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1、学习必备欢迎下载第二单元光【教学内容与目的要求】1、知道白光的组成2、知道色光混合与颜料混合的不同现象3、知道光在同种均匀介质中沿直线传播,及光在真空中的传播速度4、理解光的反射定律5、知道平面镜成像特点6、知道光的折射现象7、知道凸透镜的焦点、焦距和光轴,知道凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用8、知道凸透镜成放大、缩小的实像和虚像的条件9、知道照相机、幻灯机、放大镜的原理10、理解凸透镜能实像和虚像【知识重点与学习难点】1、光的反射定律2、平面镜成像规律及特点3、光的折射现象4、凸透镜成像规律【方法指导与教材延伸】1、光沿直线传播的条件是什么?光的传播速度是多少?光在均匀介质中沿直线传播。介
2、质是指光可以在其中通过的传播的透明物质,均匀介质是指两点:一是同一种介质。二是这种介质的密度均匀,不含有杂质。光在真空中传播速度是3.0810m/s。光在空气中传播比在真空中传播稍慢一点,在水中每秒传播的距离约是真空中的3/4。总之,光在不同的介质中传播速度不一定相同。通常情况,光在空气中的传播速度也以3.0810m/s。2、正确理解光的反射定律光的反射定律可包括两点:一、是反射光线跟入射光线、法线在同一平面内;反射光线、入射光线分居在法线两侧。可记作:“三线共面,法(线)居中间。”二、是反射角等于入射角。可见对于一条确定的入射光线、反射光线是唯一的。在学习光的反射定律是要明确以下几点:(1)
3、 、反射角、 入射角都是指各自的光线与法线的夹角,切不可当作它们与镜面的夹角,当成入射角和反射角。(2) 、入射光线靠拢法线,入射角减小,根据光的反射定律反射角也减小,反射光线精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 15 页学习必备欢迎下载也靠近法线。当入射光线垂直射即平面镜上,法线与入射光线重合,这时入射角为0,反射光线沿原路返回。(3) 、在光的反射中,光路是可逆的。这就是说, 若沿原来的反射光线的方向入射到镜面上,反射光线将沿原来入射光线的方向射出。三、平面镜成像的特点平面镜成像的特点是:物体在平面镜中成的是虚像,像跟物体
4、的大小相等;像和物体到平面镜的距离相等。什么是虚像呢?以发光点为例,它射出的光线经镜子反射(或折射) 后,反射(或折射)光线进入人眼, 人眼根据光沿直线传播的经验,以为光从镜后的某一点射出。这个实际上并不存在的点,叫做发光点的虚像。虚像不能用光屏承接,可用人眼观察到,它是“实际”光线反向延长线相交而得到的点。站在平面镜前的人,向平面镜走近时,他的像会不会变化呢?根据平面镜成像的特点:他的像始终与物体大小相等。是不会改变的。但人们往往以为像“变大”了,这跟人看远处驶近的汽车感觉相似,这辆车的大小始终不变,但人以为汽车远小近大,驶近的汽车“变大”了。四、什么是光的折射现象光从一种介质射入另一种介质
5、时,它的传播方向发生改变的现象叫光的折射。五、正确理解折射规律1、折射光线跟入射光线和法线在同一平面上,折射光线的入射光线分居法线两侧。2、光从空气斜射入水或别的透明物质里时,折射角小于入射角;光从水或别的透明物质斜射入空气里时,折射角大于入射角。对上述规律有几点注意:(1) 、入射角是入射光线与法线的夹角,不是和界面的夹角。同样,折射角是折射光线与法线的夹角,也不是和界面的夹角。(2) 、光线射向两种透明物质分界面时,将同时发生光的反射和折射。反射光线遵循光的反射定律,折射光线遵循光的折射规律。(3) 、光垂直射向两种透明物质界面时,通过分界面后光的传播方向不变,这时光线的入射角、反射角、折
6、射角均为零度。(4) 、光从空气射入透明物质时,如果增大或缩小入射角,折射角就随着增大或减小。光从透明物质射入空气时,如果增大或减小入射角,折射角也随着增大或减小;但如果增大精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 15 页学习必备欢迎下载ABECD图乙BACDAC F到某一角度时,入射光线会发生全部反射现象,这时没有折射光线。(5) 、折射现象的光路是可逆的。六、怎样记住凸透镜成像的初步规律:有三种方法可供采用1、凸透镜的应用加以记忆。照相机, 幻灯机和放大镜都是利用凸透镜成像规律制成的。弄清这些仪器的原理就记住了凸透镜成像的规
7、律。2、列表将物距、像的情况和应用填入表格内,见下表。3、口诀记忆:凸透镜成像规律可用简要归纳成下面三句话:一倍焦距内外分虚实(即物体在一倍焦距以内成虚像,一倍焦距以外为实像);二倍焦距内外分大小(即物距小于二倍焦距,成放大的像,焦点除外;物距大于二倍焦距成缩小的像);实像总是异侧倒立的,虚像总是同侧正立的。物的位置像的位置像的性质应用举例凸透镜U=(平行光)V=f 像与物异侧成一点测定焦距U2f 2fVf 缩小、倒立、实像照相机,眼睛U=2f V=2f 等大、倒立、实像2fUf V2f 放大、倒立、实像幻灯,电影机U=f V=同侧不成像探照灯的透镜Uf 放大、正立、虚像放大镜凹透镜物在镜前任
8、意处VU 同侧缩小、正立、虚像正确区分实像和虚像物体通过透镜可能成实像,也可能成虚像。而实像和虚像的区别是什么呢?(1)成像原理不同, 物体发出的光线经光学器件会聚而成像为实像,经光学器件后光线发散,反向延长相交形成的像叫虚像。 (2)成像性质上的区别,实像倒立的,虚像是正立的。( 3)接收方法上的区别:实像既能被眼睛看到,又能被光屏接收到,虚像只能被眼睛看到,不能被光屏收到。八、凸透镜对光起到会聚作用,是否经过凸透镜的光线一定要聚集一点,才可称会聚。如图甲把点光源放在凸透镜的焦点上,它发出的光线经凸透镜后,折射光线平行于主轴,并没有相交成一点,这是否可认为凸透镜对光线有会聚作用呢。如图,我们
9、将入射光线FA、FC 延长,即图中的AA 和 CC与经凸透镜折射的光线AB 、CD 比较。显然折射光线是相互“靠近”而相会了。在图乙中光线AB 、CD 入射到凹透镜上,折射光将入射线 AB 、CD 延长。如图中虚线BP 和 DP,折射线BE 和DE 与入射光线的方向BP、DP 相比较,它们相应“远离”精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 15 页学习必备欢迎下载OMAB图乙AB图甲60O3030ABMNEF了,它表明凹透镜对光起了发散作用,由此可见, 透镜对光是会聚还是发散,不是看折射光线是否相交而是体现在它们使光线相互“靠近
10、”了还是“远离”了。【例题选讲 】例 1、百米赛跑是计时员为什么一看到发令枪的“烟火”就按动秒表,而不是等听发令枪的枪声计时?答: 因为声音的传播速度是340m/s,当枪声从起点传到终点计时员耳朵里,时间差不多已过了0.3s,这样的计时,当然不正确,误差较大,而光的传播速度是3108m/s,火光传播到终点的时间只有3.310-7s,不会影响计时的正确性。例 2、一束光线斜射到一光滑平面上,入射角为25,当入射角增大15时,反射光线与入射光线之间的夹角是多大?答:因为反射光线与入射光线之间的夹角就是入射角和反射角之和,根据光的反射定律可知:入射角增大多少, 反射角也增大多少,因为入射角 =25+
11、15=40,则反射角 =40,所以,入射光线与反射光线夹角为;40+40=80。例 3、如图甲所示, A、B 两点在平面镜前,现在要使A 点发出的光线经平面镜反射后通过 B 点,试用作图法求出光线射到平面镜上的入射点。解: 先根据平面镜成像的规律找出A 点在镜中的像,如图乙所示,过A 点作镜面的垂线,交镜面于M 点,并延长至A使 AMAM ,则 A点为 A 的像,连接AB 交平面镜反射面于O,则 O 点就是光线射到平面镜的入射点。例 4、如图所示MN 是空气和玻璃的分界面,一束光线射到 MN 面 O 处时发生反射和折射现象,则入射角、折射角各是多少? MN 的右方是什么物质?解: 过 O 点作
12、 MN 的垂线 EF 即法线,根据光的反射定律精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页学习必备欢迎下载ss可知: AO、OB 和 OC 分别是入射光线、反射光线和折射光线,则入射角AOE=60 ,折射角 COF=30。因为折射角小于入射角,所以光是从空气斜射入玻璃,故MN 的右侧是空气。例 5、在杯子里放一枚分币,移动杯子,使眼睛刚好看不到分币为止,保持眼睛和杯子的位置不变,慢慢向杯里倒水,随着水面的升高将看到什么现象?为什么?解: 开始注水入杯时,将看不见硬币,当水面升高到一定高度时,分币又能够看见了。如图,当倒入水以
13、后,分币上一点S 发出的光线射向水面时,在水面升高到一定高度时,从S 点发出的光线经水面折射后能够从杯的边缘射出,而且恰好又能射到人的眼里,这时人眼就可以看得见分币。人眼看到的S点比 S 点的位置高,所以人看到水中分币的像在分币的上方。例 6、幻灯的幻灯片和透镜的距离大约在1530 厘米之间变动,为了能在屏上得到放大的实像,现有焦距为fA=6 厘米, fB=15 厘米, fC=30 厘米的三个透镜,选哪个透镜最合适?答:根据凸透镜成像规律,当 fu2f 时, 能成倒立放大的实像,幻灯机中, 15 厘米 u30厘米,所以应选fB=15 厘米的凸透镜最适宜。例 7、图中的两架敌机,一架是实际飞机,
14、一架是从潜水艇上观察到的该飞机的像,请用光路图作图确定哪架是实际飞机。解析:空中飞机发出的光从空气射到水面处发生光的折射,折射光线射入水中并向该发现靠拢进入观察口,人眼逆着折射光线看去,好像是从A 飞机射出, A 飞机是 A 飞机的虚像,所以下面A 飞机是实际飞机。【同步练习 】AA 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页学习必备欢迎下载一、选择题1、关于光的传播,下列说法是正确的()A、光只在空气中才沿直线传播B、光在任何情况下都沿直线传播C、光在玻璃中不是沿直线传播的D、光在同种均匀介质中沿直线传播2、关于小孔成像
15、的下列说法,正确的是()A、小孔成像是光的折射现象形成的B、小孔成像相对于物来说不一定是倒立的C、小孔成的像是虚像D、当把小孔前后移动时,像的大小会改变3、人走近镜子时,人在镜中的像与原来相比()A、变大B、变小C、不变D、都不对4、小轿车前的挡风玻璃不竖直安装的主要原因是()A、避免噪音B、尽可能避免因平面镜成像造成不安全因素C、为了造型美观D、防止挡风玻璃震碎5、下图中是物体在平面镜中成像的情况,正确的是()6、人站在直立的平面镜前,要看到自己的全身像,镜长最少应是人身高的()A、31B、21C、41D、一样高7、光线斜射到平面镜上,保持平面镜的位置不动,如果入光射线靠近法线,则反射光线(
16、)A、靠近法线B、远离法线C、方向不变D、无法判断8、图中, MM 是平面镜,a、b、c、d 是平面镜前放置的四个物体,人在镜前P 点观ABCD精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 15 页学习必备欢迎下载aPcdbMM 看它们在平面镜中的像,其中不能看到的是放置在哪个点上的物体()A、a B、b C、c D、d 9、下列现象中属于光的折射的是()A、 演员通过平面镜看到自己的表演动作B、 光射到不透明的物体上,在物体后面形成的影子C、 潜水艇里的人通过潜望镜观看海面D、插入水中的筷子,从水面上斜着看,筷子在水下的部分向上弯折
17、了10、一束光线斜射到两种介质的界面上,它与界面成20角,反射光线跟折射光线的夹角恰好是90,则入射角、折射角分别是()A、20、 70B、20、 20C、70、 20D、70、 7011、光线射到平行的厚玻璃板上,在它的上、下表面发生折射,在图中正确的图是()A、甲B、乙C、丙D、丁12、潜水员从水中看岸边的路灯,所看到的灯的位置跟灯的实际位置比较()A、高一些B、低一些C、相同D、无法判定13、小乐用放大镜看指纹时,觉得指纹的像太小,为使指纹的像大一些,正确的做法是()A、眼睛和手指不动,让放大镜离手指稍近些B、眼睛和手指不动,让放大镜离手指稍远些C、放大镜和手指不动,让眼睛离放大镜稍近些
18、D、放大镜和手指不动,让眼睛离放大镜稍远些14、四块透镜分别放在蜡烛前20cm 处,实验结果是:用透镜甲可成倒立缩小的像;用透镜乙可成正立放大的像;用透镜丙可成倒立放大的像;用透镜丁可成正立缩小的像,可以判定透镜焦距在1020cm 的凸透镜()A、甲B、乙C、丙D、丁15、某凸透镜焦距是10cm,将物体放在离焦点5cm 的地方,所成的像()(甲)(乙)(丙)(丁)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 15 页学习必备欢迎下载A、一定是实像B、一定是虚像C、一定是放大的像D、一定是缩小的像16、蜡烛从到凸透镜距离为3f 的地方移
19、到距离凸透镜为1.5f 的地方,凸透镜所成的像()A、始终是放大的B、始终是缩小的C、逐渐变大D、逐渐变小17、下列关于凸透镜成像特点的说法中,错误的是()A、实像都是倒立的,虚像都是正立的B、缩小的都是实像,放大的都是虚像C、缩小的像都是倒立的、放大的像可能是正立的,也可能是倒立的D、实像和物体分别在凸透镜的两侧,虚像和物体在凸透镜的同一侧18、用不透光的纸遮住透镜的上半部分,则在光屏上出现的像与不用纸遮住透镜形成的像区别是()A、像的上半部分消失B、像的下半部分消失C、像全部消失D、仍有原来大小的像,但亮度变暗19、下列事例中观察到的是物体虚像的是()A、晴天在树林中的地面上看到光亮的圆斑
20、B、看电影,银幕上的画面C、看物体的影子D、看湖中小船的倒影20、在离焦距为20cm 的凸透镜正前方100cm 处,有一物体以5cm/s 的速度向凸透镜匀速靠拢,运动13s 时,物体所成的像为()A、倒立放大的实像B、倒立缩小的实像C、正立放大的虚像D、等大倒立的实像二、填空1、光的三原色是 _ 、_ 、_,这三种色光混合能产生各种色光2、小孔成像是利用了光在均匀介质中沿传播的道理,光在真空的速度是m/s。太阳光从太阳传到地球上,大约要用8min20s ,则太阳到地球的距离是_m。3、入射光线与平面镜的夹角是25,则入射角是度,反射角是度。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
21、归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 15 页学习必备欢迎下载MCNABO303060C M ECDAB(第19题)4、平行光线射到的表面,反射光线仍是平行的,这种反射叫,平行光线射到的表面,反射光线不再平行,这种反射叫。5、平面镜所成像和物体到镜面的距离,像与物体的大小,所成的是像。6、蜡烛在平面镜前10cm,它的像到镜面的距离是cm,若将平面镜往蜡烛的方向移近 2cm,它的像到蜡烛的距离是cm。7、为了使和水平方向成50角的阳光竖直射入井里,那么平面镜的反射面和水平面应成_度角放置;如果太阳光与水平方向夹角增加20角,仍使阳光竖直射入井里,则平面镜再转度角。8、一束光线从空气
22、垂直水面射入时,则入射角为,反射角为,折射角。9、 如图所示,光线斜射到两种透明物质的界面上发生的现象,那么图中界面是,法线,入射角是,反射角,折射角是。10、钓鱼时,看到水中的鱼比鱼的实际位置要一些,这是因为水中鱼射出的光线在水面发生了的缘故。11、透镜是利用光的现象制成的, 凸透镜对光线有作用, 凹透镜对光线有作用。12、当凸透镜成实像时,若将物体逐渐向凸透镜移近,它的像到透镜的距离。 (填“变大”、 “变小”或“不变)13、某凸透镜焦距离为10cm,物体放在到凸透镜距离15cm 处,凸透镜成的像是、的像。如果将它移向离透镜30cm 处,在此过程中,它的像,像到透镜的距离,(填“变大”、“
23、变小”) , 在 30cm 处物体通过透镜成的是_、 _、_像。14、照相机镜头相当于一个镜,被拍摄的物体应放在离镜头位置上,底片上成。15、幻灯机镜头相当于一个镜,要在银幕上得到幻灯片景物的、的像,应使幻灯片到镜头距离在的范围内。16、放大镜是一个镜,使用放大镜必须将物体放在到镜的距离是的范围精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 15 页学习必备欢迎下载30S内,才能看到物体的像。17、平面镜和凸透镜都能成虚像,但平面镜所成的虚像是由光的现象形成的;凸透镜所成的虚像是由光的现象形成的。18、光线垂直射在平面镜上时,这时的入射
24、角是度;保持光线的入射角不变,将平面镜转过 角,这时反射光线与入射光线的夹角是度。19、把一个玻璃球分成A、B、C、D、E 五块,其截面如图所示,其中能使光线会聚的是。20、如图所示,平面镜前有一个发光点S 沿着与镜面成30角的方向以 0.1m/s 的速度向镜面运动, 则 S和它的像之间的接近速度是m/s。三、作图1、根据平面镜成像特点画出图甲中物体AB 在镜中的像2、要使光线AO 的传播方向改变120,试在图乙中画出反射光线和平面镜的位置3、画出图中6 个框中应放置的光学元件(入射光是单色光,框中只放一个元件)甲图OA图乙AB精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
25、 - - - - - -第 10 页,共 15 页学习必备欢迎下载BA4、在图中画出适当类型的透镜5、这是某同学自制的一个潜望镜示意图,请画出从潜望镜中看到的物体AB 的像6、如图所示,在平面镜前有A、B 两光点,人站在镜什么位置观察A、B 两点恰好重叠。用作图方法,求出人眼所在位置。7、在一个干枯的井底正中央P 点趴着一只青蛙,它能看到的视野范围如图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。请在图b 中利用光路图确定青蛙视野变化后的大致范围。(a)(b)AB(a)(b)(c)(d)(e)(f)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
26、- - - - - -第 11 页,共 15 页学习必备欢迎下载四、计算1、织女星与地球相距约2.61014km,则地球上看见织女星所发出的光实际上是多少年前发出的?2、如图光源S 发出一条光线经平面镜M 反射后通过A 点, S、A 距平面镜分别为10cm 和20cm,它们之间的水平距离为30cm。求:入射点的位置入射角的大小3、如图,光线从空气射入某液体中,入射角为45,折射角为30。光线射到液体底部水平放置的平面镜上又反射回来,最后光线又回到空气中,这时折射角是多大?【提示与答案 】一、选择题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案D D C B C B A D D C 题号11
27、12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案C A B C C C B D D A 二、填空10cms20cm30cmA4530精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 15 页学习必备欢迎下载ABBA1、 红、绿、蓝2、 3108 1.51011 3、65 65 4、平滑镜面反射粗糙不平漫反射5、相等相等虚6、10 167、70108、0 0 09、M NMN 60603010、浅折射11、折射会聚发散12、变大13、倒立;放大;实;变小、变小、倒立、缩小、实14、凸透;大于二倍焦距,倒立,缩小,实15、凸透,倒
28、立;放大;实;大于焦距小于二倍焦距16、凸透,小于焦距,正立放大,虚像17、反射折射18、0219、A、D、C、E 20、0.1m/s 三、作图1、2、3、(a)(b)(e)(d)(c)(f)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 15 页学习必备欢迎下载AB 甲A BA B 乙BA AB OBSAAABCNOSS30cm10cm10cm20cmO(a)O(b)4、5、 从潜望镜中可看到物体等大倒立的虚像,作图方如右所示甲按光的反射定律来画。乙按平面镜成像规律来作图6、根据平面镜成像的特点,像与物关于镜对称在镜中作出A,B 在
29、镜中的像A ,从图中可知人眼只有沿A的直线方向观察时才能看到两个虚像重叠,必须注意,镜后的虚象点应是两条反射线延长线的交点,图中画出的仅是A 和 B 发出的某一条光线AO 和 BO的反射线,在OS 方向上观察能与题设条件符合。7、四、计算1、光从织女传到地球的时间t=ysskmkmVS5.271067.8/100 .3106.285142、反射至A 的光线可看作是从S 的像点 S发出的,可先作出像点S ,连结 SA 交镜面于O精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 15 页学习必备欢迎下载30452134点。 O 即为入射点。 作辅助线S C 平行于镜面,AC 垂直于镜面, 则 AC=AB+BC=30cm S C=30cm, A SC=45,则 AOB=45 入射角的大小为:SON=NOA=90 AOB=45 入射点在距B 点 20 厘米处。3、解: 作出光路示意图。光线入射到平面镜上时的反射角2=1=30光从液体射向空气时的入射角为3=2=30根据光路的可逆性可知这时的折射角4=45精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 15 页