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1、 第三次课：光现象与透镜及其应用光现象 1.光的直线传播一、光源自身可以发光的物体。二、光的直线传播1.光沿直线传播的条件：在同种匀称透亮介质中。2.光线志向物理模型（不是真实存在）。3.说明现象：(1)影的形成(2)日食、月食的形成：日食包括日偏食,日全食,日环食，月食只有月全食月偏食；(3)小孔成像：成倒立的实像，可以是放大的也可以是缩小的；1成像条件：孔径必需很小；2所成的像与小孔的形态无关，只与物体的外部轮廓相像；(4)限制视线：坐井观天、一叶障目三、光速1.c=3.0108m/s (真空中) 光速在不同介质中不同， 2.光年长度单位。 3.光传播的特点：(1)光的传播不须要介质；(2
2、)光沿直线传播；(3)光的传播速度很快，且不同介质中速度不同。2 .光的反射一、光的反射1. 定义：当光射到物体外表或两种介质界面时，有一局部光反射回原来的介质接着传播，但传播方向发生变更，这种现象叫做光的反射。2.光的反射定律：“三线共面，法线居中，两角相等”垂直入射时，入射角为0度，反射角亦等于0度。3. 反射现象中，光路是可逆的。（互看双眼）二、两种反射：镜面反射与漫反射。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；漫反射：平行光射到粗糙的反射面上，反射光将沿各个方向反射出去；2. 镜面反射与漫反射的一样点：都是反射现象，都遵守反射定律；3. 说明现象: (1
3、)下雨天向光走走暗处，背光走要走亮处，因为光线在积水处发生镜面反射，在地面发生漫反射；(2)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.3 .平面镜成像一、试验时留意事项1. 用玻璃板代替平面镜的缘由：即可以看到蜡烛的像也可以看到后面的蜡烛，便于精确地确定像的位置。2. 玻璃板肯定要保证竖直放置，否则无法精确找到像的位置；3. 玻璃板尽量要薄一些，假如玻璃板太厚将会看到两个不重合的像。二、平面镜成像的特点平面镜所成像的大小与物体的大小相等，像与物体到平面镜的间隔 相等，像与物体的连线与镜面垂直，平面镜所成的像与物体关于镜面对称。巧记口诀：等大，等距，垂直，
4、对称，左右相反，上下一样。三、平面镜成虚像的原理：1. 虚像：不是由实际光线会聚而成，而是由反射光线延长线会聚而成。2. 虚像相对于物体总是正立的，虚像不能用光屏接收，可用眼睛视察。留意：进入眼睛的光是反射光，并非来自像点。四、平面镜的应用：1. 成像照镜子；2. 变更光路塔式太阳能电站、潜望镜等。五、球面镜1. 凸面镜：以球的外外表为反射面，凸面镜对光有发散作用，可用来扩大视野（汽车上的观后镜等）；2. 凹面镜：以球的内外表为反射面，凹面镜对光有会聚作用，可以产生平行光（太阳灶、利用光路可逆制作电筒等）。4.光的折射一、光的折射1. 概念：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折。
5、光在同种介质中传播，当介质不匀称时，光的传播方向亦会发生变更。二、光的折射定律1. 在光的折射中，三线共面，法线居中。2. 光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线方向偏折，即折射角小于入射角；光从水或其它介质斜射入空气中时，折射光线远离法线，即折射角大于入射角。（斜射时，总是空气中的角大）3. 垂直入射时，折射角与入射角都等于0,光的传播方向不变更。4. 折射角随入射角的增大而增大，但不成比例关系。5. 在光的折射中，光路是可逆。反射与折射的区分：折射光线与入射光线在两种介质中，各在界面的一侧；反射光线与入射光线在同种介质，在界面的同侧。三、光的折射现象1、生活中与光的折射有关的例子：（
6、1）水中的鱼的位置看起来比实际位置高一些；（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）夏天看到天上的星斗的位置比星斗实际位置高些；（5）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；5 .光的色散一、光的色散太阳光通过三棱镜后，依次被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色，这种现象叫光的色散； 彩虹的形成：光的色散；颜色分布外圈红色，内圈紫色。1. 复色光：可以被分解的光，如太阳光；单色光：不可以被分解的光。二、色光的混合1. 色光三原色：红、绿、蓝(不能由其他色光混合而成)；三原色等比例混合是白色；2. 颜料
7、三原色：品红、青、黄，三原色等比例混合是黑色；3. 物体的颜色：1）透亮体的颜色由它透过的色光确定；2）不透亮体的颜色由它反射的色光确定。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，如今暗室里用绿光看画，会看见黑色的马，黑色的石头，还有黑色的花在绿色的纸上，看不见草（草、纸都为绿色）.白色物体放射全部颜色的光，黑色物体汲取全部颜色的光。三、看不见的光：1. 太阳可见光谱：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种色光按依次排列起来就是太阳可见光谱。（从左往右其波长渐渐减小；散射渐渐增加；人眼区分率依次降低）2. 红外线：红光之外的辐射，人眼看不见；（1）红外线的主要性能是热作用强加热
8、取暖；（2）红外线穿透云雾的本事强遥控探测；（3）一切物体都能放射红外线，温度越高辐射的红外线越多夜视仪。3. 紫外线：紫光之外的辐射，人眼看不见；（1）紫外线的主要特性是化学作用强消毒、杀菌；（2）荧光效果验钞；（3）紫外线的生理作用，促进人体合成维生素D（小孩多晒太阳），但过量的紫外线对人体有害（臭氧可汲取紫外线，我们要爱护臭氧层）。透镜及其应用1 透镜一、透镜1. 凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜，如：远视镜片，照相机、投影仪的镜头；2. 凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，如：近视镜片；二、根本概念：1. 主光轴：过透镜两个球面球心的直线，用CC/表示；2. 光心：位于透镜的几何中心，用“O”表
9、示。经过光心的光线传播方向不变。3. 焦点：（1）平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；（2）平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜后折射光线反向延长线会聚于主光轴一点4、焦距：焦点到光心的间隔 ，用“f”表示。留意：凸透镜与凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点；三、透镜对光的作用凸透镜对光有会聚作用折射光线比入射光线向靠近主光轴的方向偏折。凹透镜对光有发散作用折射光线比入射光线向远离主光轴的方向偏折。三、粗略测量凸透镜焦距的方法：使凸透镜正对太阳光（太阳光是平行光，使太阳光平行于凸透镜的主光轴），下面放一张白纸，调整凸透镜到白纸的间隔 ，直到
10、白纸上光斑最小、最亮为止，然后用刻度尺量出凸透镜到白纸上光斑中心的间隔 就是凸透镜的焦距。凸透镜的外表凸起程度确定它的焦距长短。外表越凸，焦距越短，每个透镜的焦距是肯定的。四、3条特别光线（要求会画）：三条特别光线入射光线折射光线图例凸透镜经过光心的光线传播方向不变更平行于主光轴经过焦点经过焦点或由焦点射出的光线平行于主光轴凹透镜过光心的光线传播方向不变更平行于主光轴反向延长线经过焦点射向异侧焦点平行于主光轴2 生活中的透镜一、照相机：1. 成像原理：物体到凸透镜的间隔 大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像； 物距大于像距。2. 拍摄近景时，镜头前伸；拍摄远景时，镜头后缩。二、投影仪：1. 成
11、像原理：依据物距小于二倍焦距，大于一倍焦距时凸透镜成放大倒立的实像； 物距小于像距。留意：（1）照相机、投影仪要使像变大，应当让透镜靠近物体，远离胶卷、屏幕；（2）为了在屏幕上得到正立的像，所以投影片倒着放入。三、放大镜：1、放大镜是凸透镜； 2、成像原理：放大镜到物体的间隔 小于一倍焦距，成的是放大、正立的虚像；四、实像与虚像1. 实像是由实际光线会聚而成，可以用光屏承接，物与像在凸透镜的异侧，实像总是倒立的；上下左右都颠倒。2. 虚像是由实际光线的反向延长线会聚而成，不能用光屏承接，物与像在凸透镜的同侧，虚像总是正立的。3. 实像虚像一样点都可以用眼睛视察到，能用照相机将像拍成照片。3 探
12、究凸透镜的成像规律1. 试验器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺）2. 留意事项：蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度上3. 凸透镜成像的规律：凸透镜成像规律物距u像 的 特 点像距v应 用大 小正 倒虚 实u2f缩 小倒 立实 像fv2f照相机u=2f等 大倒 立实 像v=2f测焦距fu2f投影仪u=f不 成 像探照灯uu放大镜巧 记一倍焦距分虚实，两倍焦距定大小。口 诀物近像远像变大，物远像近像变小。4 眼睛与眼睛 /显微镜与望远镜一、眼睛精细的“照相机”1. 构造：晶状体凸透镜，视网膜光屏（胶卷）；2. 眼睛的成像成倒立缩小的实像3. 正常眼睛的近点10cm，远点无限远。二
13、、近视眼与远视眼近视眼与远视眼特 点形成缘由成像位置矫正方法近视眼能看清近处的物体，看不清远处的物体。晶状体太厚或眼球前前方向上太长，对光偏折实力强()视网膜前凹透镜(图)远视眼能看清远处的物体，看不清近处的物体。晶状体太薄或眼球前前方向上太短，对光偏折实力弱()视网膜后凸透镜(图)三、显微镜与望远镜1. 显微镜主要构造物镜、目镜、反光镜(凹面镜)，其中物镜、目镜都是凸透镜。2. 显微镜工作原理：（1）物镜相当于投影仪的镜头成倒立、放大的实像；（2）目镜相当于放大镜成正立、放大的虚像。显微镜放大倍数=目镜放大倍数物镜放大倍数.3. 望远镜主要构造目镜与物镜，均为凸透镜，且。4. 望远镜工作原理：（1）物镜相当于照相机的镜头成倒立、缩小的实像；（2）目镜相当于放大镜成正立、放大的虚像。5. 视角：从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。视角与物体大小有关。间隔 相等时，大物体的视角大，小物体的视角小。视角与物体远近有关。物体大小肯定时，看近处的物体，视角大，远处的物体视角小。