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1、光现象与光折射学问点总结2.1 光的传播1、光源 :能发光的物体叫做光源;光源可分为自然光源(水母、太阳),人造光源(灯泡、火把);月亮、钻石、镜子、影幕不是光源;2、光在同种匀称介质中沿直线传播; 光的直线传播的应用:(1) 小孔成像 :像的外形 与小孔的外形无关 ,像是 倒立 的实像(树阴下的光斑是太阳的像)小孔成像的条件:孔的大小必需远远小于孔到发光的距 离及孔到光屏 的距离;像的大小与发光体到孔的距离和像到孔的距离有关,发光体到小孔的距离不变,光屏远离小孔,实像增大;光凭靠近小孔,实像减小;光屏到小孔的距离不变,发光体远离小孔,实像减小;发光体靠近小孔,实像增大;实像:由 实际光线 会
2、聚而成的像;(2) 取得直线: 激光准直(挖隧道定向);整队集合;射击瞄准;(3) 限制视线: 坐井观天、一叶障目;13(4) 影的形成 :影子;日食、月食(要求会作图)2日食:太阳 月球地球;月食:月球 太阳 地球3、光线 :常用一条带有箭头的直线表示光的径迹 和方向; 光线并不是真实存在的,而是为了讨论便利,假想的抱负模型;4、全部的光路都是可逆的,包括直线传播、反射、折射等;5、真空中光速是宇宙中最快的速度;c= 3 10 8m/s= 310 5 Km/s;6、光年:是光在一年中传播的距离,光年是长度单位;声音在固体中传播得最快,液体中次之,气体中最慢,真空中不传播;光在真空中传播的最快
3、,空气中次之,透亮液体、固体中最慢(二者刚好相反);光在水中的速度约为真空中的3/4 ;光在玻璃中的速度约为真空中的 2/3 ;光速远远大于声速 (如先观察闪电再听见雷声;在跑 100m 时,声音传播时间不能忽视不计,但光传播时间可忽视不计);练习: 为什么在有雾的天气里,可以看到从汽车头灯射出的光束是直的?答: 光在空气中是沿直线传播的;光在传播过程中,部分光遇到雾发生漫反射,射入人眼,人能看到光的直线传播;早晨,看到刚从地平线升起的太阳的位置比实际位置高 ,该现象说明: 光在非匀称介质中不是沿直线传播的;2.2 光的反射1、当光射到物体表面时,被反射回来的现象叫做光的反射 ;2、我们观察
4、不发光的物体 是由于物体 反射 的光进入了我们的眼睛;3、反射定律 :( 1)在反射现象中,反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内;(2)反射光线、入射光线分居法线两侧;是错误的 (3)反射角等于入射角; 说成入射角等于反射角入射光线法线反射光线(1) 法线:过光的入射点所作的与反射面垂直的直线;(虚线)镜面(2) 入射角: 入射光线与法线的夹角 ;(实线)(3) 反射角: 反射光线与法线的夹角 ;(实线)(4) 反射角总是随入射角的变化而变化,入射角增大反射角随之增大;(5) 垂直 入射时, 入射角、反射角相等都等于0 度;4、光路图 (要求会作):(1) 、确定入(反)射点:入射光线和反
5、射面或反射光线和反射面或入射光线和反射光线的交点即为入射(反射)点(2) 、依据法线和反射面垂直,作出法线;(3) 、依据反射角等于入射角,画出入射光线或反射光线5、两种反射 : 镜面反射和漫反射 ;(1) 镜面反射:平行光射到 光滑 的反射面上时,反射光仍旧被平行的反射出去;(2) 漫反射:平行光射到 粗糙 的反射面上,光线向各个方向反射出去;(3) 镜面反射和漫反射的 相同点 :都是反射现象,都遵守 反射定律 ;不同点是 :反射面不同(一光滑,一粗糙),一个方向的入射光,镜面反射的反射光只射向一个方向( 耀眼 );而漫反射射向四周八方;(下雨天向光走走暗处,背光走要走亮处,由于积水发生镜面
6、反射,地面发生漫反射,电影屏幕粗糙、黑板要粗 糙是利用漫反射把光射向四处,黑板上“反光”是发生了镜面反射,光污染也是镜面 反射)6、潜望镜的工作原理:光的反射;练习: 请各举一例说明光的反射作用对人们生活、生产的利与弊;有利: 生活中用平面镜观看面容;我们能看到的大多数物体是由于物体反射光进入我们眼睛;有弊: 黑板反光;城市高大的楼房的玻璃幕墙、釉面砖墙反光造成光污染;把桌子放在教室中间,我们从各个方向能看到它缘由是: 光在桌子上发生了漫反射;2.3 、平面镜成像1、平面镜成像特点 :正立的虚像,像和物的大小相等,像和物关于镜面 对称 ( 轴对称图形 )像和物对应点的连线和镜面垂直,到镜面距离
7、相等;像和物上下相同,左右相反(镜中像的左手是人的右手,物体远离或靠近镜面像的大小 不变,像也要随着远离或靠近镜面相同距离);2、关于平面镜成像的试验:用玻璃板代替平面镜 :便于观看和确定像的位置;刻度尺的作用: 便于比较像与物到平面镜的距离关系;选取两段完全相同的蜡烛:为了比较像与物的大小关系;移去后面的蜡烛,并在所在的位置上放一光凭,就光凭上不能 接受到蜡烛烛焰的像,所以平面镜所成的像是虚像将蜡烛远离玻璃板时,它的像的大小不变;有 3mm 和 2mm 的两块玻璃板,应挑选2mm 厚的玻璃板做试验,玻璃板 太厚, 会看到两个像;玻璃板没有放正,倾斜放置,蜡烛与像不能完全重合;不简单找到像;该
8、试验在 较黑暗 的环境中做成效好;3、水中倒影的形成的缘由 :安静的水面就似乎一个 平面镜 ,它可以成像(水中月、镜中花、水中的云,水中的鸟);对实物的每一点来说,它在水中所成的像点都与物点“等距”,树木和房屋上各点与水面的距离不同,越接近水面的点,所成像亦距水面越近,很多个点组成的像在水面上看就是倒影了;(物离水面多高,像离水面就是多远,与水的深度无关);4、平面镜成虚像的缘由:物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚 而是发散的,这些 反射光线的反向延长线 (画线时用虚线 )相交成的像, 不能出现在光屏上 ,只能通过人眼观看到,故称为虚像(不是由实际光线会聚而成)留意 :进入眼
9、睛的光并非来自像点,而是反射光;要求能用平面镜成像的规律(像、物关于镜面对称)和平面镜成像的原理(同一物点发出的光线经反射后,反射光的反向延长线交于像点 )作光路图(作出物、像、反射光线和入射光线);5、球面镜:凸面镜和凹面镜以球外表面为反射面叫 凸面镜 ,以球内表面为反射面的叫凹面镜 ;凸面镜对光有 发散作用 ,可增大视野(汽车上的观后镜,街头拐弯处的反光镜);凹面镜对光有 会聚作用 (太阳灶,利用光路可逆制作手电筒的反光罩)练习: 在讨论平面镜成像特点时,我们常用平板玻璃、直尺、蜡烛进行试验,其中选用两根相同蜡烛的目的是 : 便于确定成像的位置和比较像和物的大小; 汽车司机前的玻璃不是竖直
10、的,而是上方向内倾斜,除了可以减小前进时受到的阻力外,从光学角度考虑这样做的好处是:使车内的物体的像成在司机视线上方,不影响司机看路面;汽车头灯安装在车头下部:可以使车前障碍物在路面形成较长的影子,便于司机及早发觉;2.4 光的折射、光的折射1、光从一种介质 斜射 入另一种介质时,传播方向发生偏折;2、光在 同种不匀称 的介质中传播时,光的传播方向也会发生偏折;(海市蜃楼)3、折射角:折射光线和法线间的夹角;、光的折射定律(看笔记)1、在光的折射中,三线共面,法线居中;2、垂直入射时 ,折射角和入射角都等于0,光的传播方向不转变3、折射角随入射角的增大而增大4、当光射到两介质的分界面时,反射、
11、折射同时发生、光的折射现象及其应用1、生活中与光的折射有关的例子:(1) )水中的鱼的位置看起来比实际位置高一些(鱼实际在看到位置的后下方);(2) )由于光的折射,池水看起来比实际的浅一些;(3) )水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些;(4) )透过厚玻璃看钢笔,笔杆似乎错位了;(5) )斜放在水中的筷子似乎向上弯折了;(要求会作光路图)2.5 光的色散:1、太阳光通过三棱镜后,依次被分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色,这种现象叫 色散;2、白光 是由各种色光混合而成的 复色光 ;3、天涯的 彩虹是光的 色散现象 ;4、色光的三原色 是:红、绿、蓝;其它色光可由这三种色光混合而成
12、,白光是三种色光混合而成的; 世界上没有黑光 ;颜料的三原色 是:紫、青、黄,三原色混合是黑色;不透亮体的颜色 由它反射的色光打算(什么颜色反射什么颜色的光,吸取其它颜色的光, 白色物体 反射全部颜色的光, 黑色物体 吸取全部颜色的光)例:一张白纸上画了一匹红色的马、绿色的草、红色的花、黑色的石头,现在暗室里用绿光看画,会观察黑色的马,黑色的石头,仍有黑色的花在绿色的纸上,看不见草(草、纸都为绿色)2.6 看不见的光1、红外线:红外线位于红光之外,人眼看不见;红外线的主要性能是热作用强(热);一切物体都能发射红外线,温度越高辐射的红外线越多,物体辐射红外线的加同时,也在吸取红外线; 电视遥控器
13、 用红外线来传递信息;应用:可用来加热物品;取暖、摇控、探测、夜视,仍可用于红外线遥感、红外线论断疾病2、紫外线:在光谱上位于紫光之外,人眼看不见;紫外线的主要特性是化学作用强;(消毒、杀菌 )紫外线的生理作用,促进人体合成维生素晒太阳 ), 荧光作用(验钞)D 从而吸取钙元素( 小孩多5、透亮体的颜色 由它透过的色光打算(什么颜色透过什么颜色的光);过量照耀紫外线有害于身体健康,要进行防护;太阳是自然紫外线的重要来源;臭氧能吸取紫外线;2.7 光的现象及成因1、小孔成像 - 光的直线传播(包括全部的黑影)2、湖光倒影 - 光的反射3、海市蜃楼 - 光的折射4、五光十色 - 光的色散凸透镜1、
14、 凸透镜:中间厚边缘薄的透镜是凸透镜;凸透镜的作用:对光线会聚所以也叫会聚透镜;凸透镜的焦点:平行光线经凸透镜折射后,折射光线就会聚在主光轴上的一点;这一点就是凸透镜的焦点;焦点到光心的距离叫焦距.平行光经凸透镜折射后会聚焦点(如图一),反过来从焦点发出的光经凸透镜折射后平于主光轴(如图二)*FF图一图二2、 凹透镜:中间薄边缘厚的透镜是凹透镜;凹透镜的作用:对光线发散;凹透镜的焦点:平行光经凹透镜折射后折射光的反向延长线过虚焦点(如图三);就入射光的延长线过虚焦点的,折射后肯定是平行主光轴的光线(如图四)FFF图三图四1、 照 相 机 的原 理 :u2f倒 立缩 小实 像物体到凸透镜的距离大
15、于2 倍焦距时,能成倒立缩小的实像;照相机的结构:a. 胶片:感光显影后变为照相底片;b. 调焦环:调剂镜头到胶片的距离 但上面数字表示景到镜头的距离c. 光圈:掌握镜头的进光量;d. 快门:掌握曝光时间;2、幻灯机的原理: fu2f倒立 放大 实像物体到凸透镜的距离在焦距和2 倍焦距之间时,成放大倒立的实像投影器与幻灯机的区分:投影器用两块大塑料螺纹透镜作聚光镜,并用一块平面镜把像反射到屏幕上;3、放大镜的原理: u2f幻灯机:原理、成倒立、放大的实像,fu2f放大镜:原理、成放大、正立的虚像,uf2、与光的反射、折射现象相联系的光学器件及应用:平面镜(穿衣镜)面镜凸镜(观后镜)球面镜凹镜(
16、太阳灶)光学器件3、关于实像与虚像的区分:物点发出的光线经反射或折射后能够会聚到一点,这一点就是物点的实像;实像是实际光线会聚而成,不仅可以用眼睛直接观看,也可以在屏幕上显映出来;假如物点发出的光线经反射或折射后发散,发散光线的反向延长相交于一点, 看起来光线似乎从这一点发出,而实际上不存在这样一个发光点,这点就是物点的虚像;虚像只能用眼睛观看,不能用屏幕显映;跟物体相比较,实像是倒立的,虚像是正立的;4、凸透镜成像的规律及应用:u物距、 v像距、 f 焦距;物体位置像的位置像的大小像的性质应用举例像、物异侧缩小倒立实像照像机像、物异侧放大倒立实像幻灯机、投影仪像、物同侧放大正立虚像放大镜5、
17、凸透镜成像的作图:6、凸透镜成像的动态情形:当物体从二倍焦距以外的地方逐步向凸透镜移近过程中,像逐步变大,像距v 也逐步变大;但是,只要物体未到达二倍焦距点时,像的大小比物体要小;像的位置总在镜的另一侧一倍焦距至二倍焦距之间;当物体到达二倍焦距之内逐步向一倍焦距点移动过程中,像变大,像距v 也变大;像的大小总比物体要大,像的位置总在镜的另一侧二倍焦距以外;可见,二倍焦距点是凸透镜成缩小实像与放大实像的分界点;即物体在二倍焦距以外时所成实像小于物体;物体在二倍焦距以内时所成实像要大于物体;当物体在一倍焦距以内时,只能在与物体同侧的地方得到正立放大的虚像;因此,焦点 F 是凸透镜成实像与虚像的分界点;