第 2 课时 光现象,同种,均匀,考点一 光的直线传播,直线传播,光沿直线传播,光沿直线传播,3108,3105,AO,OB,考点二 光的反射,ON,相等,65,遵循,漫,漫,镜面,考点三 平面镜成像,对称,反射,虚,不能,考点四 光的折射,小于,大于,不变,等于,0,考点五 初高衔接知识点,探究一 光现象辨识及解释,【变式1】 图2-3是丰子恺的一幅画,画中配诗“临水种桃知有意,一株当作两株看”,其中呈现的光学现象是 ( ) A.光的直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散,B,【变式2】 2018包河区一模 如图2-4所示,北京时间2018年1月31日,我国绝大部分 地区迎来一次千载难逢的天文奇观“月全食”。下列所述现象中与“月全食” 的光学成因相同的是 ( ) A.立竿见影 B.拱桥倒影 C.毕业合影 D.海市蜃楼幻影,A,例2 2018铜陵一模 某人站在木架上,眼睛P正下方的地面上有一点光源S,眼睛到地面的高度为3 m,现在人面前2 m处竖直立一块平面镜MN,如图2-5所示。根据平面镜成像特点,作出点光源S发出的光经平面镜反射到达人眼的光路图,并求出点光源S发出的光经平面镜反射到达人眼所走过的路程为 m。,探究二 光现象作图与计算,5,【变式1】 如图2-6所示,OA是光从水中射入空气中时的一条反射光线,若OA与水平界面的夹角为60,且OA与折射光线垂直,则入射角的大小为 ;折射光线与法线的夹角大小为 。,【变式2】 2018定远县一模 某一点光源S发出的两条光线经平面镜反射后的光线如图2-7所示,试用平面镜成像的点确定S的位置,并完成光路图。,30,60,【变式3】 2018瑶海区一模 面镜不是使光线透过,而是使光反射回去,反射光线遵循反射定律,图2-8甲中是凹面镜,它将平行于主光轴入射的光线会聚在焦点F上,这是因为表面每个点的法线方向不同,光线以不同的角度反射,根据光路可逆性,凹面镜不仅可以使平行光线会聚于焦点,还能使过焦点的光线反射成平行于主光轴的光,请根据以上叙述,在图乙中画出H0的成像光路图。,答案 如图所示,例3 2018铜陵一模小朱同学借助一块平面镜测量学校旗杆的大致高度,如图2-9所示,他先把一小块平面镜M水平放置在自己和旗杆间水平地面上的适当位置O处,当他从平面镜中恰能看到旗杆A点的像A时,测出平面镜到自己及旗杆间的水平距离l和L,然后小朱测出自己的眼距地面的高度h(近似为身高),根据平面镜成像的特点,即可算出旗杆的高度。 (1)请在图中作出人眼从平面镜中观察到旗杆顶端A点的像的光路图。,探究三 光现象推导与证明,答案 (1)如图所示,例4光的反射在现实生活中有很多应用,如图2-10所示,小明拿两面镜子MM1和MM2,使它们互成90,来探究自行车尾灯的光学原理。 (1)请在图中画出入射光线AO1在两面镜子MM1和MM2上的反射光线O1O2和O2B。(保留作图痕迹),答案 (1)如图所示,(2)利用几何知识证明:入射光线AO1与反射光线O2B相互平行。(写出必要的物理依据),(2)证明:出射光线CD与入射光线AB相平行。,例5下表为1621年荷兰科学家涅尔通过实验得出的一组光从空气进入玻璃中的数据。 根据涅尔的数据,我们可以得出结论:反射角 入射角;光从空气斜射入玻璃时折射角 入射角,且当入射角逐渐增大时,折射角逐渐 ;入射角与折射角的比 值 一个定值,入射角的正弦与折射角的正弦之 比 一个定值。(后两空选填“是”或“不是”),等于,探究四 衔接折射率与全反射,小于,增大,不是,是,例6 如图2-13所示,当光从水中斜射气中时,在界面处同时发生反射和折射现象,逐渐增大入射角,当入射角增大到一定程度时, (入空选填“反射角”或“折射角”)会先达到90,入射角继续增大时,便没有了 (选填“反射光线”或“折射光线”)。光纤通信就是利用了此原理来减少光在传播过程中的能量损失的。,折射角,折射光线,1.732,平行,解析光在水中的传播速度为空气中传播速度的,光在玻璃中的传播速度为空气中传播速度的。当光从空气中斜射入水中时,折射光线偏向法线;当光线从空气中斜射入玻璃中时,折射光线也偏向法线。所以光由传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质时,折射光线向法线偏折,即由传播速度大的水中斜射入传播速度小的玻璃中时折射光线偏向法线。,偏向,当光从传播速度大的介质斜射向传播速度小的介质中时折射光线偏向法线,突破1 探究光反射时的规律 【考点归纳】 纸板的作用:显示光的传播路径。 纸板与镜面要垂直放置,否则不能在纸板上看到反射光线。 实验时让入射光贴着纸板入射,这是为了显示入射光线;从不同位置都能看到光的传播路径,是因为光在纸板上发生了漫反射。 光路的确定:在纸板的光线上取两点,连接两点并标出方向。 旋转反射光线所在的纸板,反射光线消失,其目的是验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面上。 改变入射角的大小,进行多次实验,目的是使实验结论具有普遍性。 将激光笔逆着原反射光线射入,反射光线逆着原入射光线射出,说明光路是可逆的。,实验突破,粗糙,垂直,使光束贴着纸板射向O点,在纸板的光线上取两点,连接两点并标出方向,反射角和入射角,(3)以ON为轴旋转纸板F,观察纸板F上能否出现反射光,设 计意图是 。 (4)在探究反射角和入射角之间的关系时,三次改变入射角的大 小,实验所测数据记录如下表,小明根据表中数据得出的结论和 其他同学的结论并不一致。请你根据表中的数据分析小明实验 中出现错误的原因可是 。 (5)如果让光线逆着OB的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OA方向射出,这表明 。 (6)接下来老师进行了如下演示:先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在柱M上固定一红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的O点,其作用是显示 的位置,然后打开固定在柱N上的绿色激光笔,使绿色激光射向O点,出现了如图乙所示的情景,老师沿水平方向缓缓转动圆台,当我们观察到 时,可判断反射光线、入射光线和法线在同一平面内。,验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面上,把反射光线与镜面的夹角记作反射角了(或把入射光线与镜面的夹角记作入射角了),光发生反射时,光路是可逆的,法线,反射的绿光挡住红光和入射的绿光,突破2 探究平面镜成像特点 【考点归纳】 选择较暗环境的目的:使实验现象更加明显。 用玻璃板代替平面镜的好处:玻璃板透明,在看到蜡烛A的像的同时也能看到蜡烛B,便于确定像的位置。 选择薄玻璃板的原因:厚玻璃板前后表面都会反射成像,会造成重影。 玻璃板应与水平桌面垂直放置,否则桌面上玻璃板后的物不能与像完全重合。若玻璃板与水平桌面不垂直,则:a.玻璃板向远离蜡烛方向倾斜时,像向下移;b.玻璃板向靠近蜡烛方向倾斜时,像向上移。 取两段相同的蜡烛是为了确定像与物的大小关系,应用的是等效替代法。 刻度尺的作用:测量物和像到玻璃板的距离。(距离不相等的可能原因:蜡烛B和像没有完全重合、玻璃板有厚度、测量长度存在误差),眼观察像的位置时眼与成像物体在同侧。将一张纸放在像的位置上,在玻璃板后面观察纸,将不能观察到像,说明平面镜成的像是虚像。 平面镜成像的特点:平面镜所成的像是虚像;像与物到镜面的距离相等,像与物的大小相等,物、像连线与镜面垂直,即像与物关于镜面对称。 改变蜡烛到平面镜的距离,多次实验的目的:使实验结论具有普遍性。,例2 2017滨州 小滨用如图2-16所示装置进行了“探究平面镜成像特点”的实验。 (1)他应选取两支外形 (选填“相同”或“不同”) 的蜡烛进行实验。 (2)小滨选择用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是 。,(1)解析用蜡烛B替代蜡烛A与蜡烛A的像进行比较,要求两支蜡烛要完全相同,这是等效替代的思想。,相同,便于确定像的位置,(2)解析玻璃板透明,在看到蜡烛A的像的同时也能看到蜡烛B,便于确定像的位置。,(3)在探究实验的过程中,他把蜡烛A放在距玻璃板30cm处,则蜡烛A在玻璃板中所成的像到蜡烛A的距离是 cm;当蜡烛A远离玻璃板时,它的像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)在玻璃板后放一光屏,无论怎样移动光屏,都不能接收到蜡烛的像,说明 。 (5)实验过程中,小滨仔细观察,发现蜡烛的像有重影,请你帮小滨分析产生这一现象的原因: , 。,(3)解析像与物到镜面的距离相等,所以物、像之间距离为60 cm,平面镜成的像与物等大,所以像的大小不变。,60,不变,所成像是虚像,玻璃板太厚,其前后两个面都可以发生反射,出现两个像,(4)解析玻璃板透明,在看到蜡烛A的像的同时也能看到蜡烛B,便于确定像的位置。,【实验拓展】 (6)蜡烛能在平面镜中成像的原理是 。 (7)为了使像看起来更清晰,实验最好在 (选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行,进行实验时蜡烛B应 (选填“点燃”或“不点燃”)。 (8)为了完成实验,本实验还需要的一个测量仪器是 。 (9)如果玻璃板没有放正,将对实验产生什么影响? 。若要检验玻璃板的放置是 否符合要求,你的方法是 ， 在 实验中若玻璃板向右倾斜,如图2-17所示,观察到蜡烛的像的大致位置在图中的 (选填“D”或“E”)处。,光的反射,较暗,不点燃,刻度尺,桌面上的蜡烛B不能与像完全重合,用三角板两直角边分别靠在玻璃板与桌面上,观察两直角边是否与玻璃板和桌面的表面完全贴合,完全贴合则说明玻璃板与桌面垂直,否则不垂直,D,(10)在探究平面镜成像特点的过程中,小滨把如图2-18所示四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上,用于探究像与物左右位置的关系,其中能够达到实验目的的是 。,(10)解析由题图可知,四个模型分别为“C”“A”“T”“V”,从模型上看,只有“C”左右不对称,而“A”“T”“V”左右对称,所以当小滨把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上时,用模型“A”“T”“V”不能达到实验目的,只有“C”左右不对称,能够达到实验目的。,A,(11)做完“探究平面镜成像特点”的实验后,小滨展开了联想:为什么小轿车的挡风玻璃是倾斜的?请你帮他解释一下: , 。,车内景物被照亮时,通过倾斜的前挡风玻璃所成的像在驾驶员前面的斜上方,可以避免干扰司机的视线,可保证夜间行车的安全,突破3 探究光的折射规律 【考点归纳】 实验中可观察到折射光线、入射光线与法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。 如图2-19所示,当光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角;当光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角。 改变入射角的大小:当入射角增大时,折射角将变大;当入射角减小时,折射角将变小;若让光线垂直射向水面,则传播方向不变。 把水槽换成玻璃砖重做上述实验,这样得出的结论更具有普遍性。,例2 某同学做“探究光的折射特点”的实验,如图2-20所示是光从空气射入水中时的光路。实验发现,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的两侧。通过实验还得到如下数据: (1)分析表中数据,可得出结论: 光从空气斜射到水面时,将同时发生 和 现象。 光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的增大而 ,且折射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。,反射,折射,增大,小于,【实验拓展】 (4)根据光路可逆原理,当光从水中斜射入空气中时,入射角为11,折射角是 。 (5)