光現(xiàn)象知識(shí)點(diǎn)

其次章光現(xiàn)象學(xué)問(wèn)點(diǎn)第一節(jié)光的傳播一、光源能夠發(fā)光的物體叫光源。光源有好多種；按形成緣由分，可分為自然光源和人造光源；按發(fā)光原理分，可分為熱光源和冷光源。自然光源：太陽(yáng)、螢火蟲(chóng)、燈籠魚(yú)、斧頭魚(yú)、烏賊、水母等。人造光源：手電筒、火把、油燈、蠟燭、白熾燈、日光燈、霓虹燈以及鈉燈、汞燈、氖燈等。熱光源：太陽(yáng)、手電筒、火把、油燈、蠟燭、電燈等。冷光源：螢火蟲(chóng)、燈籠魚(yú)、斧頭魚(yú)、烏賊、水母等。【留意】月亮不是光源，月亮本身不發(fā)光，只是反射太陽(yáng)的光。二、光的直線傳播光在真空中或均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。常見(jiàn)的均勻介質(zhì)如：空氣、水、玻璃等?！玖粢狻抗庠诓痪鶆蚪橘|(zhì)中如不均勻的空氣、不同介質(zhì)的界面處，傳播方向發(fā)生轉(zhuǎn)變。三、光的速度與光年真空中的光速是宇宙最快的速度，c=3×108m/s。空氣中的光速略小于真空中的光速，約為3×108m/s；光在水中的速度約為真空中光速3/42/3。光年是光在一年里傳播的距離，因此，光年是距離的單位。1光年=9.4608×1015m。其次節(jié)光的反射一、光的反射光遇到水面、玻璃以及其他任何物體的外表都會(huì)發(fā)生反射。我們看到不發(fā)光物體，都是由于它的外表能反射，反射光進(jìn)入人的眼睛，人就看到了物體。NANAB入射光線i r反射光線O二、光的反射規(guī)律1ON叫做法線；如下圖，i叫做入射角；反射光線與法r叫做反射角。2、光的反射規(guī)律在放射現(xiàn)象中，反射角等于入射角，在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的?！咎骄俊抗獾姆瓷湟?guī)律提出問(wèn)題：光在反射時(shí)遵循什么規(guī)律？也就是說(shuō)，反射光線沿什么方向射出？設(shè)計(jì)試驗(yàn)：如下圖，把一個(gè)平面鏡放在桌面上，ON垂直于鏡面。用紅色激光手電，沿莫一角度緊貼紙板向O點(diǎn)射出入射光線，觀看反射光線的位置和分向，從而總結(jié)出光的反射規(guī)律。紅色激光筆等?！?〕用激光手電放射一束紅光，貼著垂直放置在平面鏡上的紙板，沿某一個(gè)角度射到O點(diǎn)，經(jīng)平面鏡反射，沿另一方向射出，在紙板上用筆描出入射光與反射光的〔2〕轉(zhuǎn)變光束的入射方向，重做兩次。分別用不同顏色的筆，記錄光的徑跡〔3〕用激光手電從反射光線一側(cè)逆著照過(guò)去，覺(jué)察光線可以延原路返回去〔4〕取下紙板，用量角ONi和r。試驗(yàn)記錄：將數(shù)據(jù)記錄于下面的表格中次數(shù)次數(shù)1231〕分析表中數(shù)據(jù)可以看出，反射角r與入射角i角r始終等于入射角〔2〕在光的反射過(guò)程中，光路是可逆的。得出結(jié)論：光的反射規(guī)律：在反射現(xiàn)象中，反射角等于入射角；在反射現(xiàn)象中光路是可逆的。3、漫反射和鏡面反射凹凸不平的外表把光線向著四周八方反射，這種反射叫做漫反射。陽(yáng)光射到鏡子上，迎著反射光的方向可以看到刺眼的光，這是由于射到鏡子上的平行光線反射后仍舊是平行的。光滑鏡面的反射叫做鏡面反射。漫反射和鏡面反射都遵守光的反射規(guī)律。4、如何畫(huà)反射光線或入射光線畫(huà)反射光線或入射光線完成光路圖的依據(jù)是光的反射規(guī)律。反射面、入射光線、入射角時(shí)只要依據(jù)光的反射規(guī)律畫(huà)出反射光線，并標(biāo)上箭頭表示方向即可，反射光線的起點(diǎn)是入射點(diǎn)。標(biāo)明入射角、反射角。入射面、入射光線或放射光線時(shí)，應(yīng)先在入射點(diǎn)處先畫(huà)出法線，再依據(jù)光的反射規(guī)律畫(huà)出對(duì)應(yīng)的反射光線或入射光線，標(biāo)出入射角、反射角及箭頭方向。入射光線、反射面及入射光線與反射面的夾角，直接依據(jù)的角度的大小30°30°30°第三節(jié)平面鏡成像一、平面鏡成像的特點(diǎn)反射面是光滑平面的鏡子叫做平面鏡，平面鏡對(duì)光具有良好的反射力量，它是利用光的像是虛像；②像和物體的大小相等；③物點(diǎn)到對(duì)應(yīng)像點(diǎn)的連線與鏡面垂直；④物和對(duì)應(yīng)點(diǎn)的鏡面的距離相等；⑤像與物左右相反。從數(shù)學(xué)對(duì)稱的角度來(lái)看，平面鏡成像的以上五個(gè)特點(diǎn)可歸結(jié)為一句話：物體和像關(guān)于鏡面是對(duì)稱的。平面鏡的應(yīng)用利用平面鏡可以轉(zhuǎn)變光的傳播方向，起到掌握光路的作用。如制作潛望鏡；在挖井、挖掘山洞時(shí)，用平面鏡將太陽(yáng)光反射到作業(yè)區(qū)照明；修建體育場(chǎng)館和高大建筑物時(shí)，利用平面鏡把太陽(yáng)光反射到室內(nèi)改善光照條件。利用平面鏡來(lái)成像：如制作各種鏡子，商場(chǎng)和家庭裝修時(shí)，利用平面鏡成像增加寬闊光明的空間效果。利用平面鏡反射光來(lái)使微小形變放大，以便觀看。二、平面鏡成像的原理S′如圖甲所示，鏡前燭焰上的點(diǎn)S射向平面鏡的光線，經(jīng)平面鏡反射后進(jìn)SS′的。人們會(huì)感覺(jué)像S′出真有一個(gè)光源一樣，如圖乙所示。S′就是S在鏡中的像，但是鏡S′S′圖甲 圖乙【探究】平面鏡成像的特點(diǎn)提出問(wèn)題：平面鏡成時(shí)，像的位置、大小跟物體的位置、大小有什么關(guān)系？設(shè)計(jì)試驗(yàn)：如下圖，在桌面上鋪一張大紙，紙上把一只點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板前面，使它在“平面鏡”中成像，再用另一個(gè)沒(méi)有點(diǎn)燃的蠟燭在玻璃板后面確定像的位置，比較像的位置、大小跟物體的位置、大小有什么關(guān)系。試驗(yàn)器材：桌面、白紙、筆、直尺、玻璃板、兩只同樣的蠟燭、火柴等、1〕取一張白紙，如下圖，將它對(duì)折一下，對(duì)折之后翻開(kāi)平鋪在桌面上，用直尺和筆再沿折線畫(huà)一條直線。將玻璃板沿所畫(huà)直線垂直立于白紙上，作為平面鏡，將一只蠟燭點(diǎn)燃后立于鏡前，觀看鏡中成的像，用筆登記蠟燭的位置。將另一只未點(diǎn)燃的蠟燭在鏡后移動(dòng)，直至與點(diǎn)燃蠟燭所成的像重合，比較像與未點(diǎn)燃蠟燭的大小和外形，用筆登記未點(diǎn)燃蠟燭的位置，體會(huì)像的虛實(shí)。熄滅蠟燭，取下白紙，通過(guò)兩個(gè)記號(hào)點(diǎn)引一條直線，比較紙上的兩條直線是否垂直，再將白紙沿原疊痕處折疊，觀看兩記號(hào)點(diǎn)是否重合。比照選項(xiàng)蠟燭與其像的關(guān)系比照選項(xiàng)蠟燭與其像的關(guān)系大小相等左右對(duì)調(diào)連線與鏡面垂直物點(diǎn)與像點(diǎn)關(guān)于鏡面對(duì)稱成像的虛實(shí)虛像溝通論證：比較表格中的數(shù)據(jù)，可以總結(jié)出平面鏡成像的五大特點(diǎn)：像與物大小相等；像與物左右相反；像與物的連線與鏡面垂直；像與物到鏡面的距離相等；平面鏡成虛像。1〕重復(fù)做試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)點(diǎn)燃那根未點(diǎn)燃的蠟燭，可有效避開(kāi)蠟燭燃短造成的不良影響?！?〕觀看安放未點(diǎn)燃的蠟燭時(shí)，觀看者應(yīng)左右移動(dòng)確保放置位置恰到好處。三、實(shí)像和虛像從物體發(fā)出〔或反射〕的光線，經(jīng)過(guò)光學(xué)儀器后可以形成和物體外形相像的實(shí)像或虛是由實(shí)際光線會(huì)聚而成的光明區(qū)域，是真實(shí)存在的，既可以用眼睛觀看到，又可以顯示在光形成的倒立的實(shí)像。虛像是從物體發(fā)出的或反射的光線經(jīng)過(guò)光學(xué)儀器后，實(shí)際光線沒(méi)有會(huì)聚而是變得發(fā)散，虛像不是實(shí)際光線會(huì)聚而成的，實(shí)際并不存在，因此虛像只能用眼睛觀看到，而不能在光屏上呈現(xiàn)出來(lái)，反射光線在鏡前發(fā)散，反射光線的反向延長(zhǎng)線在鏡后相交形成的虛像。四、凹面鏡和凸透鏡21 32用球面的內(nèi)外表作反射面的面鏡叫做凹面鏡，凹面鏡能把射向它外表的平行光會(huì)聚于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做凹面鏡的焦點(diǎn)，常用F表示。如圖1所示。依據(jù)光線的可逆性，由焦點(diǎn)2所示。用球面外外表作反射面得面鏡叫凸面鏡。凸面鏡能使入射到它外表的平行光變得發(fā)散，光線的交點(diǎn)，而是反射光線反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，叫做虛焦點(diǎn)，通常也用F3所示。凹面鏡的應(yīng)用：利用它會(huì)聚光線的特點(diǎn)，制作太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能焊機(jī)、反射式望遠(yuǎn)鏡；利用它產(chǎn)生平行光的特點(diǎn)制作手電筒、汽車頭燈，探照燈等的反光面。五、平面鏡成像作圖方法 S1、依據(jù)反射規(guī)律作圖：步驟：如下圖。S向平面鏡引出兩條入射光線；在入射點(diǎn)作出兩條入射光線的法線；依據(jù)反射規(guī)律，反射角等于入射角，作出反射光線；S′SOS′作兩條反射光線的反射延長(zhǎng)線，找出交點(diǎn)S′，S′即是SOS′2、依據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖步驟：如下圖。S點(diǎn)作平面鏡的垂線，交平面鏡于O點(diǎn)。S第四節(jié)光的折射一、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)象叫做光的折射。光的折射可分為兩種狀況1〕光線斜射時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折〕質(zhì)的界面時(shí)，傳播方向不變，按原方向傳播。二、光的折射規(guī)律1、光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線方向偏折，這就是光的折射規(guī)律。在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。2、斜射當(dāng)光從空氣斜射入玻璃、水等介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線方向偏折。光從水、玻璃等介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射光線向界面方向偏折。即斜射時(shí)，不管空氣中的光線是入射光線還是折射光線，總是空氣中的角度偏大。折射光線與法線的夾角叫做折射角。垂直入射當(dāng)光線垂直射向兩個(gè)介質(zhì)的分界面時(shí)，光線的傳播方向不變，入射光線、折射光線均與法線重合。光的折射規(guī)律與光的反射規(guī)律的區(qū)分：光的傳播規(guī)律中，入射光線和反射光線在界面的同側(cè)，光的傳播速度不變；光的折射規(guī)律中，入射光線和反射光線分別在介質(zhì)分界面得兩側(cè)，光的傳播速度發(fā)生轉(zhuǎn)變?！场匙鲌D中畫(huà)出反射光線和折射光線的參照標(biāo)準(zhǔn)。三、用光的折射規(guī)律解釋光的折射現(xiàn)象說(shuō)明。魚(yú)兒在清亮的水里面游動(dòng)，可以看得很清楚，然而，沿著你觀察魚(yú)的方向去叉它，卻叉不到。有閱歷的漁民都知道，只有瞄準(zhǔn)魚(yú)的下方才能把魚(yú)叉到。折，折射光線偏向水和空氣的分界面，人從折射光線傳來(lái)的方向看，由于人眼習(xí)慣于光沿直線傳播，從折射光線反向延長(zhǎng)線上看到了魚(yú)在水中的虛像，像在魚(yú)的上方。所以有閱歷的漁民和學(xué)過(guò)光的折射規(guī)律的人，都知道只有瞄準(zhǔn)魚(yú)的下方，才能叉到魚(yú)。從上面看水、玻璃等透亮介質(zhì)中的物體，會(huì)感到物體的位置比實(shí)際位置要高一些。如下圖，依據(jù)光的折射規(guī)律，玻璃或水中的物體S發(fā)出或反射的光線，斜射到介質(zhì)界面處時(shí)發(fā)生偏折，折射光線偏向玻璃或水與空氣的界面，人眼逆著光傳來(lái)的反向看去，卻S的虛像S′。S′在S由于光的折射，池水看起來(lái)比實(shí)際的淺，所以當(dāng)你站在岸邊，看到清亮見(jiàn)底、深度不過(guò)齊腰的水時(shí)，千萬(wàn)不要貿(mào)然下水，以免由于對(duì)水深估量缺乏，慌張失措，發(fā)生危急。所謂池水看起來(lái)不實(shí)際的淺，意思是說(shuō)，看起來(lái)池底離池面偏近了。如下圖，在池底取一點(diǎn)S，S反射的光線斜射到水面，依據(jù)光的折射規(guī)律，該斜射光線在水面發(fā)生偏折，折SS′，SS水面偏近了，所以池水看起來(lái)不實(shí)際要淺。NN′NN′空氣OSO′S′水NN′空氣O玻璃磚空氣SNN′空氣O玻璃磚空氣S′S〔4〕把一塊厚玻璃放在鋼筆的前面，筆桿看起來(lái)似乎“錯(cuò)位”了，這種現(xiàn)象也是光的折射引起的。如上右圖所示。為了說(shuō)明這一現(xiàn)象，我們?cè)诓ＡТu下的鋼筆上取一點(diǎn)S，如圖上右所示，依據(jù)光的折在玻璃和空氣界面處再次發(fā)生的偏折，折射光線向界面方向，人眼逆著反射光線，在其延長(zhǎng)SS′，SS看，S第五節(jié)光的色散一、色散與三原色光屏白光紅·光屏白光紅···紫三棱鏡1、光譜：如下圖，讓一束白光射向三棱鏡，通過(guò)三棱鏡偏折后照到白屏上，消滅一條不同顏色依次排列的光帶。這條光帶叫做光譜。這個(gè)試驗(yàn)就是著名的色散試驗(yàn)。2、光的色散說(shuō)明光是由各種光混合而成的。3、紅、綠、藍(lán)三色光混合能產(chǎn)生各種顏色，其中也包括白色，因此把紅、綠、藍(lán)三種色光叫做色光的三原色。4、品紅、黃、青三色顏料混合能產(chǎn)生各種顏色，其中也包括黑色，因此把品紅、黃、青三種顏色叫做顏料的三原色。色光的三原色與顏料的三原色的區(qū)分：它們的原色組成不同：色光的三原色：紅、綠、藍(lán)。顏料的三原色：品紅、黃、青。它們的混合規(guī)律不同：色光的三原色混合后為白色。顏料的三原色混合后為黑色。它們的混合原理不同：色光的混合原理是：兩種色光混合后產(chǎn)生另一種色光。顏料的混合原理是：兩種顏料混合后是它們能反射的色光，其余都被這兩種顏色吸取掉了。二、探究色光的混合與顏料的混合【設(shè)計(jì)試驗(yàn)】先把紅色和藍(lán)色的光照耀到白墻上，觀看重疊局部的顏色；再把紅色和藍(lán)色顏料混合后觀看其顏色；比較兩次混合后的顏色是否一樣?！驹囼?yàn)器材】手電筒兩只、紅玻璃、藍(lán)玻璃各一塊、調(diào)色板一塊，紅、藍(lán)廣告顏料?！?〕用手電筒分別通過(guò)紅、藍(lán)玻璃打出紅、藍(lán)兩束光，照到白墻上，使兩個(gè)光〔2〕擠出紅、藍(lán)兩色顏料，按1∶1的比例在調(diào)色板上〔3〕比較色光混合后的顏色與顏料混合后的顏色是否一樣?！驹囼?yàn)記錄】將觀看到的現(xiàn)象填入以下表格中混合前混合前紅光+藍(lán)光紅色顏料+藍(lán)色顏料混合比例1∶11∶1混合后品紅色光黑色顏料〔1〕紅光與藍(lán)光按1∶1的比例混合，得到品紅色光；紅色顏料與藍(lán)色顏料按1∶1〔2〕顏料的混合規(guī)律與色光的混合規(guī)律不同。【得出結(jié)論】經(jīng)過(guò)屢次混合試驗(yàn)和查找資料得知：色光的三原色是紅、綠、藍(lán)；顏料的三原色是品紅、黃、青?！玖粢狻?、色光的混合效果與顏料的混合效果如下圖。2、加色混合：混合色光中的色光一般是由光源直接發(fā)出的，多一種顏色會(huì)使光線更加光明，所以復(fù)色光的亮度大于單色光的亮度，這種混合叫做加色混合。3、減色混合：顏料是不透亮的，其顏色是它反射色光的顏色，顏料的混合時(shí)減色混合，每種顏料都吸取肯定波長(zhǎng)的光，混合后的顏料對(duì)光的吸取率增加，反射率降低率，混合后得出的顏色光明程度是降低的。第六節(jié) 看不見(jiàn)的光一、光譜三棱鏡色散，把白光分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫幾種不同顏色的光，把它們按這個(gè)挨次排列起來(lái)，就是光譜。這是可見(jiàn)光光譜，在紅光以外還有紅外線，紫光以外有紫外線，紅外線、紫外線燈一般叫做不行見(jiàn)光。二、紅外線切物體都在不停地輻射紅外線。物體的溫度越高，輻射出的紅外線越多。物體在輻射紅外線的同時(shí)，也在吸取紅外線。紅外線有以下三個(gè)特性：紅外線的主要特性是熱作用強(qiáng)。紅外線穿透云霧的力量比較強(qiáng)。紅外線可用來(lái)進(jìn)展遙控。三、紫外線Hz，在光譜上位于可見(jiàn)光紫光之外，人眼看不見(jiàn)。高溫物體如太陽(yáng)、弧光燈和其他炎熱物體發(fā)出的光中都有紫外線，汞燈氣體放電如日光燈發(fā)出的光中也含有紫外線。紫外線有如下特征：紫外線的主要特性是化學(xué)作用強(qiáng)，很簡(jiǎn)潔使照相底片感光。紫外線的生理作用強(qiáng)，能殺菌，劑量大時(shí)能損害人體。紫外線具有熒光效應(yīng)。適當(dāng)?shù)淖贤饩€照耀可以幫助人體補(bǔ)鈣。夏天，在猛烈的太陽(yáng)光下曬谷物可利用太陽(yáng)光的紫外線，殺死蟲(chóng)卵。地球上的自然紫外線來(lái)自太陽(yáng)光。地球四周的大氣層阻擋了大量的紫外線進(jìn)入地球表面，才使地球上的生物獲得生存條件。為了保護(hù)人類生存家園，我們應(yīng)有環(huán)保意識(shí)，擔(dān)當(dāng)起環(huán)保的責(zé)任和義