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甘肅省 物理 第二講光現(xiàn)象 1 能夠發(fā)光的物體叫做 如 為人造光源 為天然光源 2 光的直線傳播條件 光在 介質(zhì)中是沿 傳播的 能說明光沿直線傳播的現(xiàn)象有 等 光源 LED燈 太陽 同種均勻 直線 影子的形成 日 月 食 小孔成像 小孔成像是由于光的直線傳播而形成的倒立的實(shí)像 像的大小與物體和光屏到小孔的距離有關(guān) 當(dāng)物距大于像距 成縮小的像 當(dāng)物距等于像距時(shí) 成等大的像 當(dāng)物距小于像距時(shí) 成放大的像 與小孔的形狀無關(guān) 3 光速 光在不同介質(zhì)中的傳播速度 在 中傳播速度最大 為 不同 真空 3 108m s 光速比聲速快得多 且不需要介質(zhì) 光在固體 液體 氣體中的傳播速度依次遞增 與聲速相反 4 光的反射 光射到某種物質(zhì)的表面時(shí)有一部分光會反射回到原物質(zhì)中 這種現(xiàn)象叫做光的反射 5 反射的種類 平行 不同 虛 6 如圖所示光路圖 三線 兩角 一點(diǎn) 一面 r i 反射定律 反射光線 入射光線和法線在 內(nèi) 且反射光線 入射光線分居在法線 角等于 角 同一平面 兩側(cè) 反射 入射 光的反射定律 三線共面 法線居中 兩角相等 光路可逆 發(fā)生光的反射時(shí) 兩角關(guān)系只能表述為 反射角等于入射角 7 平面鏡作用 和 8 平面鏡成像原理 物體發(fā)出 或反射 的光線射到鏡面上發(fā)生反射 由反射光線的反向延長線在鏡后相交而形成的 改變光路 成像 9 平面鏡成像的特點(diǎn)是 像與物大小 像與物到鏡面距離 它們連線與鏡面 即物像關(guān)于鏡面對稱 平面鏡成的是 像 簡記為 等大 對稱 虛像 相等 相等 垂直 虛 實(shí)像是實(shí)際光線在空間相交所成的像 虛像是實(shí)際光線的反向延長線相交一點(diǎn)而成的像 10 光的折射 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中時(shí)傳播方向發(fā)生偏折 這種現(xiàn)象叫做 11 光的折射規(guī)律 發(fā)生折射時(shí) 折射光線 入射光線 法線在同一平面內(nèi) 且 光線與 光線分居 兩側(cè) 光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)時(shí) 折射角 入射角 當(dāng)光從水或其他透明介質(zhì)斜射入空氣中時(shí) 折射角 入射角 當(dāng)入射角增大 折射角也 垂直界面入射時(shí) 傳播方向 在折射現(xiàn)象中光路是 光的折射 折射 入射 法線 小于 大于 增大 不變 可逆的 12 光的色散 太陽光經(jīng)過三棱鏡后被分解成紅 橙 黃 綠 藍(lán) 靛 紫七種顏色的光 這種現(xiàn)象叫做 把光按這個(gè)順序排列起來就是 因此太陽光 白光 為 色光 13 紅光 綠光 藍(lán)光是不可再分的三種色光 它們按不同比例可以產(chǎn)生各種色光 把紅 綠 藍(lán)叫做色光的 14 紅外線 光譜中在紅光以外的看不見的光稱為 一切物體都在不停地輻射紅外線 物體的 越高 輻射的紅外線越多 紅外線的熱作用越強(qiáng) 光的色散 光譜 復(fù) 三原色 紅外線 溫度 15 紫外線 光譜中 以外的看不見的光叫紫外線 紫外線的作用是 生活中既要合理利用紫外線 又要防止紫外線給我們帶來的危害 紫光 殺菌消毒 使熒光物質(zhì)發(fā)光 16 透明物體的顏色 由它 決定的 允許所有顏色的光都通過的物體 看上去是 的 17 不透明物體的顏色 由它 決定的 能夠透過的色光 透明 反射的色光 1 2014 聯(lián)考 麗麗在湖邊樹蔭下乘涼 發(fā)現(xiàn)地面上有很多圓形光斑 這是由于光的 形成的太陽的像 她看到湖水中有樹的倒影和魚 其中 倒影 是光的 現(xiàn)象 2 2014 天水 身高1 7m的趙成同學(xué)站在平面鏡前1 2m處 像離鏡面的距離是 m 若他遠(yuǎn)離平面鏡 則在鏡中像的大小將 選填 變大 變小 或 不變 3 2015 蘭州 下列關(guān)于光現(xiàn)象的說法中 屬于光的折射的是 A 雨后彩虹B 樹木在水中的倒影C 月食和日食D 小孔成像 直線傳播 反射 不變 1 2 A 4 2015 聯(lián)考 下列光學(xué)圖示中不正確的是 5 2014 慶陽 圖中所示的現(xiàn)象中 是由光的直線傳播形成的是 C B 6 2015 蘭州 如圖所示 一塊平面鏡置于O處 恰能使光線AO被平面鏡反射后照亮墻壁上的B點(diǎn) 請用作圖的方法確定平面鏡的位置 7 2015 慶陽 一束光線斜射到水面發(fā)生反射和折射 請?jiān)趫D中畫出它的反射光線和大致的折射光線 8 2013 慶陽 某同學(xué)探究平面鏡成像時(shí) 將一塊玻璃板豎直架在一把直尺的上面 再取兩段等長的蠟燭A和B一前一后豎放在直尺上 點(diǎn)燃玻璃板前的蠟燭A 用眼睛進(jìn)行觀察 如圖所示 在此實(shí)驗(yàn)中 1 直尺的作用是 2 移去蠟燭B 并在其所在位置上放一光屏 則光屏上 填 能 或 不能 接收到蠟燭A的燭焰的像 比較像與物到鏡面的距離 不能 9 2013 天水 如圖是 探究平面鏡成像特點(diǎn) 的情景 豎立的透明玻璃下方放一把直尺 直尺與玻璃板垂直 兩支相同的蠟燭A B豎立于豎立于玻璃兩側(cè)的直尺上 以A蠟燭為成像物體 1 為便于觀察 該實(shí)驗(yàn)最好在較暗環(huán)境中進(jìn)行 此外 采用透明玻璃板代替平面鏡 雖然成像不如平面鏡清晰 但卻能在觀察到A蠟燭像的同時(shí) 也能觀察到 巧妙地解決了確定像的位置和大小的問題 2 點(diǎn)燃A蠟燭 小心地移動B蠟燭 直到與A蠟燭的像 為此 這時(shí)發(fā)現(xiàn)像與物的大小 進(jìn)一步觀察A B兩支蠟燭在直尺上的位置發(fā)現(xiàn) 像和物的連線與玻璃垂直 像和物到玻璃板的距離 B蠟燭 重合 相等 相等 10 2012 天水 我國是一個(gè)地震多發(fā)的國家 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測定 地震前 地磁場往往會發(fā)生微弱的變化 能使懸掛的小磁針的指向偏轉(zhuǎn)一個(gè)很小的角度 小亮學(xué)習(xí)了有關(guān)物理知識后 自己設(shè)計(jì)了一臺 簡易地震監(jiān)測儀 但由于小磁針轉(zhuǎn)過的角度太小 難以直接觀察 于是想出了一個(gè)巧妙的方法 裝置結(jié)構(gòu)如圖所示 1 將小磁針和平面鏡結(jié)合起來 當(dāng)小磁針稍有轉(zhuǎn)動 磁針上的小平面鏡也隨著一起轉(zhuǎn)動 使反射到光屏上的光斑移動一段較大的距離 這時(shí)反射光線與入射光線的夾角的改變將是小磁針轉(zhuǎn)過角度的 倍 這樣就能很明顯地觀察到小磁針指向的變化情況了 2 請你指出使光斑在光屏上移動的距離更大 可以增大 的距離 使 簡易地震監(jiān)測儀 對地磁場變化的反應(yīng)更靈敏 2 光屏到平面鏡的距離 例1 2015 大連 下列現(xiàn)象中 能用光的直線傳播解釋的是 A 陽光下人在地面上的影子B 岸邊的樹木在水中的倒影C 在河岸邊看到河底變淺D 透過放大鏡看到放大的字 解析 陽光下人在地面上的影子 是由光的直線傳播形成的 可以用光的直線傳播規(guī)律解釋 A正確 看到岸邊樹木在水中的倒影 是岸邊的樹在水面成的像 是由光的反射形成的 B錯(cuò)誤 在河岸邊看到河底變淺 是由于池底反射的光由水斜射入空氣 發(fā)生折射 折射光線進(jìn)入人眼的結(jié)果 是光的折射現(xiàn)象 C錯(cuò)誤 透過放大鏡看到放大的字屬于光的折射現(xiàn)象 D錯(cuò)誤 故選A 答案 A 變式題1 2012年5月21日清晨 我國東南沿海部分地區(qū)出現(xiàn)了 日環(huán)食 奇景 圖甲是廈門天文愛好者拍攝的一張日環(huán)食照片 請?jiān)趫D乙中畫出 人在其中能觀察到日環(huán)食的陰影區(qū) 并在該影區(qū)內(nèi)寫入字母 HS 例2 杭州中考 自行車的尾部安裝一種塑料制成的反光鏡 夜間騎車時(shí) 在車燈照射下 能把光線按原來方向返回 反光鏡結(jié)構(gòu)如圖甲所示 兩平面鏡相互垂直 當(dāng)一條光線AB入射到其中一平面鏡 1 作出所有反射光線的光路圖 2 證明經(jīng)過兩次反射后的反射光線會逆向射回 解析 1 先找入射點(diǎn)作出法線 然后根據(jù)光的反射定律反射角等于入射角作出反射光線 2 要證明兩次反射后的光線會逆向射回 只需證明 ABC BCD 180 即可 根據(jù)兩平面鏡垂直很容易證明 答案 1 光路圖如圖乙所示 2 證明 因?yàn)閮善矫骁R垂直 所以BE CE 又因?yàn)锽G CF為兩平面鏡光線入射點(diǎn)的法線 所以BG BE CF CE 所以BG CF 2 3 90 2 1 4 3 1 2 3 4 180 同旁內(nèi)角互補(bǔ) 則反射光線和入射光線平行 方向相反 變式題2 請?jiān)趫D中標(biāo)出人眼通過平面鏡看到A點(diǎn)時(shí)的光的傳播方向 例3 2015 上海 根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn) 在如圖中畫出物體AB在平面鏡MN中所成的像A B 變式題3 如圖所示 A O 是AO在平面鏡中成的像 請你大致作出平面鏡的位置 例4 2014 遼陽 一條光線射到水面后發(fā)生反射和折射 反射光線OA如圖所示 請畫出入射光線和折射光線的大致方向 解析 根據(jù)光的反射定律 先過O點(diǎn)作垂直于分界面的垂線即為法線 根據(jù)反射角等于入射角 作出入射光線 再根據(jù)光的折射規(guī)律 空氣中的角總為大 畫出空氣中的折射角 即畫出了折射光線 注意光線要畫上箭頭表示光的傳播方向 答案 如圖所示 歸納總結(jié) 不論光線是從空氣斜射入其他介質(zhì) 還是從其他介質(zhì)斜射入空氣 空氣中的 角 總是大于其他介質(zhì)中的 角 變式題4 如圖所示 水面上方有一發(fā)光點(diǎn)A1 水中另有一發(fā)光點(diǎn)A2 人在空氣中看到A2在水中的位置就是A1在水中的像的位置 請畫出 1 A1發(fā)出的光經(jīng)水面反射進(jìn)入人眼的光路圖 2 A2發(fā)出的光進(jìn)入人眼的光路圖 實(shí)驗(yàn)一探究光的反射定律和折射規(guī)律1 光屏在實(shí)驗(yàn)中所起的作用有三條 一是顯示光的傳播路徑 二是觀察反射 折射 光線 入射光線和法線是否在同一平面內(nèi) 三是顯示反射 折射 角隨入射角的變化情況 2 做多次實(shí)驗(yàn)的目的都是為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性 實(shí)驗(yàn)二探究平面鏡成像特點(diǎn)1 用玻璃板代替平面鏡便于確定像的位置 2 用兩支相同的蠟燭便于比較像和物的大小 3 用厚玻璃板實(shí)驗(yàn)時(shí)會看到兩支燭焰的像 是因?yàn)椴ＡО宓那昂髢蓚€(gè)表面會各成一個(gè)虛像 這兩個(gè)虛像的距離就是玻璃板的厚度 4 玻璃板放置時(shí)要與水平面垂直 否則無論怎樣移動蠟燭都不能使蠟燭與像重合 例5 2015 常州 如圖所示 關(guān)于 探究平面鏡成像特點(diǎn) 的實(shí)驗(yàn) 下列說法中正確的是 A 實(shí)驗(yàn)用茶色玻璃板的目的是為了在玻璃板后成實(shí)像B 選擇大小相等的蠟燭A B是為了比較像與物大小關(guān)系C 將蠟燭A遠(yuǎn)離玻璃板 像會變小D 把光屏放在玻璃板后像所在位置 像會成在光屏上 解析 用玻璃板代替平面鏡 目的是為了確定像的位置與大小 并不會成實(shí)像 A錯(cuò)誤 選取兩段完全相同的蠟燭是為了比較像與物的大小關(guān)系 B正確 通過玻璃板成的像是等大正立的虛像 只要物體大小不變 像就不變 像的大小只與物體本身有關(guān) C錯(cuò)誤 因平面鏡成的像是虛像 所以不能在光屏上接到 D錯(cuò)誤 故選B 答案 B 一 方法技巧1 反射光線與折射光線的判斷方法在同時(shí)有反射 折射的光路圖中 以法線為基準(zhǔn) 哪一側(cè)只有一條光線 則此線就是入射光線 以界面為基準(zhǔn) 哪一側(cè)只有一條光線 則此線就是折射光線 2 折射現(xiàn)象中物體像的位置的分析判斷無論是在水下觀察水上的物體 還是在水上觀察水下的物體 由于光的折射特點(diǎn) 我們觀察到的物體像的位置都比物體原來的位置有所上移 也就是平時(shí)我們所說的變高了 二 常見易錯(cuò)現(xiàn)象 容易忽視光沿直線傳播的條件 同種均勻介質(zhì) 畫光線時(shí)容易忘記帶箭頭或箭頭方向畫錯(cuò) 光的傳播方向用箭頭表示 同時(shí)還要注意實(shí)線與虛線的區(qū)別 實(shí)像光線畫實(shí)線 法線 光的反向延長線畫虛線 不會作物體經(jīng)平面鏡所成像 作圖時(shí)最好能利用像和物體關(guān)于鏡面對稱 注意實(shí)線和虛線 認(rèn)為平面鏡成像遠(yuǎn)小近大 平面鏡成像大小不變 只是視角遠(yuǎn)小近大 容易將光的折射現(xiàn)象和光的直線傳播及光的反射形成的現(xiàn)象混淆 光的直線傳播和光的反射在同一種介質(zhì)中 光的折射要經(jīng)過兩種介質(zhì) 容易忽視入射光線 反射光線和折射光線的位置 應(yīng)先在入射點(diǎn)作法線 虛線 然后根據(jù)反射角和入射角相等的關(guān)系或折射角與入射角 空氣中的角總是大 的關(guān)系作出光線 例6 2015 營口 如圖所示 在水池里有一個(gè)點(diǎn)光源S SP是它發(fā)出的一條光線 在SP的傳播方向上有一塊平面鏡 QM是SP經(jīng)此平面鏡反射后的反射光線 請你畫出平面鏡的準(zhǔn)確位置和光線QM進(jìn)入空氣后的大致傳播方向 解析 正向延長入射光線 反向延長反射光線 得到交點(diǎn)O 即入射點(diǎn) 畫出入反射光線夾角的角平分線 得出法線 再作出法線的垂線可得平面鏡的位置 根據(jù)光由水中斜射進(jìn)入空氣中時(shí)的折射光線遠(yuǎn)離法線偏折 折射角大于入射角畫出折射光線 答案 歸納總結(jié) 光的反射和折射作圖的一般步驟為 由入射光線 反射光線或折射光線 與面的交點(diǎn)確定入 或折 射點(diǎn) 過入 或折 射點(diǎn)作界面的垂線 即法線 用虛線 由 三線共面 確定反射光線 入射光線或折射光線 所在的平面 由 兩角相等 確定反射 或入射 光線的位置 由 兩角不等 確定折射光線 或入射光線 的位置 并用實(shí)線畫出最后標(biāo)出光線的傳播方向