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1、学习必备 欢迎下载 4 光现象 4.1 光的直线传播 知识点一、光源 概念 所有能够发光的物体都叫做光源 分类 天然光源 太阳及其他恒星、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、水母等 人造光源 点燃的火把、油灯、手电筒、钠灯、汞灯、无影灯、LED 灯等 对光源 的理解 光源是指能够自身发光的物体，太阳、发光的电灯、点燃的蜡烛等都是光源。有些物体本身不发光，但由于它们能反射太阳光或其他光源发出的光，好像他们也在发光一样，不要误认为这些物体是光源，如月球、所有行星和反光的镜子，他们都不是光源。规律总结：判断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光。不发光的物体一定不是光源，而有些物体本身并不发光，但它们能反射太阳
2、光或其他光源射出的光，好像他们也发光一样。知识点二、光的直线传播 1、光的传播 空气、水和玻璃等透明物质可以作为光传播的介质。探究光在介质中的传播 夜晚看到空中有许多光柱，光在空气中传播好像一条直线，光在所有介质中是否都沿直线传播？现象 分析总结 打开激光笔，用喷雾器沿着激光射出的方向喷出水雾，观察光在空气中的传播路径（为了能看到光在空气中的传播路径，也可以沿着激光射出的方向喷射空气清新剂或点燃蚊香制造烟雾）光在空气中的传播路径是直的 用激光笔发出的激光束垂直摄入水槽的水中（在水中加入少许牛奶或墨水），观察激光束在水中的传播路径 光在水中的传播路径是直的 用激光笔发出的激光束紧贴玻璃砖的毛玻璃
3、面垂直射入玻璃中，在毛玻璃面贴一张白纸，观察激光束在玻璃中的传播路径 光在玻璃中的传播路径是直的 探究归纳：光在空气、水、玻璃等介质中是沿直线传播。应用：由于光沿直线传播，在开凿隧道时，工人们可以用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。2、光沿直线传播的条件 学习必备 欢迎下载 探究光沿直线传播的条件 设计与进行实验：a、在玻璃槽中放一张白屏来显示光的传播路径。b、配备四杯浓度不同的糖的水溶液，将它们按浓度从大到小依次倒入玻璃槽中。将一束激光沿白屏表面斜向下射入糖的水溶液，观察光的传播路径。c、再将激光斜射入同种均匀的糖的水溶液中，观察光的传播路径。分析论证：光斜射入非均
4、匀的糖的水溶液中时，光的传播路径发生了弯曲，再均匀的糖的水溶液中光的传播路径仍是直的。光在同种均匀介质中沿直线传播，注意同种和均匀这两个条件缺一不可，必须同时满足，否则，光将会发生弯曲。例如早晨的太阳还在地平线以下时，我们就看到了它，就是因为大气层不均匀，靠近地面附近的大气稠密，越到高空越稀薄，不均匀的大气层使光的传播路径变弯了。太阳光能通过真空和大气层传播到地球表面，说明光可以在真空中传播。3、光线 为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示光传播的经济和方向，这样的直线叫做光线。我们可以用光线简洁、明了的表示不同光源的发光情况，如图甲是平行光源发出的平行光的光线画法，如图乙为点
5、光源发光的光线画法。点拨：画光线时，必须用箭头标明光的传播方向。模型法：通过模拟来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为模型法。模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型，间接地研究客体原型的性质和规律。通俗的说即是通过引入模型（能方便我们解释那些难以直接观察到的事物的内部构造，事物的变化以及事物之间的关系的符号、公式、表格、实物等）将物理问题实际化。光线的引入应用了模型法。光线实际上是不存在的，是为了方便研究光的传播情况而引入的一种表示光的传播路径和方向的物理模型。4、光沿直线传播的有关现象 现象 成因 图示 原理 影子 光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面光不能到达
6、的区域便形成了一个阴暗区域，即物体的影子 光在同种 光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 日食 当月球转到地球和太阳之间，并且在同一直线上时，月球就挡住了射向地球的太阳光，由于光的直线传播，在地球的阴影区内太阳光完全照不到，就发生了日全食；区内只有部分太阳光照射到，发生了日偏食；区内只由太阳边缘的光照射到，发生了日环食 均匀介质 中沿直线 传播 月食 当地球转到月球和太阳之间，并且在同一直线上时，地球就挡住了射向月球的太阳光，由
7、于光的直线传播，月球在阴影区的部分则不能反射太阳光。月球在区内时我们能看到月全食，月球在与区之间时，我们能看到月偏食 小孔 成像 由于光的直线传播，烛焰上部发出的光，通过小孔后，射到了光屏的下部；烛焰下部发出的光，通过小孔后，射到了光屏的上部，在光屏上就形成了相对于烛焰倒立的像 注意：小孔成像的特点 在小孔成像中，物体通过小孔成一个倒立的实像（实像是由实际光线形成的），像的形状只跟物体的形状相似，跟孔的形状无关。像的大小跟物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离有关。当物体到小孔的距离大于光屏到小孔的距离时，成缩小的像；小于时，成放大的像；等于时，成等大的像。5、光沿直线传播的应用 士兵射击瞄准；站
8、队时队列排直；木工检查木板是否平直；利用激光准直仪挖掘隧道。知识点三、光的传播速度 1、光在真空中的传播速度：真空中的光速是宇宙间最大的速度，在物理学中用字母 c 表示，真空中的光速为 c=2.99792 108m/s，我们在计算中，真空中的光速近似取为 c=3 108m/s=3 105km/s。光在空气中的速度十分接近光在真空中的速度，可认为空气中的光速 c=3 108m/s。光在水中的速度约为c，在玻璃中的速度约为c。光 年 是 一 个 长 度 单 位，1光 年 表 示 光 在 一 年 内 通 过 的 距 离。1光 年=365 24 60 60s 3 105km/s=9.4608 1012
9、km。2、由于光的速度比声音的速度大得多，打雷下雨时，雷声和闪电是同时发生的，但是我们总是先看到闪电，侯听到雷声。3、声、光传播的比较 现象 特点 传播速度 光的传播 在透明物质中传播 在透明物质中比在真空中传播速度小，在真空中传播最快，为光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 在真空中传播 c=3 108m/s 声的传播 在固体、液体、气体中传播 一般情况下，在固体中传播比在液体中快，在液体中比在气体中快。声音在 15的空气中的
10、传播速度约为 340m/s 在真空中不能传播 4.2 光的反射 知识点一、光的反射 1、光的反射现象 我们能够看见太阳、发光的电灯等光源，是因为光源发出的光进入我们的眼睛。但有些物体不是光源，他们本身不发光，如桌面、玻璃、水、课本等常见的物体，我们为什么也能看到它们呢？原来这些物体的表面反射的光进入了我们的眼睛。光遇到水面、桌面以及其他物体的表面都会发生反射。像这样光从一种介质射向另一种介质表面时，有一部分光会被介质表面反射回来，这种现象叫光的反射。2、基本概念：一点、两角、三线 一点 光的入射点，用字母“O”表示 两 角 入射角 入射光线与法线的夹角，i 反射角 反射光线与法线的夹角，r 三
11、 线 入射光线 射到反射面的光线，图中 AO 为入射光线 法线 经过入射点 O 并垂直于反射面的直线叫做法线，它是一条辅助线，通常用虚线表示，图中的 ON 反射光线 入射光线射到反射面上后，被反射面反射的光线，图中的OB 3、有关基本概念的三点说明 入射角是指入射光线和法线的夹角，而不是入射光线跟反射面的夹角；反射角是指反射光线和法线的夹角，而不是反射光线跟反射面的夹角。发现是通过入射点所做的垂直于反射面的虚线，是为了研究问题的方便而引入的，没有具体的物理含义，但在确定入射角、反射角时法线是关键，因为反射角和入射角都是指光线与法线的夹角。法线与反射面垂直，知道了法线就可确定反射面；反之，知道了
12、反射面就可以确定法线，这一光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 规律在作图题中经常出现。入射光线域反射光线都有方向，用字表示时应沿光线的方向叙述，如入射光线 AO，不能说成入射光线 OA，反射光线 OB，不能说成反射光线 BO。知识点二、光的反射定律 1、实验探究：光反射时的规律 提出问题：光射向介质表面时将发生反射，改变入射光线的方向，反射光线也随着改变，光在反射时，遵循一个怎样的规律？器材：光源、平面镜、用两块白硬纸板连接起
13、来的纸板、量角器、不同颜色的笔。进行试验并收集证据 实验准备 实验过程与现象 图例 现象分析 实验过程中应注意的问题 把 一 个 平 面镜 放 在 桌 面上，再用两块连 接 起 来 的纸板 ENF 竖直 的 立 在 平面镜上，纸板NOF 面可以绕 ON 自由转动，ON 垂直于镜面 一束光贴着纸板 EON 面沿某一角度射到入射点O，法线 ON 垂直于镜面。光线经平面镜反射，沿另一方向射出，调整 NOF 面使它与 EON 面在同一平面上，将在 NOF 面上得到反射光线，如图甲所示，把纸板NOF 向前折或向后折，在NOF面上观察不到反射光线，如图乙所示 反射光线、入射光线和法线在同一平面内，且反射光
14、线和入射光线分别位于法线两侧 在研究光的反射定律的实验中，注意让光束斜射到平面镜上，适当调节光束照射的角度和位置，使纸板上出现入射光线和反射光线，最好能调节为一个较容易读数的入射角，这样反射角也易测量了，要求室内光线稍暗些，便于观察 重新将NOF 面调整到与EON 面在同一平面内得到反射光线，在纸板上用笔描出入射光线和反射光线的径迹。改变入射光线的方向，重做一次，换另一种颜色的笔记录光的径迹。取下纸板，用量角器测量入射角 i 和反射角 r 反射角 r和入射角 i 相等 记录数据的表格 实验序号 入射角 i 反射角 r 1 25 25 2 45 45 3 60 60 探究归纳：在反射现象中，反射
15、光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。这就是光的反射定律。注意：纸板在试验中的作用：a、显示光的传播路径；b、验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内；c、显示反射角随入射角的变化。光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 实验中将纸板 NOF 折转一定角度，是为了探究反射光线和入射光线及法线是否在同一平面内。本实验是归纳性试验，做多次实验目的是分析数据并归纳得出结论，使实验结论更
16、具普遍性。2、从以下五点理解光的反射定律 每一条反射光线对应这一条入射光线。注意定律中的因果关系；先有入射光线，后有反射光线。所以叙述反射定律内容时必须先说反射，后说入射，即不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。反射光线随入射光线的改变而改变，入射光线“靠近”或“远离”法线，反射光线也相应的“靠近”或“远离”法线，即反射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。当光线垂直于镜面入射时，入射角为 0，反射角也为 0，光的传播方向改变了 180，反射光线与入射光线在同一直线上，并不是没有发生反射。通过镜面对入射光线的反射作用，可以看出平面镜有改变光路的作用。知识点三、光路的可逆性
17、 在探究光的反射定律的实验中，如果让光逆着反射光的方向射到镜面，那么，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出，这表明在光的反射现象中，光路是可逆的。注意：光路可逆是一种路径上的可逆性，而光线不可逆，所以“光路可逆”不能说“光线可逆”。知识点四、镜面反射和漫反射 1、探究镜面反射和漫反射 阳光透过窗户射向白色墙壁，光却弥漫了全部空间，照亮了整个屋子。而当一束光线射向镜面时，却只能在特定的方向看到耀眼的反射光，这是为什么呢？原因：当一束平行入射的光线射到镜面上时，入射角都相等，根据光的反射定律，反射光线都将以相同的反射角平行射出，用放大镜观察墙壁可以发现墙壁的表面凹凸不平，像许多位置不同的小镜子
18、，所以一束入射光线平行入射时，由于各点的法线方向不平行，即入射角是不相同的，造成反射光线向不同的方向反射。归纳：一束平行光照射到镜面后，会被平行的发射，这种反射叫做镜面反射；凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射。2、日常生活中的反射 当强烈的太阳光照射高楼大厦的玻璃幕墙、大理石墙面或路面时，就会发生镜面反射，造成“光污染”。日常见到的绝大部分反射面都会发生漫反射，由于发生了漫反射才能使我们从不同方向看到物体。教室里的黑板用毛玻璃、电影银幕用粗布，都是为了使光在其表面发生漫反射，使各个方向的人都能看到字迹和影像。光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本
19、身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 3、镜面反射和漫反射的异同点 项目 镜面反射 漫反射 相同点 都遵循光的反射定律 不同点 反射面平滑；平行光照射时，反射光仍平行 反射面凹凸不平，平行光照射时，反射光不平行 实例 黑板反光、平静的水面反光 各个方向都能看清黑板上的字、电影银幕用粗布不用玻璃 4.3 平面镜成像 知识点一、平面镜成像的特点 1、什么是像 我们在照镜子的时候，可以在镜子里看到另外一个自己，镜子里的自己就是我们的像。像是相对于实物而言的，是实物形状的另一种表现形式。
20、2、实验探究：平面镜成像的特点 提出问题：平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系？设计和进行试验：在桌上铺一张大白纸，纸上竖一块玻璃板作为平面镜。在纸上沿玻璃板画一条直线代表平面镜的位置。把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，如图所示。再拿另一只外形相同但没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像重合，光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 在纸上记下两支蜡烛的
21、位置，如图所示。实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。改变点燃的蜡烛的位置，重做上面的实验，用直尺把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置连起来，并用刻度尺分别测量他们到玻璃板的距离，比较他们的大小和位置关系。实验 序号 物体到玻璃板 的距离/cm 像到玻璃板 的距离/cm 像与物体大小比较（放大、等大或缩小）1 10 10 等大 2 15 15 等大 3 20 20 等大 分析与论证：未点燃蜡烛和像完全重合说明像和物体大小相等；蜡烛和像到玻璃板的距离相等。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；像和物体到平面镜的距离相等；像和物体的连线与镜面垂直。利用对称的知识，平面镜成
22、像的特点也可以表述为：平面镜所成的像与物体关于镜面对称。点拨：等效替代法：保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的，复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程的处理方法。探究平面镜成像特点的实验中应用了等效替代法：一是用玻璃板代替平面镜；二是将另一支未点燃的蜡烛放到点燃的蜡烛所成的像的位置，使之完全重合，来确定像的位置，即利用未点燃的蜡烛替代点燃蜡烛的像。注意：为了使观察到的像更为清晰，本实验最好在较暗的环境中进行。用玻璃板代替平面镜，虽然成像清晰度降低，但便于确定像的位置和大小。实验中宜选择较薄的玻璃板，避免因玻璃板前后两个面所成的像不重合而有一定错位
23、，用较薄的玻璃板便于确定像的位置。在桌子上铺白纸的目的是便于记下蜡烛、玻璃板和像的位置，从而确定物与像到玻璃板的距离关系及物、像的连线与镜面的位置关系。玻璃板要垂直于桌面放置，这样避免使像偏上或偏下，便于使后面的物体与前面的物体的像重合，从而更好的确定像的位置。用相同的蜡烛是为了比较像与物体的大小关系。多做几次实验是为了使实验结论更具有普遍性。如何验证平面镜成的像是虚像：实验时在玻璃板后面放一张白纸作为光屏，观察像是否呈现在白纸上。光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中
24、有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 知识点二、平面镜成虚像 1、平面镜成虚像 作图法理解虚像和平面镜成像原理 如图，平面镜前烛焰上的点 S 射向平面镜的光线，经平面镜反射后进入眼睛，看起来就觉得这些光线好像是从它们在镜后的反向延长线的交点 S 射出来的。人们会感觉 S 处真有一个光源一样，如图所示。S 就是 S 在镜中的像，由于平面镜后并不存在光源 S，进入眼睛的光并非真正来自 S，所以把 S 叫做虚像。物体上每个点在镜子里都有一个像点，所有像点共同组成整个物体的虚像。在理解虚像的概念和平面镜成像原理时应注意的两个问题 a、虚像 S 实际上并不存在，S 也不是反射光线的交点，而是反射光线
25、的反向延长线的交点，所以是虚像。由此还可知，平面镜成像的原理是光的反射。b、从 S 点射向平面镜的所有光线的反射光线反向延长后都会交于 S 点，而不是只有图中画出的三条，只要任选两条入射光线就可以确定 S 的位置。2、实像与虚像的区别 特点 实像 虚像 光线 是实际光线会聚而成的 不是由实际光线会聚成的，而是实际光线的反向延长线相交而成的 承接 可以用光屏承接 不能用光屏承接 是否能看到 能用眼看到 能用眼看到 像的特点 倒立的，如小孔成像 正立的，如平面镜成像 知识点三、平面镜成像作图 平面镜成像作图问题主要分为两类：已知平面镜、物体、像三者中两者的位置，利用平面镜的成像特点做出第三者的位置
26、。已知平面镜、物体或像的位置，利用平面镜成像的原理及平面镜的特点，画光的路径或像的可见范围。作图的主要方法有两种：一是根据光的反射定律作图；二是根据平面镜的成像特点作图。现以确定发光点 S 的像 S 为例，分别用两种方法作图。方法一：根据光的反射定律作图 从发光点 S 任意引两条光线射到平面镜上；分别作出两条入射光线的法线；根据光的反射定律中反射角等于入射角分别作出两条入射光线的反射光线；做出两条反射光线的反向延长线，相较于点 S，S 即为发光点 S 的像，如图所示。光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的
27、介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 方法二：根据平面镜成像的特点作图 过发光点 S 向平面镜引垂线，并延长；在延长线上取一点，使这点到镜面的距离等于 S 到镜面的距离；标出像点 S，即为发光点 S 的像，如图所示。由于利用平面镜成像的特点作图较为简单，所以作图时常用此方法，它是根据平面镜成像时像与物体关于镜面对称的特点来完成光路图的。注意：作图时要注意以下五点 平面镜的非反射面要画上短斜线。实际光线要画成实线，并用箭头表示光传播的方向；实物用实线表示，虚像用虚线表示。发现和反射光线的反向延长线要用虚线表示。为了表示实物和虚像的对称关系，实物和虚像都要标
28、上相应的字母。要符合光的反射定律和平面镜成像的特点。知识点四、平面镜的应用 1、利用平面镜来成像，如利用平面镜来梳妆打扮、舞蹈演员利用平面镜矫正动作、医生检查牙齿用的口镜等。2、利用平面镜改变光的传播路径（改变光路），如潜望镜、塔式太阳能电站中的平面镜阵等。3、利用平面镜来扩大视觉空间，如客厅墙上装平面镜，能让我们的视觉空间是实际空间的两倍；在商场里，装有平面镜可以增加顾客视觉上商品的数量；在狭小的房间进行视力检查时，我们可以看视力表在平面镜中的像。知识点五、凸面镜和凹面镜 1、球面镜：如果镜子的反射面是球面的一部分，这样的镜子叫做球面镜。球面镜分为凸面镜和凹面镜两种。2、凸面镜和凹面镜 面镜
29、 凸面镜 凹面镜 概念 反射面是凸面的叫做凸面镜 反射面是凹面的叫做凹面镜 作用 凸面镜对光线有发散作用 凹面镜对光线有会聚作用 图示 距离 街头拐弯处的反光镜、汽车的后太阳灶、太阳能焊接机、反射式望远光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 视镜 镜、医用头灯、探照灯 共同点 被凸面镜、凹面镜和平面镜反射的所有光线都遵循光的反射定律且符合光路可逆性的特点 4.4 光的折射 知识点一、光的折射 1、问题探究：光在同种均匀介质中沿直线
30、传播，如果让光从一种介质进入另一种介质时，例如光从空气进入水或玻璃时，光是否还是沿直线传播呢？我们可以用小激光灯完成光的传播路径的实验。探究归纳：当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折；当光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不发生偏折。2、光的折射的概念 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生了偏折，这种现象叫做光的折射。3、关于光的折射的三点说明 当光从一种介质斜射入另一种介质中时，在两种介质的分界面上，光线的传播方向一般要发生改变。其中一部分光线发生反射，同时还有一部分光线进入另一种介质中而发生折射。光的折射是在两种介质的分界面处发生的。因为光是在两种介质中传播的，
31、所以传播的速度各不相同。当介质不均匀时，光的传播方向也会发生改变，也就是说光在同种介质中传播时，如果介质不均匀也会发生折射。知识点二、光折射时的特点 1、光的折射五要素 名称 概念 图示 入射光线 照射到两种介质分界面的光线 AO 折射光线 光进入另一种介质后被折射的光线 OC 法线 过入射点，垂直于两种介质分界面的直线 NN 入射角 入射光线与法线的夹角，即i 图示 现象 激光由空气斜射入水中 光 的 传 播 方向发生偏折 激光由空气斜射入玻璃中 激光由水斜射入空气中 激光由空气垂直射入水中 光 的 传 播 方向不变 光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源
32、的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 折射角 折射光线与法线的夹角，即r 2、实验探究：光折射时的特点 提出问题：让一束光从空气以不同的角度射入水中，传播方向是否发生了偏折。设计并进行实验：如图所示，让一束光从空气斜射入水中，观察光束在空气和水中的径迹，可观察到折射光线、入射光线、法线在同一平面，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。改变入射角的大小，发现折射角的大小也随着改变。当入射角增大时，折射角也增大。让一束光垂直空气与水的界面射入水中，发现光的传播方向不变。3、光的折射特点：光发生折射时，折射
33、光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧；光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角，入射角增大（或减小）时，折射角也增大（或减小）。当光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。当光从空气垂直射入水或其他介质中时，传播方向不变。4、从以下五点理解光的折射特点 弄清入射点、入射角、折射角、入射光线、折射光线、法线的含义。特别是法线，它既是界面的垂线，又是作图时画入射角和折射角的参照标准。折射角随入射角的增大而增大，但不成正比，叙述时应先说折射角后说入射角。当光垂直于界面入射时，光的传播方向不发
34、生改变，此时折射光线、入射光线、法线重合，折射角、入射角都为 0。当光从空气斜射入其他介质中时，折射光线靠近法线偏折；当光从其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线偏折。折射现象中光路是可逆的。综上所述，光的折射特点也可简单归纳为五句话：三线一面，法线居中，变化一致，空气角大，光路可逆。“变化一致”是指当入射角增大时，折射角也增大；“空气角大”是指发生折射时，空气一侧不管是入射角还是折射角，都比另一侧的角要大。5、比较光在反射和折射过程中的异同点 项目 光的反射 光的折射 光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是
35、光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 异同 不同点 介质 反射光线与入射光线在同种介质中 折射光线与入射光线在不同介质中，位于界面两侧 角度大小关系 反射角等于对应的入射角 折射角与入射角不一定相等 光垂直入射时的方向 反射光线与入射光线方向相反 折射光线与入射光线方向相同 相同点 三线共面情况 反射光线或折射光线与对应的入射光线、法线都在同一平面内 与法线关系 反射光线或折射光线都与对应的入射光线分别位于法线两侧 两角关系 反射角和折射角都随对应的入射角的改变而改变，即同时变大或同时变小 光路可逆性 光路都是可逆的 成像情况 光在两种介质分界面处
36、发生反射和折射时都能成像，且都为虚像 知识点三、生活中的折射现象 1、现象探究：折射引起的光学现象 现象 从岸上看水里的物体 从水中看岸上的物体 现象分析 假设 A 点射出的两条光线经折射后射入人眼，则我们会觉得光好像是从 A 点射入我们眼睛理的，因此我们会觉得 A 点比 A 点高了 若从水中去观察岸上的物体，则正好出现相反的现象，水面上的 P 点位置将会升高 图示 举例 池水看起来要比实际浅、插入水中的筷子变弯 跳水运动员在水下观察 10m 高的跳台，就会感觉其高度超过 10m 结论 从岸上看水里的物体，物体所在深度变浅了；从水中看岸上的物体，物体变高了，都是看到了升高的虚像 探究归纳：从一
37、种介质看另一种介质中的物体，所看到的都不是物体本身，而是由于折射而形成的物体的虚像。2、海市蜃楼 海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天的海面上。夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近空气的温度比上面的低。光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气稀薄。来自地平线以下远处物体的光，本来不能到达观察者的眼中，但有一些射向空中的光，由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲，逐渐弯向地面，进入观察
38、者的眼睛。观察者逆着光看去，就看见了远处的物体所形成的虚像。3、叉鱼要瞄准鱼的下方。鱼儿在清澈的水中游动，可以看得很清楚。然而，沿着你看见鱼的方向去叉它，却叉不到，因为鱼叉叉向的是鱼的虚像。有经验的渔民都知道，只有瞄准鱼的下方才能叉到鱼。然而使用激光枪照射鱼，只要瞄准所看到的“鱼”即可，因为激光在水中也会发生折射，正好打在鱼身上。4、钢笔“错位”。把一块玻璃砖放在钢笔的前面，笔杆看起来好像“错位”了，这种现象也是光的折射引起的。4.5 光的色散 知识点一、色散 实验探究：光的色散 探究过程：如图所示，让一束太阳光照射到三棱镜上，通过三棱镜偏折后找到白屏上，在白屏上就形成了一条彩色光带，颜色依次
39、是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。探究归纳：太阳（白）光是由各种色光混合而成的，是复色光，不是单色光。不同的单色光通过棱镜时偏折的程度是不同的，红光偏折的程度最小，紫光偏折的程度最大。各单色光偏折的程度从小到大按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列。复色光通过棱镜被分解成各种单色光的现象叫光的色散。拓展：光的色散的实质是光的折射，各种色光通过棱镜时的偏折程度不同，从而使各种色光按一定的顺序分散开。其中，红光的偏折程度最小，在最上边；紫光的偏折程度最大，在最下边。知识点二、色光的混合 1、色光的三原色 问题探究：既然白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成的复色光，是不是一定需要七色光才能
40、复合成白光呢？还是只用其中的几种色光复合就能产生白光呢？探究过程：用手电筒透过红、绿、蓝透明纸，照射到白纸上，让三色光重合，如图所示。探究发现：红、绿、蓝三种色光混合能产生白光，不同比例的红、绿、蓝三色光混合后能产生各种颜色的光。探究归纳：红、绿、蓝三种色光是基本的单色光，我们把红、绿、蓝叫做色光的三原色。2、色光的混合 光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 红、绿、蓝三种色光中，任何一种单色光都不能由另外两种光合成。但只要适当
41、调配红、绿、蓝三种色光的比例，就能够合成出自然界绝大多数色光。色光的混合规律是：红光绿光黄光；红光蓝光品红光；绿光蓝光青光；红光绿光蓝光白光。3、彩色电视机的色光合成原理 彩色电视机就是利用色光的混合调出各种色彩来的。彩色电视机的荧光屏上有很多微小的格子，分别涂有能发出红、绿、蓝色光的物质，当三束电子流分别打到这三种物质上时，就发出红、绿、蓝色的光。这三束电子流的强弱分别影响着三种色光的强弱，由此混合出绚丽多彩的各种色彩。播放电视时，如果用放大镜观察电视机的荧光屏，就能看到屏上红、绿、蓝三种颜色的光点。拓展：（1）品红、黄、青三色颜料按不同比例混合能产生各种颜色，其中包括黑色，因此把品红、黄、
42、青三种颜色叫做颜料的三原色。颜料的混合效果图如图所示。（2）物体的颜色 透明物体的颜色由透过它的色光决定，如红色塑料片呈现出红色，就是因为此塑料片可以让红色光通过，而其他色光都不能通过。不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。如一不透明物体呈现绿色（如绿纸），是因为此物体只能反射绿光，而不反射其它的色光（其他色光都被吸收了）。白色物体反射所有色光，而不吸收任何色光；黑色物体能吸收所有的色光，不反射任何色光。知识点三、看不见的光 1、可见光谱 三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列，形成太阳的可见光谱。2、红外线 探究：让一束白光通过三棱镜发生色散形成光谱
43、，将灵敏的温度计放在棱镜下面不同颜色的光处，能够检测到温度的上升，然后经温度计移到光谱的红光以外，温度也会上升，这说明在这里也有能量辐射，存在着人眼看不见的光。探究归纳：在可见光谱的红光以外存在着一种人眼看不见的光，叫做红外线。正确理解红外线及其应用时应注意以下五点：a、红外线位于光谱的红光以外，一切物体都在不停的辐射红外线，物体的温度越高，辐射出的红外线越多。物体在辐射红外线的同时，也在吸收红外线。b、红外线的主要特性是热作用强。各种物体吸收了红外线后温度升高，因此人们利用红外线来加热物品。工业上用红外线烘干汽车表面的喷漆，家庭用红外线烤箱烤食物，浴室内的浴室暖灯用红外线来取暖，医疗上利用红
44、外线理疗仪来进行诊断和治疗。光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传学习必备 欢迎下载 c、由于红外线穿透云雾的能力比较强，利用灵敏的红外探测器接收物体发出的红外线，再用电子仪器对吸收的信号进行处理，可以显示出被测物体的形状和特征，这就是红外遥感。利用红外遥感技术可以对地球勘测、寻找水源、监视森林火灾、估测大面积农作物的长势和收成、预报风暴和寒潮等，在军事上也有重要的应用。d、红外线还可以用来遥控。电视机、空调等的遥控器前端有一个发光二极管，按下不同
45、的键时，可以发出不同的红外线，来实现电视机、空调等家电的遥控。e、红外线感应。由于人体可以发出红外线，所以可以利用这一点来制作红外感应灯、自动门、卫生洁具的自动控制开关等。3、紫外线 探究过程：让一束白光通过三棱镜发生色散形成光谱，将新版 100 元人民币放在紫光与红光之间或红光以外，我们看不到任何特殊之处；将 100 元人民币放到紫光以外，可以看到人民币上多处部位发出荧光。探究归纳：在光谱的紫光以外有一种看不见的光，叫做紫外线。正确理解紫外线及其应用时应注意以下六点 a、紫外线在光谱的紫光以外，人眼看不见。高温物体如太阳、弧光灯和其他炽热物体发出的光中都有紫外线。紫外线的主要特征是化学作用强
46、，很容易使照相底片感光；紫外线的生理作用强，能杀菌。b、适当的紫外线照射有助于人体合成维生素 D，维生素 D 能促进人体对钙的吸收，对于骨骼的生长和人体健康都有好处。c、紫外线能杀死微生物。在医院里经常用紫外线灯来杀菌。d、应用紫外线的荧光效应进行防伪，可以鉴别古画，并可用紫外线摄影。e、过强的紫外线能伤害人的皮肤，轻则使皮肤粗糙，重则引起皮肤癌。电焊的弧光中有强烈的紫外线，因此电焊工人在工作时必须穿好工作服，并戴上防护面罩。f、太阳光是天然紫外线的重要来源。如果太阳辐射的紫外线全部到达地面，地球上的生物都不可能生存。大部分紫外线被大气层上部的臭氧层吸收，目前臭氧层正受到空调、冰箱等里面逸出的氟利昂等物质的破坏，臭氧层出现了“空洞”。注意：紫外线灯看起来是淡蓝色的，是因为除了紫外线外，它还发出少量蓝光和紫光，人是看不见紫外线的。光的物体太阳发光的电灯点燃的蜡烛等都是光源有些物体本身不发光但断是不是光源的关键是看该物体自身能否发光不发光的物体一定不是光播的介质探究光在介质中的传播夜晚看到空中有许多光柱光在空气中传