第四章第四章 光现象光现象4.1光的直线传播光的直线传播4.2光的反射光的反射4.1光的直线传播【学习目标学习目标】1.了解光源，知道光源可分为天然光源和人造光源；了解光源，知道光源可分为天然光源和人造光源；2.重点掌握光在同一种均匀的介质中沿直线传播；重点掌握光在同一种均匀的介质中沿直线传播；3.利用光的直线传播解决实际问题，如：用来解释利用光的直线传播解决实际问题，如：用来解释影子的形成、日食、月食等现影子的形成、日食、月食等现象；象；4.知道光在真空中和空气中的传播速度，知道光在知道光在真空中和空气中的传播速度，知道光在其他介质中的传播速度比在真空中的速度小。其他介质中的传播速度比在真空中的速度小。 光源：能够自行发光的物体叫做光源光源月亮不是光源斧头鱼斧头鱼灯笼鱼灯笼鱼水母水母灯笼鱼灯笼鱼水母斧头鱼斧头鱼萤火虫萤火虫这些都是天然光源这些都是天然光源北极光北极光这些是人造光源光源的分类光源的分类天然光天然光源源:人造光人造光源：源：注意：月亮不是光源。注意：月亮不是光源。太阳、萤火虫、水母、电鳗等等太阳、萤火虫、水母、电鳗等等开着的灯、点燃的蜡烛等等开着的灯、点燃的蜡烛等等走向生活1 1、下列物体一定不属于光源有（、下列物体一定不属于光源有（ ） A A、星星、星星 B B、课本、课本 C C、礼花、礼花 D D、航标灯、航标灯2 2、在恒星、火把、烛光鱼、发光二极管等光源、在恒星、火把、烛光鱼、发光二极管等光源 中中, ,属于天然光源的有属于天然光源的有_，属，属 于人造光源的有于人造光源的有_._. B恒星和烛光鱼火把和发光二极管看看下面的图看看下面的图片片光光线线射射入入树树林林光的传播实例光的传播实例 海洋中的光柱海洋中的光柱光的直线传播光的直线传播同种同种* *光在光在中是沿直线传播的中是沿直线传播的均匀介质均匀介质*光能在真空中传播，说明光的传播光能在真空中传播，说明光的传播 并不依靠介质并不依靠介质 三、光线：在物理学中，用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，将这条带箭头的直线称为光线。方向传播路径点光源发出的光平行光源发出的光要点诠释：要点诠释：1.光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具，它是一个理想模型，而不是真实存在的。2.人眼能看到东西是由于光进入人的眼睛。 类型一、光的直线传播类型一、光的直线传播 1下列现象中,不能用光的直线传播来解释的是（ ）A.不透明的物体被光照射时，后面有影子B.射击时，常提到的三点一线C.木匠检查木板是否平直时，总是闭上一只眼睛用另一只眼睛沿着木板长度的方向看去 D.早晨看到刚刚升起的太阳，其实太阳还在地平线之下【答案】D【变式1】关于光的传播规律下面说法正确的是（ ）A.光只在真空中沿直线传播 B.光在同种介质中沿直线传播C.光在同种均匀介质中沿直线传播 D.光在任何情况下都是沿直线传播【答案】C课堂巩固练习：课堂巩固练习：1、立竿见影，就是把竹竿竖在太阳下，立刻就能看见它的影子，如果将竹竿移动，影也随之移动，这说明：由于光 使竹竿形成影子。 沿直线传播2、做广播操排队时，站在后面的同学看到、做广播操排队时，站在后面的同学看到前面的一位同学挡住了前面所有的人，队就前面的一位同学挡住了前面所有的人，队就排直了，它可以用排直了，它可以用 的道理来解释。的道理来解释。光沿直线传播光沿直线传播3、为了检验瓦工砌的墙是否平直，有经验、为了检验瓦工砌的墙是否平直，有经验的人常在晚上点燃一支蜡烛，紧贴所砌的的人常在晚上点燃一支蜡烛，紧贴所砌的墙，如果发现墙面都是亮的而无黑暗处，墙，如果发现墙面都是亮的而无黑暗处，就表示墙面平直，这是就表示墙面平直，这是 的应的应用。用。光沿直线传播光沿直线传播1.影子的形成：影子的形成： 光光在在传播过程中，遇到不透传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面便产明的物体，在物体后面便产生影。生影。光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面便产生“影”（2）日食、月食：日食：发生日食时，太阳、月球、地球在同一条直线上，月球在中间，在地球上月球本影里的人看不到太阳的整个发光表面，这就是日全食，如区。在月球半影里的人看不到太阳某一侧的发光表面，这就是日偏食，如区，在月球本影延长的空间即伪本影里的人看不到太阳中部发出的光，只能看到太阳周围的发光环形面，这就是日环食，如区。月食：发生月食时，太阳、地球、月球同在一条直线上，地球在中间，如下图所示。当月球全处于区时，地球上夜晚的人会看见月全食；若月球部分处于本影区、部分处于半影区时，地球上夜晚的人会看见月偏食，但要注意，当月球整体在半影区时并不发生月偏食。日食日食太阳太阳月球地球地球月食月食太阳太阳地球地球月球小孔成像小孔成像返回小孔成像小孔成像补充：补充： 小孔所成像是小孔所成像是倒立倒立的的实像实像，像的，像的大小与孔与光屏间的距离决定，距离大小与孔与光屏间的距离决定，距离越大，所成的像也越大。世界上最早越大，所成的像也越大。世界上最早的照相机的照相机针孔照相机就是利用这针孔照相机就是利用这个原理制成的。个原理制成的。小孔成像所成的像与小孔成像所成的像与孔的形状孔的形状无无关关,但与孔的大小有关但与孔的大小有关2、光沿直线传播的应用（1）利用激光准直引导掘进机直线前进。（2）排队时看齐。（3）射击瞄准，瞄准点、准星、缺口三点一线。类型二、小孔成像类型二、小孔成像2.点燃的蜡烛放在距小孔a处，它成像在距小孔b的半透明纸上，且a大于b。则半透明纸上的像是（）A倒立、放大的虚像 B正立、缩小的虚像 C倒立、缩小的实像 D正立、放大的实像【答案】C 【变式】（多选）在纸上剪一个很小的方形孔，让太阳光垂直照在方形孔上，那么地面上产生的光斑（ ）A.是方形的 B.是圆形的 C.它是太阳的像 D.是长方形的【答案】BC类型三、光的直线传播作图类型三、光的直线传播作图3.下图中，S是光源，A是不透明的物体，L是竖直墙面，试画出光源S照不到墙面的范围。【变式】“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉吧！你能解释为什么“坐井观天，所见甚小”吗？你能根据光的直线传播原理画图说明吗？【答案】如图所示：井底之蛙只能看到灰色部分。打开灯，房打开灯，房间立刻被照间立刻被照亮，光传播亮，光传播不需要时间不需要时间不一定！也可能是不一定！也可能是光传播得太快人们光传播得太快人们无法觉察到无法觉察到你支持谁的观点你支持谁的观点呢呢?结果表明：光传播需要时间。结果表明：光传播需要时间。 真空中，光的传播速度是真空中，光的传播速度是3108m/s。 空气中，光的传播速度空气中，光的传播速度接近于接近于真空中的传播速度。真空中的传播速度。 光在其他介质中的速度比在真光在其他介质中的速度比在真空中的速度小。空中的速度小。声声 、光、光 赛跑赛跑在空气中的速度：在空气中的速度：340米米/秒秒在在真空中不能传播真空中不能传播声声音音在在真空中最快：真空中最快：c=3108 米米/秒秒在空气中的速度：约在空气中的速度：约3108 米米/秒秒光光在水中的速度约是真空中的在水中的速度约是真空中的3/4在玻璃中的速度约是真空中的在玻璃中的速度约是真空中的2/3四:天文上使用的天文上使用的长度长度单位单位光年光年-光在一年里传播的光在一年里传播的距离距离.1光年光年=光速光速 1年时间年时间=9 1012千米千米课堂连习1、运动会上、运动会上100m赛跑时，计时员根据发令枪发赛跑时，计时员根据发令枪发出的烟火计，而不是根据听到枪声计时，这是因出的烟火计，而不是根据听到枪声计时，这是因为为_的缘故。的缘故。2、天气晴朗时，看到树荫下有许多圆形的光斑，、天气晴朗时，看到树荫下有许多圆形的光斑，它们是：（它们是：（ ） A、太阳的像、太阳的像 B、树叶的像、树叶的像 C、树叶间隙的像、树叶间隙的像 D、太阳的影子、太阳的影子光在空气中的传播速度大于声音在空气中的传播速度光在空气中的传播速度大于声音在空气中的传播速度A巩固练习一巩固练习一1、在同种均匀介质中，光是沿、在同种均匀介质中，光是沿_传播传播的。激光准直利用了的。激光准直利用了_的原理。的原理。 直线直线光的直线传播光的直线传播 2、排纵队时，如果看到自己前面一位同学挡住了、排纵队时，如果看到自己前面一位同学挡住了前面所有的人，队就排直了，这可以用前面所有的人，队就排直了，这可以用_ 来解释。来解释。 光在空气中沿直线传播光在空气中沿直线传播 3、光在真空中的传播速度为、光在真空中的传播速度为_m/s，光光在其它介质中的传播速度比在真空中的传播速度在其它介质中的传播速度比在真空中的传播速度_(填填“快快”或或“慢慢”)。3108 慢慢4、下列物体中不属于光源的是：、下列物体中不属于光源的是：( )A、水母水母 B、蜡烛蜡烛 C、月亮月亮 D、电灯电灯C5、下列说法正确的是：、下列说法正确的是：( )A光是沿直线传播的光是沿直线传播的B太太阳阳光光射射不不到到影影子子里里，是是因因为为光光的的传传播播路路线线是是直的直的C太阳和月亮都是光源太阳和月亮都是光源D光的传播速度是光的传播速度是3108m/sB6、阴雨天打雷时、阴雨天打雷时, 总是先看到闪电总是先看到闪电, 后听到雷声后听到雷声, 这这是因为是因为 ：( )A打雷时打雷时, 先发出闪电后发出雷声先发出闪电后发出雷声B虽虽然然闪闪电电和和雷雷声声同同时时传传播播，但但因因光光的的传传播播速速度度远远远大于声音的传播速度远大于声音的传播速度C闪闪电电和和雷雷声声同同时时传传播播，但但人人对对声声音音反反应应要要比比对对闪闪电反应慢电反应慢D无法解释上述现象无法解释上述现象B 7、下下列列不不能能用用光光的的直直线线传传播播来来解解释释的的现现象象是是：( )A日食和月食日食和月食B影的形成影的形成C小孔成像小孔成像D发生雷电时，先看到闪电，然后才能听到雷发生雷电时，先看到闪电，然后才能听到雷鸣声鸣声 D4.2 光的反射光的反射【学习目标学习目标】1.了解光在物体表面可以发生反射；了解光在物体表面可以发生反射；2.掌握光的反射定律，并能用光的反射定律掌握光的反射定律，并能用光的反射定律解决实际问题；解决实际问题；3.理解在反射现象中光路的可逆性；理解在反射现象中光路的可逆性；4.知道镜面反射和漫反射的区别。知道镜面反射和漫反射的区别。1.1.我们为什么能看到太阳、我们为什么能看到太阳、电灯电灯等物体？等物体？2.2.我们为什么还能看到教室、人、书本等我们为什么还能看到教室、人、书本等 这些本身这些本身不发光不发光的物体？的物体？3.3.日常生活中我们看到的那些现象是光的日常生活中我们看到的那些现象是光的 反射现象？反射现象？一、光的反射一、光的反射 光照射到光照射到两种介质的分界面两种介质的分界面时，有一时，有一部分光会被反射，回到部分光会被反射，回到原来的介质中原来的介质中传播，传播，这种现象叫做这种现象叫做光的反射光的反射。问题：问题： 发生发生光的反射光的反射现象时遵循那些规律？现象时遵循那些规律？OANBir入射光线入射光线AO，反射光线，反射光线OB ，入射点，入射点O，法线，法线ON(要注意字母的顺序和线的虚实要注意字母的顺序和线的虚实 )i-入射角入射角, r- 反射角反射角先认识几个名词先认识几个名词光的反射定律光的反射定律S法法线线入入射射光光线线反反射射光光线线0入入射射点点入入射射角角反反射射角角实验：探究光的反射规律实验：探究光的反射规律猜一猜：猜一猜：三线有何关系？三线有何关系？两角有何关系？两角有何关系？（1）提出问题：光在反射时遵循什么规律）提出问题：光在反射时遵循什么规律？（反射光沿什么方向射出）？（反射光沿什么方向射出）（2）实验器材：激光笔、白色硬纸板、平）实验器材：激光笔、白色硬纸板、平面镜、量角器等。面镜、量角器等。 ENF入射光线反射光线OM把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于垂直于镜面，镜面， 在纸板上画出两条入射光线，用激光笔沿入射光线射入，在纸板上画出两条入射光线，用激光笔沿入射光线射入，找到对应的反射光线。找到对应的反射光线。 ENF入射光线反射光线OM观察两组反射光线和入射光线，猜想反射光线和入观察两组反射光线和入射光线，猜想反射光线和入射光线的位置关系：射光线的位置关系： NF入射光线OME把纸板把纸板NOF向前折或向后折，观察还能看到反射向前折或向后折，观察还能看到反射光线吗？光线吗？ NF入射光线OME结论一：入射光线与反射光线、法线在同一平面结论一：入射光线与反射光线、法线在同一平面ENFOMi=30, r=30取下纸板，用量角器测量角取下纸板，用量角器测量角i和和r。 riENFOMi=45, r=45irENFOM结论二：入射光线和反射光线分居法线两侧；结论二：入射光线和反射光线分居法线两侧；结论三结论三:反射角等于入射角。反射角等于入射角。i=60, r=60ir反射光线、入射光线和法反射光线、入射光线和法线在同一平面内线在同一平面内光的反射定律光的反射定律反射光线和入射光线分居反射光线和入射光线分居法线两侧法线两侧 反射角等于入射角反射角等于入射角（注意顺序！）（注意顺序！）问题：如果让反射光线逆着入射光线的方向照射到平面镜上，我们会看到什么？1.（三线共面）2.（法线居中）3.（两角相等）入射光线AO,反射光线OB,法线ON,入射角r,反射角rOANBirr = i反射光线、入射光线和法反射光线、入射光线和法线在同一平面内线在同一平面内光的反射定律光的反射定律反射光线和入射光线分居反射光线和入射光线分居法线两侧法线两侧 反射角等于入射角反射角等于入射角（注意顺序！）（注意顺序！）4. 在反射现象中，光路是可逆的在反射现象中，光路是可逆的1.（三线共面）2.（法线居中）3.（两角相等）1、如图一，AO是_线，BO是_ 线，ON是_线，AON是_ 角， BON是_角。ONAB图一练习：入射光入射光反射光反射光法法入射入射70701402、如图二，入射光线与镜面夹角为20，则入射角等于_ ，反射角等于_ ，入射光线与反射光线的夹角等于_。图二20反射例一、已知图中入射光线，请画出反射光线。步骤：1、先在反射面上标出入射点、先在反射面上标出入射点O 2、过入射点画出反射面的垂直线过入射点画出反射面的垂直线ON，即法线。即法线。 3、根据光的反射定律，反射角等于入射角画、根据光的反射定律，反射角等于入射角画出反射光线。如下图出反射光线。如下图NONO60O练习3、画出下图的反射光线练习4、画出下图的入射光线例二、已知反射光线与入射光线成90O夹角如图甲所示，请画出镜面的位置。 图甲步骤：1、根据已知条件作图如甲。 2、画出反射光线与入射光线的角平分线，即法线ON（如图乙） 3、根据法线与反射面垂直，画出镜面。（如图丙）ON图乙ON图丙练习练习5 5、如图、如图, ,太阳光与水平地面成太阳光与水平地面成30300 0，现在用，现在用一平面镜把太阳光反射到竖直的井底。画出平面一平面镜把太阳光反射到竖直的井底。画出平面镜的位置及镜面与水平方向所夹的角度大小。镜的位置及镜面与水平方向所夹的角度大小。练习6、一条光线垂直入射到平面镜上时，作图说明：（1）入射角为多大？反射角又是多大？（2）若保持光的传播方向不变，而将平面镜沿逆时针方向转动20角，则反射光线与水平面的夹角为多大？光的反射应用 潜望镜显微镜的反光镜是哪一种镜子？1.镜面反射镜面反射：光线照到平滑的表面上（如：平静：光线照到平滑的表面上（如：平静的水面、抛光的金属面、平面镜），发生镜面反的水面、抛光的金属面、平面镜），发生镜面反射。这时入射光平行，反射光也平行，其他方向射。这时入射光平行，反射光也平行，其他方向没有反射光。没有反射光。2、漫反射漫反射：光线照到凸凹不平的表面上，：光线照到凸凹不平的表面上，发生漫反射。凸凹不平的表面会把光线向发生漫反射。凸凹不平的表面会把光线向四面八方反射。四面八方反射。要点诠释：要点诠释：镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。日常生活中见到的反射绝大多数是漫反射。如：黑板上的字。我们能从不同角度看到本身不发光的物体，是因为光在物体的表面发生漫反射。 1.1.已知图已知图1 1中一束光线与镜面成中一束光线与镜面成6060角射到角射到 平面镜上，则入射角是平面镜上，则入射角是_，反射角是，反射角是 _，反射光线和入射光线的夹角是，反射光线和入射光线的夹角是 _度。度。2.2.图图2 2中，如果入射光线沿中，如果入射光线沿BOBO射到镜面上，射到镜面上， 则根据反射时光路是则根据反射时光路是_的，反射光线的，反射光线 一定沿一定沿_射出。射出。3.3.画出图画出图3 3中的入射光线，并标出入射角、中的入射光线，并标出入射角、 反射角及其大小。反射角及其大小。 4.4.完成图完成图4 4中的光路图。中的光路图。5.5.图图5 5为同一条光线的入射光线和反射光为同一条光线的入射光线和反射光 线，请画出平面镜。线，请画出平面镜。 40o30o图4图3图57.7.光线射到水平放置的平面镜上，与镜面成光线射到水平放置的平面镜上，与镜面成 6060角，当入射角增加角，当入射角增加5 5后，则后，则 （ ） A.A.反射光线与入射光线的夹角为反射光线与入射光线的夹角为1010 B. B.反射光线与入射光线的夹角为反射光线与入射光线的夹角为6565 C. C.反射角为反射角为3535 D. D.反射角为反射角为65658 8、一个雨后的晚上，天刚放晴，地面虽干，、一个雨后的晚上，天刚放晴，地面虽干，但仍留有不少水潭，为了不致踩在水潭里，下但仍留有不少水潭，为了不致踩在水潭里，下面的判断正确的是：（面的判断正确的是：（ ） A A、迎着月光走时，地面上发亮处是水潭迎着月光走时，地面上发亮处是水潭B B、迎着月光走时，地面上暗处是水潭迎着月光走时，地面上暗处是水潭C C、背着月光走时，地面上发亮处是水潭背着月光走时，地面上发亮处是水潭 D D、背着月光走时，地面上暗处是水潭。背着月光走时，地面上暗处是水潭。9、入射光线与镜面的夹角由90O减小到60O时，反射角（ ）A、由90O减小到30 O B、由30O增大到90O C、由30O减小到0 O D、由0O增大到30O9、补充下图。120OD