锐思教育 育德树人物理广州锐思菁英教育秋季大乐园（九）光现象 【揭示新知-知识总动员】光的传播一、光源光源：能够发光的物体叫光源。光源有好多种；按形成原因分，可分为自然光源和人造光源；按发光原理分，可分为热光源和冷光源。自然光源：太阳、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、乌贼、水母等。人造光源：手电筒、火把、油灯、蜡烛、白炽灯、日光灯、霓虹灯以及钠灯、汞灯、氖灯等。热光源：太阳、手电筒、火把、油灯、蜡烛、电灯等。冷光源：萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、乌贼、水母等。二、光的直线传播光在真空中或均匀介质中是沿直线传播的。常见的均匀介质如：空气、水、玻璃等。（注意：光在不均匀介质中如不均匀的空气、不同介质的界面处，传播方向发生改变。）光的直线传播的应用：（1）小孔成像：像的形状与小孔的形状无关，像是倒立的实像（由实际光线会聚而成的像）。例如：树阴下的光斑是太阳的像。 小孔成像的条件：孔的大小必须远远小于孔到发光的距离及孔到光屏的距离。 像的大小与发光体到孔的距离和像到孔的距离有关，发光体到小孔的距离不变，光屏远离小孔，实像增大；光屏靠近小孔，实像减小；光屏到小孔的距离不变，发光体远离小孔，实像减小；发光体靠近小孔，实像增大。（2）取得直线：激光准直（挖隧道定向）；整队集合；射击瞄准；（3）限制视线：坐井观天、一叶障目；（4）影的形成：影子；日食、月食常见的现象： 激光准直。 影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体的后面形成黑色区域即影子。 日食月食的形成：当地球 在中间时可形成月食。（如图：在月球后1的位置可看到日全食，在2的位置看到日偏食，在3的位置看到日环食。）123 小孔成像：小孔成像实验早在墨经中就有记载小孔成像成倒立的实像，其像的形状与孔的形状无关。 / 三、光的速度与光年光线：常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向（是理想化物理模型，非真实存在）；所有的光路都是可逆的，包括直线传播、反射、折射等。真空中的光速是宇宙最快的速度，c=3108m/s。空气中的光速略小于真空中的光速，约为3108m/s；光在水中的速度约为真空中光速的3/4；玻璃中的光速约为真空中光速的2/3。光年是光在一年里传播的距离，因此，光年是距离的单位。1光年=9.46081015m。光的反射 一、光的反射 反射定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，有部分光返回原介质的传播现象叫做光的反射。（光遇到水面、玻璃以及其他任何物体的表面都会发生反射。） 我们看到不发光物体，都是由于它的表面能反射，反射光进入人的眼睛，人就看到了物体。rOiNB入射光线反射光线A二、光的反射规律1、垂直于镜面的直线ON叫做法线；如图所示， 入射光线于法线的夹角i叫做入射角；反射光线与法线的夹角r叫做反射角。2、光的反射规律在发射现象中，光路是可逆的，反射角等于入射角。3、漫反射和镜面反射 （1）凹凸不平的表面把光线向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射。 （2）光滑镜面的反射叫做镜面反射。阳光射到镜子上，迎着反射光的方向可以看到刺眼的光，这是因为射到镜子上的平行光线反射后仍然是平行的。 （3）镜面反射和漫反射的相同点：都是反射现象，都遵守反射定律； 不同点是：反射面不同（一光滑，一粗糙），一个方向的入射光，镜面反射的反射光只射向一个方向（刺眼）；而漫反射射向四面八方；（下雨天向光走走暗处，背光走要走亮处，因为积水发生镜面反射，地面发生漫反射，电影屏幕粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光射向四处，黑板上“反光”是发生了镜面反射，光污染也是镜面反射）4、如何画反射光线或入射光线 （1）画反射光线或入射光线完成光路图的依据是光的反射规律。 （2）已知反射面、入射光线、入射角时只要根据光的反射规律画出反射光线，并标上箭头表示方向即可，反射光线的起点是入射点。标明入射角、反射角。 （3）已知入射面、入射光线或发射光线时，应先在入射点处先画出法线，再根据光的反射规律画出对应的反射光线或入射光线，标出入射角、反射角及箭头方向。 （4）已知入射光线、反射面及入射光线与反射面的夹角，直接根据已知的角度的大小确定发射光线与反射面的夹角。画出反射光线并标上这个角度及箭头方向即可，不必画法线，反之亦然。5、潜望镜的工作原理：光的反射。平面镜成像 1、平面镜成像特点：正立的虚像，像和物的大小相等，像和物关于镜面对称（轴对称图形）像和物对应点的连线和镜面垂直，到镜面距离相等；像和物上下相同，左右相反（镜中像的左手是人的右手，物体远离或靠近镜面像的大小不变，像也要随着远离或靠近镜面相同距离）。2、关于平面镜成像的实验：用玻璃板代替平面镜：便于观察和确定像的位置；刻度尺的作用：便于比较像与物到平面镜的距离关系；选取两段完全相同的蜡烛：为了比较像与物的大小关系；移去后面的蜡烛，并在所在的位置上放一光凭，则光凭上不能 接受到蜡烛烛焰的像，所以平面镜所成的像是虚像将蜡烛远离玻璃板时，它的像的大小不变。有3mm和2mm的两块玻璃板，应选择2mm厚的玻璃板做实验，玻璃板太厚，会看到两个像。玻璃板没有放正，倾斜放置，蜡烛与像不能完全重合。不容易找到像。该实验在较黑暗的环境中做效果好。3、水中倒影的形成的原因：平静的水面就好像一个平面镜，它可以成像（水中月、镜中花、水中的云，水中的鸟）；对实物的每一点来说，它在水中所成的像点都与物点“等距”，树木和房屋上各点与水面的距离不同，越接近水面的点，所成像亦距水面越近，无数个点组成的像在水面上看就是倒影了。（物离水面多高，像离水面就是多远，与水的深度无关）。4、平面镜成虚像的原因：物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚而是发散的，这些反射光线的反向延长线（画线时用虚线）相交成的像，不能呈现在光屏上，只能通过人眼观察到，故称为虚像（不是由实际光线会聚而成） 注意：进入眼睛的光并非来自像点，而是反射光。要求能用平面镜成像的规律（像、物关于镜面对称）和平面镜成像的原理（同一物点发出的光线经反射后，反射光的反向延长线交于像点）作光路图（作出物、像、反射光线和入射光线）；SS5、平面镜成像作图方法根据反射规律作图：步骤：如图所示。（1）从发光点S向平面镜引出两条入射光线；（2）在入射点作出两条入射光线的法线；（3）根据反射规律，反射角等于入射角，作出反射光线；OSS（4）作两条反射光线的反射延长线，找出交点S，S即是S的像。根据平面镜成像特点作图步骤：如图所示。（1）过S点作平面镜的垂线，交平面镜于O点。（2）在另一侧截取SO=OS，S点即为S的像。6、球面镜：凸面镜和凹面镜 以球外表面为反射面叫凸面镜，以球内表面为反射面的叫凹面镜； 凸面镜对光有发散作用，可增大视野（汽车上的观后镜，街头拐弯处的反光镜）；凹面镜对光有会聚作用（太阳灶，利用光路可逆制作手电筒的反光罩）1 2 3凹面镜反射后能获得平行光，如上图所示。凹面镜的应用：利用它会聚光线的特点，制作太阳灶、太阳能焊机、反射式望远镜；利用它产生平行光的特点制作手电筒、汽车头灯，探照灯等的反光面。光的折射一、光的折射光从一种介质斜射入另一种介质中时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。光的折射可分为两种情况：（1）光线斜射时，传播方向发生偏折；（2）光线垂直射向两种物质的界面时，传播方向不变，按原方向传播。二、光的折射规律光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，这就是光的折射规律。在折射现象中，光路是可逆的。三、用光的折射规律解释光的折射现象课本中列举了四个光的折射现象的例子，现利用光的折射规律等光学知识逐一进行分析说明。（1）鱼儿在清澈的水里面游动。所以有经验的渔民和学过光的折射规律的人，都知道只有瞄准鱼的下方，才能叉到鱼。（2）从上面看水、玻璃等透明介质中的物体，会感到物体的位置比实际位置要高一些。NNOSS空气空气玻璃砖SSOONN空气水（3）由于光的折射，池水看起来比实际的浅。（4） 把一块厚玻璃放在钢笔的前面，笔杆看起来好像“错位”了，这种现象也是光的折射引起的。光的色散 一、色散与三原色1、光谱：如图所示，让一束白光射向三棱镜，通过三棱镜偏折后照到白屏上，出现一条不同颜色依次排列的光带。这条光带叫做光谱。这个实验就是著名的色散实验。2、光的色散说明光是由各种光混合而成的。3、红、绿、蓝三色光混合能产生各种色彩，其中也包括白色，因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。4、品红、黄、青三色颜料混合能产生各种颜色，其中也包括黑色，因此把品红、黄、青三种颜色叫做颜料的三原色。色光的三原色与颜料的三原色的区别：（1）它们的原色组成不同：色光的三原色：红、绿、蓝。 颜料的三原色：品红、黄、青。（2）它们的混合规律不同：色光的三原色混合后为白色。 颜料的三原色混合后为黑色。（3）它们的混合原理不同：色光的混合原理是：两种色光混合后产生另一种色光。颜料的混合原理是：两种颜料混合后是它们能反射的色光，其余都被这两种颜色吸收掉了。看不见的光 可见光光谱以外，在红光以外还有红外线，紫光以外有紫外线，红外线、紫外线灯一般叫做不可见光。 （1）红外线 定义：在光谱的红光以外的部分叫做红外线 特性：A 热作用强。一切物体都在不断的发射红外线，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，也在不断的吸收红外线。B 穿透能力强：可穿透云雾。 作用：加热物品、红外遥感技术、遥控装置（2）紫外线 定义：光谱中紫外光以外的部分叫紫外线 特性：A 化学作用强：能使相机底片感光，能促进人体内维生素的吸收B 生理作用强：能杀死微生物，可用来杀菌荧光作用强：能使荧光物质发光，可用来验钞，进行防伪等。【难忘时刻-经典彩排】典例1 （2007重庆中考）中华民族有着悠久的文化历史，流传着许多朗朗上口、生动形象的诗句，在我们鉴赏这些忧美诗句的同时，常常能体会出其中蕴含的物理知识，对下列几种现象的解释。不正确的是 （ )A“湖光映彩霞”光的反射现象B“潭清疑水浅”光的折射现象C“风吹草低现牛羊”光的直线传播D“满架蔷薇一院香”分子间有相互作用力 解析：选D。“湖光映彩霞”，平静的湖面相当于平面镜，这是一种光的反射现象；“潭清疑水浅”是因为发生了光的折射；“风吹草低现牛羊”是由于光的直线传播；“满架蔷薇一院香”是分子运动的结果。典例2 （2011哈尔滨）小明用凸透镜先后两次观察书本上的字，看到如图所示两种情景.以下说法中正确的是 ( )A.甲图中成的是实像；乙图中成的是虚像B.甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外；乙图中书本在 凸透镜l倍焦距以内