滬科版八年級全多彩的光本章復(fù)習(xí)（全國一等獎(jiǎng)）

《多彩的光》教學(xué)設(shè)計(jì)多彩的光：一、光的直線傳播1．知識(shí)提要光源：能夠發(fā)光的物體。光的直線傳播：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。光速：真空中光速是3×108m/s，其他介質(zhì)中的光速都小于真空中光速。2．要點(diǎn)點(diǎn)撥（l）光源的特點(diǎn)光源指自身能發(fā)光的物體，太陽、發(fā)光的電燈、點(diǎn)燃的蠟燭都是光源，有些物體本身不發(fā)光，但由于它們能反射太陽光或其它光源射出的光，好像它們也在發(fā)光一樣，不要被誤認(rèn)為是光源，如月亮和所有行星，它們并不是物理學(xué)所指的光源。（2）光沿直線傳播的條件及例證只有在同種、均勻、透明介質(zhì)中，光才是沿直線傳播的，小孔成像和不透明障礙物后影子的形成，都是光沿直線傳播的例證。（3）光速與介質(zhì)有關(guān)光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，光在真空中的傳播速度最大：c=3×108m/s或c=3×105km/s。光在空氣中的速度近似地等于真空中的速度，光在水中的速度大約為。光在玻璃中的速度為。由于光的速度遠(yuǎn)大于聲的速度，所以，打雷時(shí)，雷聲和閃電雖然同時(shí)發(fā)生，但總是先看到閃電，后聽到雷聲。（4）光線研究光的傳播時(shí)，沿光的傳播路線畫一條直線，并在直線上畫上箭頭表示光的傳播方向，這種表示光的傳播方向的直線叫光線。光線并不是真實(shí)存在的，而是為了研究方便，假想的理想模型。二、光的反射1．知識(shí)提要光的反射定律：反射光線和入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；反射角等于入射角。漫反射：反射面凸凹不平，使得入射的平行光線向不同方向反射。鏡面反射：反射面很光滑，使得入射的平行光線成平行反射。2．要點(diǎn)點(diǎn)撥（1）光的反射及反射定律反射是指光從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)表面時(shí)，有部分光返回原介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象。光的反射所遵循的規(guī)律稱為光的反射定律，由此決定了反射光線的位置。必須注意：①對應(yīng)于一條入射光線，只有一條反射光線；②反射光線的位置是隨入射光線的改變而改變的，即入射光線是“因”，反射光線是“果”，所以敘述反射定律時(shí)不能說成“入射角等于反射角”。（2）反射現(xiàn)象中光路可逆光線沿原來的反射光線的方向射到界面上，這時(shí)的反射光線定會(huì)沿原來的入射光線的方向射出去。（3）鏡面反射和漫反射物體表面情況不同對光的反射不同，但無論是鏡面反射還是漫反射，對于每一條反射線與入射線之間的關(guān)系，同樣遵守反射定律。必須注意：日常見到的絕大部分反射面都會(huì)發(fā)生漫反射，由于漫反射才能夠使我們從不同方向看到物體，教室里的黑板用毛玻璃、電影幕布用粗布，都是為了使各個(gè)方向的人都能看到。而黑板用久了，會(huì)出現(xiàn)“反光”現(xiàn)象，就是因?yàn)榘l(fā)生了鏡面反射，使有些方向沒有反射光線，從而看不見了。三、平面鏡1．知識(shí)提要平面鏡成像特點(diǎn)：像和物到鏡面距離相等、像與物體大小相等，是一個(gè)正立的虛像。2．要點(diǎn)點(diǎn)撥（l）平面鏡中像的形成平面鏡所成像是物體發(fā)出（或反射出）的光線入射到鏡面，發(fā)生反射，由反射光的延長線在鏡后相交而形成的。光源在平面鏡后的像并不是實(shí)際光線會(huì)聚而成的，是由反射光線的反向延長線會(huì)聚而成，這樣的像就叫虛像（如圖）。如果用光屏放在平面鏡后，是接收不到這個(gè)像的。（2）平面鏡的應(yīng)用=1*GB3①形成清晰的像；②改變光的傳播方向，如潛望鏡就是利用兩塊互相平行的平面鏡可以從水下觀察水面上的船只。四、關(guān)于光的折射現(xiàn)象和折射規(guī)律1．光的折射現(xiàn)象。光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫做光的折射。光折射時(shí)，傳播方向是在兩種介質(zhì)的交界面處發(fā)生改變的，然后在另一種透明介質(zhì)中再沿直線傳播（第二種介質(zhì)如果是均勻的）；由于光折射時(shí)是在兩種介質(zhì)中傳播，所以傳播速度各不相同。2．光的折射規(guī)律。光的折射規(guī)律的內(nèi)容可簡記為“三線共面、兩線分居、法線居中、兩角不等”。要注意它跟反射定律的區(qū)別：（1）反射光線與入射光線都在同種介質(zhì)中傳播，而折射光線與入射光線分別是在兩種介質(zhì)中傳播的。（2）反射角等于入射角，而折射角不等于入射角，但它們之間有一定的因果關(guān)系，即折射角也是隨入射角的變化而變化的，入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大；入射角減小時(shí)，折射角也隨著減小。（3）當(dāng)光垂直于兩種介質(zhì)的界面入射時(shí)，入射角是0°，反射角也是0°，折射角也是0°，但反射光線與入射光線方向相反，而折射光線與入射光線方向是相同的。3．在光的折射現(xiàn)象中，光路也是可逆的。五、關(guān)于凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用1．有關(guān)透鏡的幾個(gè)概念。透鏡：由玻璃或其它透明物質(zhì)制成的，表面是球面的一部分。凸透鏡：中間厚邊緣薄的透鏡。凹透鏡：中間薄邊緣厚的透鏡。主光軸：通過兩個(gè)球面球心的直線叫透鏡的主光軸。光心：主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn)，通過它的光線傳播方向不改變，這個(gè)點(diǎn)叫透鏡的光心，薄透鏡的光心在透鏡的中心。2．焦點(diǎn)和焦距。（1）凸透鏡能使跟主軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫做凸透鏡的焦點(diǎn)。焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離叫焦距。凸透鏡的兩側(cè)各有一個(gè)焦點(diǎn)，兩側(cè)的焦距相等。（2）凹透鏡能使跟主軸平行的光線變得發(fā)散，這些發(fā)散光線的反向延長線相交在主光軸上的一點(diǎn)，這點(diǎn)叫凹透鏡的焦點(diǎn)。由于它不是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，所以叫虛焦點(diǎn)。凹透鏡兩側(cè)各有一個(gè)虛焦點(diǎn)，兩側(cè)的焦距相等。3．透鏡的作用。凸透鏡對光線有會(huì)聚作用，所以也叫會(huì)聚透鏡。凹透鏡對光線有發(fā)散作用，所以也叫發(fā)散透鏡。4．凸透鏡的成像規(guī)律通過實(shí)驗(yàn)或者作圖，都可以看出凸透鏡能夠使物體成像。物體處于不同的位置時(shí)，凸透鏡所成像的虛實(shí)、正立還是倒立、放大還是縮小、同側(cè)還是異側(cè)、像與凸透鏡的間距等情況不一樣。凸透鏡的成像規(guī)律說明了物體的位置與所成像之間的關(guān)系。像的性質(zhì)發(fā)生突然變化的兩個(gè)特殊點(diǎn)：一個(gè)是焦點(diǎn)F，另一個(gè)是距凸透鏡2f的點(diǎn)M。F是物體成虛像還是實(shí)像的分界點(diǎn)，M是物體成縮小實(shí)像還是放大實(shí)像的分界點(diǎn)。這兩個(gè)點(diǎn)把物體所在位置分為5個(gè)區(qū)域。我們可以將物體與凸透鏡之間的距離稱為物距，記作u；將像與凸透鏡之間的距離稱為像距，記作v。表1說明當(dāng)物距變化時(shí)，像的位置和性質(zhì)是如何變化的。表1凸透鏡的成像規(guī)律5．照相機(jī)的原理是根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律將物體放在凸透鏡的2倍焦距以外，能成倒立、縮小的實(shí)像、物像分別在凸透鏡的兩側(cè)。如圖所示：照相機(jī)的基本結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，膠卷相當(dāng)于光屏，照像時(shí)，景物到鏡頭的距離遠(yuǎn)大于2倍焦距，經(jīng)過正確調(diào)焦，就會(huì)在底片上形成清晰的像。6．幻燈機(jī)是利用物體（幻燈片）到凸透鏡的距離在2倍焦距和焦距之間時(shí)成倒立、放大、實(shí)像的原理制成的，如圖所示。7．放大鏡是利用物體到凸透鏡的距離小于焦距時(shí)成正立、放大、虛像原理制成的，如圖所示。六、眼睛及視力的矯正1．人眼的主要構(gòu)造是瞳孔，角膜晶狀體，玻璃體視網(wǎng)膜。晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏。外界的物體位于凸透鏡的二倍焦距以外，在視網(wǎng)膜上就會(huì)得到一個(gè)倒立縮小的實(shí)像。通過視神經(jīng)再將這種信號(hào)傳給大腦，人就看到了物體。正常人的眼睛自我調(diào)節(jié)本領(lǐng)非常強(qiáng)，可以使遠(yuǎn)近物體的像都能成在視網(wǎng)膜上，所以人能看清遠(yuǎn)近不同的物體。2．近視眼及其矯正有的人看遠(yuǎn)處物體相當(dāng)吃力，他們要把物體放在離眼睛較近的位置才能看清楚，這種現(xiàn)象在青少年中常見，稱其為近視眼。當(dāng)其看近處的物體時(shí)，近處的物體發(fā)出或反射的光類似于發(fā)散光線，其能將像成在視網(wǎng)膜上，主要是因?yàn)榫铙w這個(gè)凸透鏡對光的折射能力太強(qiáng)了，也就是說其焦距太短了。所以當(dāng)其看遠(yuǎn)處的物體時(shí)，由于遠(yuǎn)處的物體發(fā)出或反射的光到達(dá)人眼時(shí)，幾乎已經(jīng)成為平行光線了，由于晶狀體的焦距太短，再加眼睛肌肉對晶狀體焦距的調(diào)節(jié)功能不起作用，所以像便成在視網(wǎng)膜的前面，因而視網(wǎng)膜上不能出現(xiàn)清晰的像，人就看不到清晰的物體了。所以為了矯正近視眼，我們要給它配凹透鏡，使光線在進(jìn)入眼睛之前先發(fā)散一些，再經(jīng)過晶狀體較強(qiáng)的會(huì)聚之后方可將像成在視網(wǎng)膜上。3．遠(yuǎn)視眼及其矯正有的人看近處的物體相當(dāng)吃力，他們要把物體放在離眼睛較遠(yuǎn)的位置才能看清楚，這種現(xiàn)象在老年人中常見，稱其為老花眼。當(dāng)然在青少年中也有這種情況，稱其為遠(yuǎn)視眼．當(dāng)其看近處的物體時(shí)，近處物體發(fā)出或反射的光類似于發(fā)散光線，加之晶狀體的焦距較長，其對光線的會(huì)聚能力較差，所以可以將像成在視網(wǎng)膜上，所以人可以看到清晰的物體的像。而如果看較遠(yuǎn)的物體，則只能將清晰的像成在視網(wǎng)膜之后，當(dāng)然此時(shí)在視網(wǎng)膜上成的像就是不清晰的像。由此看來，遠(yuǎn)視眼主要是因?yàn)榫铙w的焦距太長，會(huì)聚能力太差所致，所以我們要通過凸透鏡來矯正。也就是通過對光的兩次折射，使清晰的像能成在視網(wǎng)膜上。學(xué)習(xí)這部分知識(shí)，有些疑難問題，做些扼要剖析。1．如何理解光線？怎樣畫光線？光從光源發(fā)出來，經(jīng)過一定路線，照射到物體上，我們就把光通過的路線叫光線。一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的光線有無數(shù)條，一束平行光也包含無數(shù)條光線，但在表示這些光時(shí)，我們只需畫出其中有代表性的幾條光線就行了。因?yàn)楣庠谕环N物質(zhì)中是沿直線傳播的，所以我們可以用帶箭頭的直線來表示光線，其中直線表示光通過的路線，箭頭表示光的傳播方向。在畫光線時(shí)，箭頭常常標(biāo)在直線中間的適當(dāng)位置，對于反射光線或折射光線，箭頭也可標(biāo)在直線的頭上，在作虛像時(shí)，常要畫出反射光線或折射光線的延長線，這個(gè)延長線不是實(shí)際光線通過的路線，所以要畫成虛線，并且不能標(biāo)箭頭。順便指出，光線這個(gè)概念是為了形象表示光的傳播而引入的，光源周圍實(shí)際上并不存在這些線，但是，正確表示光線，畫好光路圖，對學(xué)好本章卻是十分重要的。2．如何理解光的反射定律？光的反射定律告訴我們：反射光線跟入射光線和法線在同一平面上，反射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)；反射角等于入射角。這個(gè)定律準(zhǔn)確表述了反射光線與入射光線的位置關(guān)系，這里有兩層意思：一是三線共面；即反射光線、法線、入射光線位于同一平面。再是兩角相等，即反射角等于入射角。這樣，對于某一入射光線，其反射光線在空間的位置就唯一地被確定了。但有的同學(xué)把這個(gè)定律簡單地說成是反射角等于入射角，這是不全面的。如果單是兩角相等，而沒有三線共面的條件，那么，對應(yīng)于某一入射光線，反射光線可以畫出無數(shù)條，這顯然是錯(cuò)誤的。光的反射定律是光發(fā)生反射時(shí)普遍遵循的規(guī)律（即使在漫反射時(shí)也不例外），也是作反射光路圖的依據(jù)。本章中，反射定律也是唯一的一個(gè)詳細(xì)闡述的定律，希望同學(xué)們能完整理解并掌握它。3．光不進(jìn)入眼睛，我們能看見它嗎？古希臘人認(rèn)為光是從人的眼睛里流出來的，人們因此而看到了周圍的東西。當(dāng)然，現(xiàn)在我們都知道這種觀念是錯(cuò)誤的。人的眼睛是一個(gè)感光器官，它本身不會(huì)發(fā)光，只有當(dāng)外界光線進(jìn)入眼睛，刺激視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞，人才能產(chǎn)生光的感覺。如果這些光是由某物體表面反射來的，我們就會(huì)看到這個(gè)物體。在漆黑的夜晚，因?yàn)闆]有光可供物體反射，因此我們也就看不見周圍的物體了。那么，有同學(xué)會(huì)說，穿過門縫或樹縫的陽光，沒有直接進(jìn)入眼睛，為什么也能看到它在空中沿直線傳播呢？這是因?yàn)榭諝庵袘腋≈^多的灰塵、煙霧等微粒，由于這些懸浮微粒的反射，光傳播的路線被顯示出來了。如果空氣很干凈，那么我們只能看到地上的亮斑，而看不到空中有一束筆直的光。這正如地球周圍的宇宙空間充滿著陽光，但夜晚如果沒有月亮的反射，天空仍然是黑暗的，我們一點(diǎn)也感覺不到我們的上空存在著陽光。4．凸透鏡和凹面鏡對光都有會(huì)聚作用，兩者有何不同？如圖1甲所示，平行于主軸的光線射向凸透鏡，在兩個(gè)側(cè)面都要發(fā)生折射。光先從空氣射入玻璃，再由玻璃射向空氣，根據(jù)光的折射規(guī)律不難看出，經(jīng)過兩次折射，出射光線都偏向凸透鏡的主軸，因而產(chǎn)生了會(huì)聚作用。凹面鏡是反射鏡，它可以看成由許多塊小平面鏡連接而成。光線射向凹面鏡，根據(jù)光的反射定律可知，上半部分的光線向下反射，下半部分的光線向上反射（如圖1乙所示），因而也產(chǎn)生了會(huì)聚作用。由上面分析可知，凸透鏡和凹面鏡對光都有會(huì)聚作用，前者是因光的折射產(chǎn)生的，后者是因光的反射產(chǎn)生的。5．實(shí)像和虛像有何不同？實(shí)像和虛像都是與物體相似并反映物體外貌特征的圖景，有時(shí)可由同一光具（如凸透鏡）產(chǎn)生。它們的不同主要是：（1）這兩種像產(chǎn)生的原因不同。實(shí)像是由實(shí)際光線會(huì)聚而成，物體發(fā)出（或反射出）的光到達(dá)了實(shí)像處；虛像是由發(fā)散光線的反向延長線相交而產(chǎn)生，光線實(shí)際上并沒有到達(dá)虛像處。（2）觀察這兩種像的方法不同。實(shí)像一般用屏幕顯示（如幻燈、電影），或用膠片記錄，也可直接用眼睛觀察；而虛像只能用眼睛觀察。虛像所以能被看到，是因?yàn)槿藗兞?xí)慣于根據(jù)光的直線傳播來確定物體的位置。這里順便指出，有的同學(xué)認(rèn)為虛像是不存在的，它是人的一種幻覺，這是不對的。虛像也是客觀存在的，只有當(dāng)物體上的光線經(jīng)反射或折射后，形成發(fā)散光束并進(jìn)入眼睛，人們才能觀察到物體的虛像。6．小孔成像，平面鏡成像和凸透鏡成像，它們有什么區(qū)別？小孔、平面鏡和凸透鏡都能成像，但它們成像的情況是不同的。小孔只能成倒立的縮小實(shí)像，平面鏡只能成正立的等大虛像，凸透鏡則可以成倒立的實(shí)像，也可以成正立的虛像。所成的實(shí)像可以是放大的，也可以是縮小的，但所成的虛像都是放大的。其次，它們成像的原理也不同。小孔是由于光的直線傳播而成像，平面鏡是靠光的反射而成像，凸透鏡則是通過光的折射來成像的。7．垂直射向介質(zhì)表面時(shí)的折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)進(jìn)入另二種介質(zhì)時(shí)，在介質(zhì)表面一定發(fā)生折射現(xiàn)象。折射規(guī)律已經(jīng)說明了三種情況：即光以某個(gè)角度由空氣射入水或其他介質(zhì)，從其他介質(zhì)射入空氣，垂直射向介質(zhì)表面。在這三種情況中，折射角不一樣。需要說明，在垂直入射時(shí)，入射角是零、折射角也是零，此時(shí)同樣存在折射現(xiàn)象?？梢岳斫鉃殡S著入射角的減小，折射角也減?。划?dāng)入射角很小甚至為零時(shí)，折射角也很小甚至減為零。8．怎樣理解透鏡的會(huì)聚和發(fā)散？有的人以為“凸透鏡一定能把光線會(huì)聚到一點(diǎn)。”這種看法是片面的。在凸透鏡的焦點(diǎn)F上放一個(gè)點(diǎn)光源，它射到透鏡的光線，經(jīng)凸透鏡后平行射出，它們并不能相交于一點(diǎn)，但我們知道凸透鏡仍對光線起到了會(huì)聚作用。怎樣理解凸透鏡對光線的會(huì)聚作用呢？顯然不能從經(jīng)透鏡折射的光線是否相交來判定，我們可以比較折射光線