八年级物理《多彩的光》教育教程.doc

/. 多彩的光 一、光的直线传播 1、光源：定义：能够发光的物体叫光源。 分类：自然光源，如 太阳、萤火虫；人造光源，如 篝火、蜡烛、 油灯、电灯。月亮 本身不会发光，它不是光源。 2、规律：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。 3、光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。 4、应用及现象： ① 激光准直。 1 2 3 ②影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体的后面形成黑色区域即影子。 ③日食月食的形成： 日食，又作日蚀，在月球运行至太阳与地球之间时发生。如图：在月球后1的位置可看到日全食，在2的位置看到日偏食，在3的位置看到日环食。 月食，当月球运行至地球的阴影部分时，在月球和地球之间的 地区会因为太阳光被地球所遮闭，就看到月球缺了一块。此时的太阳、地球、月球恰好 (或几乎) 在同一条直线上。 ④ 小孔成像：原理---光在均匀的介质中沿直线传播。 所成的像为实像 1）、只要小孔足够小，无论孔的形状如何，对所成像的清晰程度 和像的形状都没有太大的影响。 2）、像距孔越近，所成像越小且亮;反之，越大且暗。 3）、孔距蜡烛越近，所成像越大且暗;反之，越小且亮。 5、光速： 光在真空中速度C=3108m/s=3105km/s；光在空气中速度约为3108m/s。光在水中速度为真空中光速的3/4，在玻璃中速度为真空中速度的2/3 。 6. 例题 例1、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？ 例2、早晨，看到刚从地平线升起的太阳的位置比实际位置 ，该现象说明：-------------------------。 例3、“手影”的形成是由于 ( ) A． 光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 例4、能用光的直线传播规律解释的是 （ ） A．雨后彩虹 B．水中“月亮” C．墙上手影 D．海市蜃楼 例5、生活中许多物体可以发光，下列物体不属于光源的是( ) A．水母 B．萤火虫 C．月亮 D．霓虹灯 例6、（11枣庄）某同学用两个硬纸筒探究小孔成像，如图所示。 （1） 请在图中作出蜡烛AB在屏上所成的像A’B’（要求标出A’、B’）。 （2）该同学发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大。他测出了不同距离时像的高度，并将实验结果填在了表格中，根据表中的数据可以得到的结论是：蜡烛和小孔的位置固定后，像的高度h与像到小孔的距离S成_______（选填“正比”或“反比”）。 （3）该同学知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像，他测出了某一个光斑的直径为1.4cm，光斑到小孔的距离为1.5m，从书上查到太阳到地球的距离为1.51011m，由此可以估算太阳的直径为________。 二、光的反射 1、定义：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。 2、反射定律：三线同面,法线居中,两角相等,光路可逆.即: A.反射光线与入射光线、法线在同一平面上， B.反射光线和入射光线分居于法线的两侧， C.反射角等于入射角(垂直入射时反射角等于入射角等于0)。 光的反射过程中光路是可逆的。 3、分类： ⑴ 镜面反射： 定义：平行光线射到光滑表面上时反射光线也是平行的。 条件：反射面 平滑。 应用：迎着太阳看平静的水面，特别亮。黑板“反光”等，都是因为发生了镜面反射 ⑵ 漫反射： 定义：射到物面上的平行光反射后向着不同的方向 ，每条光线遵守光的反射定律。 条件：反射面凹凸不平。 应用：能从各个方向看到本身不发光的物体，是由于光射到物体上发生漫反射的缘故。 4、面镜： ⑴平面镜： 成像特点：等大,等距,垂直,虚像 ①像、物大小相等 ②像、物到镜面的距离相等。 ③像、物的连线与镜面垂直 ④物体在平面镜里所成的像是虚像。 成像原理：光的反射定理 作 用：成像、 改变光路 实像和虚像：实像：实际光线会聚点所成的像 虚像：反射光线反向延长线的会聚点所成的像 ⑵球面镜： 凹面镜 定义：用球面的 内 表面作反射面。 性质：凹镜能把射向它的平行光线 会聚在一点；从焦点射向凹镜的反射光是平行光 应 用：太阳灶、手电筒、汽车头灯 凸面镜 定义：用球面的 外 表面做反射面。 性质：凸镜对光线起发散作用。凸镜所成的象是缩小的虚像 应用：汽车后视镜 5、例题 例1、把桌子放在教室中间，我们从各个方向能看到它原因是：-----------------------------。 例2、在研究平面镜成像特点时，我们常用平板玻璃、直尺、蜡烛进行实验，其中选用两根相同蜡烛的目的是：-----------。 例3、（12福州）平面镜反射中，入射光线与平面镜成30角，则反射角为 （ ） A．入射角是30 B．反射光线与镜面的夹角是60 C．反射角是60 D．入射角增大5，反射角增大10 例4、（12赤峰）下列光现象中，属于镜面反射的是（ ） A．在不同方向都能看见点燃的蜡烛火焰 B．太阳光照在地面的玻璃片上形成刺眼的光束 C．人在船上看见水中的鱼 D．全班同学都能看见教师黑板上的字迹 例5、关于光的反射，下列说法错误的是（ ） A．反射光线跟入射光线和法线在同一平面内 B．反射光线和入射光线分居在法线的两侧 C．入射角增大，反射角也同样增大 D．入射角大于反射角 例6、关于光的反射定律的适用范围，正确的说法是（ ） A．光的反射定律只适用于镜面反射 B．漫反射不遵守光的反射定律 C．光的反射定律不适用于垂直照射 D．光的反射定律适用于所有光的反射现像。 三、光的折射 1、定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。；这种现象叫光的折射现象。 2、光的折射定律：三线同面,法线居中,空气中角大,光路可逆 ⑴折射光线，入射光线和法线在同一平面内（三线两点一面）。 ⑵折射光线和入射光线分居与法线两侧（法线居中，与界面垂直）。 ⑶ 光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，属于近法线折射。 光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，属于远法线折射。 光从空气垂直射入（或其他介质射出），折射角=入射角= 0 度。 3、 应用：从空气看水中的物体，或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像，看到的位置比实际位置 高 4、 例题 例1、池水看起来比实际的 是因为光从----斜射向 -----时发生折射，折射角-----入射角。 例2、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 ---- 而形成的 ------ ，看到的鱼儿是由是由-------而形成的 ------- 。 例3、一光线射到一两面平行的玻璃砖时，通过玻璃砖的光路图正确的是（ ） 例4、将一块玻璃砖压在书上，透过玻璃砖看书上的字，眼睛看到的是字的_______像，像的位置比实际位置偏 了，这是由于从 射向________的光线在玻璃界面处发生折射的缘故． 例5、我们常常发现，放在盛水玻璃杯中的筷子（如图所示），看上去在水面处好像折断了，产生这种现象的原因是 （ ） A．镜面反射 B．漫反射 C．光的折射 D．光的色散 例6、孩子在湖边观鱼，这条鱼实际在C点处，但孩子看见鱼是在D 点处。则小孩这样看的结果是因为从水下发射的光发生了_________，所看的是鱼的______像，（填实像或虚像），光是从_______________________（空气中射到水中或水中射到空气中），鱼的反射光线折射时______（靠近或偏离）法线，小孩看到鱼的水 平距离比实际距离________，小孩看到鱼的深度比鱼所在的实际深 度______，由于折射使孩子感到好像鱼的真实位置________（改变 了或没改变）。 4、 光的色散 1、 光的色散定义：光的色散(Dispersion of light )指的是复色光分解为单色光的现象；复色光通过棱镜分解成单色光的现象;光纤中由光源光谱成分中不同波长的不同群速度所引起的光脉冲展宽的现象。 2、 光与看不到的光 白光的组成:红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫. 色光的三原色:红,绿,蓝. 颜料的三原色:品红,黄,青 看不见的光:红外线, 紫外线 3、 光谱---让一束日光穿过三棱镜，结果白光会分散成许多不同颜色的光，在屏上会出现由红到紫连续排列的七彩光带，此光带交错光谱。 单色光---如果让其中一种色彩的光再过三棱镜，他不能再发生色散，这种色光叫做单色光。由于棱镜的布偶里对各种单色光的折射程度不同，对红光折射最小，对紫光折射最大，所以才会产生白光光散的现象。 复色光---由几种单色光合成的光叫做复色光。 4、 例题 例1、白光通过三棱镜折射后照射到光屏上形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的光谱，这个过程称为光的________现象，这个现象说明白光是由______光组成的。 例2、以下现象，反映了光的色散现象的是 （ ） A． 雨后天空，弧状光带B．岸边树木，水中倒立 C．一叶障目，不见泰山D．井底之蛙，所见甚小 例3、在没有其他光照的情况下，舞台追光灯发出的绿光照在穿白色上衣、红色裙子的演员身上后，观众看到的情况是 （ ） A． 全身呈绿色 B．上衣呈绿色，裙子不变色 C．上衣呈绿色，裙子呈紫色 D．上衣呈绿色，裙子呈黑色 例4、下列有关红外线的说法中正确的是 A．红外线是一种可见光 B．红外线是一种人眼看不见的光 C．红外线不能被我们看见，所以它不能像可见光那样传递能量 D．红外线在空气中很难被传递 五．凸透镜成像 1、透镜 1)、名词：薄透镜：透镜的厚度远小于球面的半径。 主光轴：通过两个球面球心的直线。 光心：（O）即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。 焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点。 焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。 2）、典型光路 F F F F 2、凸透镜成像规律及其应用 1）、实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。 若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。 2） 、实验结论：（凸透镜成像规律） F分虚实,2f大小,实倒虚正, 具体见下表: ３、 对规律的进一步认识： 物距 像的性质 像距 应用 倒、正 放、缩 虚、实 u>2f 倒立 缩小 实像 f2f 幻灯机 uu 放大镜 物距(u)与 焦距(f)的关系 像距(v)与焦距(f) 或物距(u)的关系 同侧或异侧 正倒 大小 虚实 应用 特点 u>2f f2f 异侧 倒立 放大 实像 投影仪 幻灯机 u=f -(从无穷远处射入类似平行光) 获得平行光不成像 - - 平行光不成像 平行光源测焦距 实虚分界点 uu 同侧 正立 放大 虚像 放大镜 虚像在物体同侧 物像同侧，虚像在物体之后 ⑴u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。 ⑵u＝2f是像放大和缩小的分界点 ⑶当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。 ⑷成实像时： 物距减小 （增大） 像距增大 （减小） 像变大 （变小） 一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小 物近像远像增大，物远像近像变小 ⑸成虚像时： 物距减小 （增大） 像距减小 （增大） 像变小 （变大） 4、 例题 例1、有甲、乙、丙三个凸透镜，将这三个透镜放在光具座上做成像实验，在保持各透镜跟烛焰的距离相等的条件下，得到实验记录如下表：由此表可知：甲、乙、丙三个透镜的焦距关系是： A、f甲>f乙>f丙 B、f丙>f甲>f乙 A、 C、f甲f丙>f甲 透镜 像的性质 甲 放大 倒立 实像 乙 缩小 倒立 实像 丙 放大 正立 虚像 例2、将蜡烛放在距离凸透镜30cm的地方，在透镜另一侧的光屏上，有蜡烛清晰放大的像，由此可知，该透镜的焦距可能是（ ） A、20cm B、15cm C、10cm D、5cm 例3、照集体相时,发现有些人没有进入镜头,为了使全体人员都进入镜头,应采取: （ ） A、人不动,照相机离人远一些,镜头往外伸一些 B、人不动，照相机离人近一些，镜头往里缩一些 C、人不动，照相机离人近一些，镜头往外伸一些 D、照相机和镜头都不动，人站近一些。 例4、在利用蜡烛研究凸透镜成像的实验中，太阳光线会聚后在距离透镜10cm处发现一亮点，若把点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处，在凸透镜另一侧的光屏上观察到了蜡烛清晰的像这个像一定是 （ ） 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、正立、放大的实像 例5、如图所示，蜡烛在光屏上成一个清晰的像，这个像是 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”或“缩小”）的实像。照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时，与上述成像情况一致的是 。 蜡烛 透镜 光屏 例6、某同学用一凸透镜做实验，发现当物距为20cm时，能在光屏上成倒立、放大的清晰的像，则以下说法正确的是（ ） A 物距为10cm时，一定成正立、放大的虚像 B 物距为15cm时，一定成正立、放大的虚像 C 物距为30cm时，一定成倒立、放大的实像 D 物距为40cm时，一定成倒立、缩小的实像 六、眼睛与视力矫正 1、眼睛的结构 眼睛的结构：角膜、 瞳孔 、晶状体、玻璃体 、视网膜 、视神经 晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏；人眼视物相当于凸透镜成像，相当于物体距离凸透镜大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像。 2、 成像原理: 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。 3、 近视与远视及其矫正 （1）近视眼只能将近处的物体成像在视网膜上，而将远处的物体成像在视网膜前，成像原理如图 （2）远视眼只能将远处的物体成像在视网膜上，而将近处的物体成像在视网膜的后，成像原理如图 症状 产生的原因 成像 位置 矫正方法 近视眼 只能看清 近处物体 晶状体太厚或眼球 在前后方向上太长 视网膜前方 配戴凹透镜 远视眼 只能看清 远处物体 晶状体太薄或眼球 在前后方向上太短 视网膜后方 配戴凸透镜 4、 例题 例1、小强看远处的某点时，其光路如图所示，则下列说法正确的是（ ） A．小强的眼睛是近视眼，应配凹透镜做成的眼镜 B．小强的眼睛是近视眼，应配凸透镜做成的眼镜 C．小强的眼睛是远视眼，应配凸透镜做成的眼镜 D．小强的眼睛正常，无须配戴眼镜 例2、如下图所示，表示近视眼成像情况和近视眼校正后成像情况的图分别是 （ ） A．图甲和图丙 B．图乙和图丙 C．图甲和图丁 D．图乙和图丁 例3、远视眼产生的原因及其矫正办法是（ ） A．晶状体太厚，折光能力太强，矫正的方法是配戴合适度数的凸透镜 B．晶状体太厚，折光能力太强，矫正的方法是配戴合适度数的凹透镜 C．晶状体太薄，折光能力太弱，矫正的方法是配戴合适度数的凸透镜 D．晶状体太薄，折光能力太弱，矫正的方法是配戴合适度数的凹透镜 例4、正常人的眼睛能将物体的像始终成在视网膜上，从而看清远处或近处的物体，这是由于 （ ） A．不断改变物距，使像成在视网膜上 B．不断改变晶状体的凸起程度，使像成在视网膜上 C．不断改变像距，使像成在视网膜上 D．以上说法均不正确 5、 显微镜和望远镜 1、 放大镜：用来观察物体微小细节的简单目视光学器件，是焦距比眼的明视距离小得多的会聚透镜。物体在人眼视网膜上所成像的大小正比于物对眼所张的角(视角)。 2、 显微镜: 显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，是人类进入原子时代的标志。主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。显微镜分光学显微镜和电子显微镜。 3、 望远镜:望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像，再经过一个放大目镜而被看到。又称“千里镜”。 4、 照相机与投影仪 照相机：简称相机，是一种利用光学成像原理形成影像并使用底片记录影像的设备。 投影仪：又称投影机，是通过数字光处理技术或者LCD液晶成像技术将图像或视频投射或反射到屏幕上的设备，可以通过不同的信号源，如计算机、手机、DVD、DV接入相应的图像和视频信号，实现播放。 答案 一、 例1---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。 例2---高 光在非均匀介质中不是沿直线传播的 例3---A 例4---C 例5---C 例6---（1）如图所示． （2） 正比．（3）1.4109m． 二、 例1---光在桌子上发生了漫反射。 例2---便于确定成像的位置和比较像和物的大小。 例3---C 例4---B 例5---D 例6---D 三 例1---浅 水中 空气中 大于 例2---光的反射 虚像 光的折射 虚像 例3---B 例4---虚 高 玻璃 空气 例5---C 例6---折射，虚，水中射向空气中的光，偏离，大，浅，没改变； 四 例1--- 色散，色（七色） 例2---A 例3---D 例4---B 五 例1---C 例2---A 例3---B 例4---A 例5---倒立，放大，投影仪 例6---D 六 例1、B 例2、C 例3、D 例4、B