜子中（ ） A一定见到甲的眼睛 B一定见不到甲的眼睛 C可能见到，也可能见不到甲的眼睛 D镜子的位置不同，结果也不同6、晚上，在桌面上铺一张白纸，把一小块平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，如右图所示，则从侧面看去（ ） A镜子比较亮，它发生了镜面反射 B镜子比较暗，它发生了镜面反射 C白纸比较亮，它发生了镜面反射D白纸比较暗，它发生了漫反射7、如图所示有束光线射入杯中，在杯底形成光斑， 逐渐往杯中加水，光斑将（ ） A、向右移动 B、向左移动 光斑C、不动 D、无法确定8、根据平面镜成像规律，画出下列物体在平面镜中所成的像9、黑色花为什么很少见？我们生活在姹紫嫣红，色彩缤纷的花的世界里，但是我们看到的黑色花却很少。植物学家对四千多种花的颜色进行了统计，发现只有8种黑色花，而且还不是纯正的黑色，只是偏紫色而已为什么会出现这种现象呢了原来花的颜色与太阳光及花瓣反射、吸收光有关太阳光是由七种色光（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）组成光的颜色不同，其热效应不同有色不透明物体反射与它颜色相同的光，吸收与它颜色不相同的光，黑色物体吸收各种颜色的光花瓣比较柔嫩，为了生存，避免受高温伤害，它们吸收热效应较弱的光，而反射热效应较强的光这就是我们看到红、橙、黄色花多，而蓝、紫色花较少的缘故若吸收七种色光，受高温伤害就更大，花也更难生存，所以黑色花很少 请回答下列问题： （1）红花反射什么颜色的光，吸收什么颜色的光。 （2）材料中提到“光颜色不同，热效应不同”，请你比较红色光与蓝色光的热效应强弱。102009年夏季，中国出现了日食奇观小华借助小孔成像实验装置对“”太阳进行观察，纸盒上扎有圆形小孔，则她在半透明光屏上看到像的形状是( )11.一个干枯的井底正中央P点趴着一只青蛙如图（a）所示。天降大雨时井中全部灌满水，若青蛙仍在P点，它的视野将发生变化。请你在图7（b）中利用光路图确定青蛙视野变化的大致范围，并用阴影表示出来。 12.将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，如图所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图。13如图所示水面上方有一发光点A1，水中另有一发光点A2人在空气中看到A2在水中的位置就是A1在水中的像的位置。请你画出：（1）A1发出的光经水面反射进入人眼的光路图；（2）A2发出的光进入人眼的光路图。 （15题）15某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中，选用不同颜色的光（红光、黄光和紫光），分别以不同的入射角i从空气射入玻璃砖中，如图所示，每次的入射点均为O点，然后测出折射光线对应的折射角r并记录在下表中。实验过程中，他们通过网上查阅相关物理资料发现不同颜色的光在同种介质中的传播速度是不同的，对于红、黄、紫三种颜色的光，红光在玻璃中的传播速度最快，黄光次之，而紫光在玻璃中传播速度最慢。（1）初步分析三个表中的数据，可以看出，当光从一种介质进入另一种介质中时，光的传播方向 （选填“一定”或“不一定”）发生改变。（2）分析比较实验序号 的数据及相关条件，可以得到初步结论：不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入另一种介质时，光在这种介质中传播速度越慢，折射角越小。（3）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论。 综合分析比较表一（或表二或表三）中的数据及相关条件，可以得出结论：同种颜色的光从空气斜射入同种介质中时， ； 综合分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件，可以得出结论：不种颜色的光从空气斜射入同种介质中时， 。
展开阅读全文