光現(xiàn)象最全面綜合復(fù)習(xí).doc

專題三 光現(xiàn)象綜合復(fù)習(xí) 重難點(diǎn)突破經(jīng)典例題1 如圖5-2甲所示，S為點(diǎn)光源S在平面鏡MN中的像，SA為光源S發(fā)出的一條光線，請(qǐng)畫出平面鏡MN，并完成光線SA的光路。 精析：本題關(guān)鍵是根據(jù)平面鏡成像的對(duì)稱性，即像與物體的連線與平面鏡垂直，像與物體到鏡面的距離相等，連接SS并作其中垂線就是平面鏡的位置（如圖5-2乙所示），其他問(wèn)題則迎刃而解。答案如圖5-2乙所示。經(jīng)典例題2 一平面鏡與水平桌面成45角，一小球以1m/s的速度沿桌面向平面鏡勻速滾去（如圖5-3 所示），則小球在平面鏡里的像（） A以1m/s的速度做豎直向上運(yùn)動(dòng)； B以1m/s的速度做豎直向下運(yùn)動(dòng)； C以2m/s的速度做豎直向上運(yùn)動(dòng)； D以2m/s的速度做豎直向下運(yùn)動(dòng)。 精析：解題關(guān)鍵是判斷小球在平面鏡中的像是怎樣運(yùn)動(dòng)的。如圖5-3乙所示，設(shè)小球從桌面A滾動(dòng)到B，根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，分別作出小球在平面鏡中的像A和B，可以知道A和B位于豎直方向，且有ABAB。所以小球在鏡中的像以1m/s的速度做豎直向下的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確。 重難點(diǎn)突破 二、平面鏡成像的原理如圖5-4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)入眼睛，看起來(lái)就覺(jué)得這些光線好像是從它們?cè)阽R后延長(zhǎng)線的交點(diǎn)S射出來(lái)的。人們會(huì)感覺(jué)像S出真有一個(gè)光源一樣，如圖5-4所示。S就是S在鏡中的像，但是鏡子后面實(shí)際上并沒(méi)有這個(gè)發(fā)出光線的點(diǎn)，所以叫為虛像。物體上每個(gè)點(diǎn)在鏡子里都有一個(gè)像點(diǎn)，所有像點(diǎn)就組成整個(gè)物體的虛像。 重難點(diǎn)突破 四。平面鏡的應(yīng)用 （1）利用平面鏡可以改變光的傳播方向，起到控制光路的作用。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。（2）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)，利用平面鏡成像增強(qiáng)寬敞明亮的空間效果。（3）利用平面鏡反射光來(lái)使微小形變放大，以便觀察。2. 作物體的像給出物體和平面鏡，作出平面鏡內(nèi)物體的像。經(jīng)典例題4如圖5-9所示，物體AB上的B點(diǎn)在平面鏡里所成的像在B點(diǎn)，在圖中畫出平面鏡的位置和物體AB在平面鏡中的像AB。解析：根據(jù)平面鏡成像的規(guī)律，物體和平面鏡內(nèi)的像是關(guān)于鏡面對(duì)稱的。所以，平面鏡所在的直線是物體和像的對(duì)應(yīng)點(diǎn)連線的垂直平分線。連接BB，做出BB的垂直平分線就是平面鏡所在的位置，再根據(jù)平面鏡位置和成像特點(diǎn)確定點(diǎn)A的像，連接AB即為物體的像，結(jié)果如圖5-10所示。3. 確定反射面或平面鏡利用光的反射規(guī)律和光線關(guān)系確定反射面，以及平面鏡成像的圖例中，確定平面鏡的位置。經(jīng)典例題5小明用平面鏡將一束太陽(yáng)光反射到豎井中，如圖5-11所示。請(qǐng)?jiān)趫D上作出平面鏡的位置，并標(biāo)出鏡面與水平面夾角的度數(shù)。解析：根據(jù)光的反射定律中反射角等于入射角可知，反射光線和入射光線的夾角是120，則反射角和入射角分別是60，由此可確定出法線，再作出法線的垂線，即平面鏡所在的位置。具體做法如圖5-12所示。4. 確定光源或物體位置平面鏡成像的原理是光的反射，可以根據(jù)這個(gè)原理在平面鏡和反射光路中確定光源或物體的位置。經(jīng)典例題6有一光源S在平面鏡前，經(jīng)平面鏡的兩束反射光如圖5-13所示，請(qǐng)你根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)確定光源位置，并完成光路圖。解析：光源發(fā)出的光，被鏡面反射后，我們可看成是由物體的像發(fā)出的，利用此特點(diǎn)可以很方便的找到光源。反向延長(zhǎng)兩條反射光線，其交點(diǎn)為光源的像，然后利用平面鏡的成像特點(diǎn)，確定光源位置，完成反射光路，具體作法如圖5-14所示。折射光線，入射光線和法線在同一平面內(nèi)。折射光線和入射光線分居與法線兩側(cè)。 光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角，屬于近法線折射。 光從水中或其他介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，屬于遠(yuǎn)法線折射。 光從空氣垂直射入（或其他介質(zhì)射出），折射角=入射角= 0 度。3、在折射時(shí)光路是可逆的。4、應(yīng)用：從空氣看水中的物體，或從水中看空氣中的物體看到的是物體的虛像，看到的位置比實(shí)際位置 高 練習(xí)：池水看起來(lái)比實(shí)際的 淺 是因?yàn)楣鈴?水中斜射向 空氣中時(shí)發(fā)生折射，折射角大于入射角。藍(lán)天白云在湖中形成倒影，水中魚兒在“云中”自由穿行。這里我們看到的水中的白云是由 光的反射 而形成的 虛像 ，看到的魚兒是由是由光的折射而形成的 虛像 。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情況：（1）光線斜射時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折；（2）光線垂直射向兩種物質(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（1）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。（2）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)，不論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。（3）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。（4）光的折射規(guī)律與光的反射規(guī)律的區(qū)別：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)生改變。（5）法線的重要地位：它具有雙重身份，（1）它是兩種介質(zhì)分界面得垂線；（2）它是作圖中畫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)象課本中列舉了四個(gè)光的折射現(xiàn)象的例子，現(xiàn)利用光的折射規(guī)律等光學(xué)知識(shí)逐一進(jìn)行分析說(shuō)明。（1）魚兒在清澈的水里面游動(dòng)，可以看得很清楚，然而，沿著你看見(jiàn)魚的方向去叉它，卻叉不到。有經(jīng)驗(yàn)的漁民都知道，只有瞄準(zhǔn)魚的下方才能把魚叉到。如圖所示，根據(jù)光的折射規(guī)律，水中魚漫反射出的兩條光線斜射到介質(zhì)分界面處發(fā)生偏折，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)線上看到了魚在水中的虛像，像在魚的上方。所以有經(jīng)驗(yàn)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)魚的下方，才能叉到魚。（2）從上面看水、玻璃等透明介質(zhì)中的物體，會(huì)感到物體的位置比實(shí)際位置要高一些。如圖所示，根據(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，卻只看到了S的虛像S。S在S的上方，所以會(huì)感到物體的位置比實(shí)際位置高一些。（3）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，看到清澈見(jiàn)底、深度不過(guò)齊腰的水時(shí)，千萬(wàn)不要貿(mào)然下水，以免因?yàn)閷?duì)水深估計(jì)不足，驚慌失措，發(fā)生危險(xiǎn)。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。如圖所示，在池底取一點(diǎn)S，S反射的光線斜射到水面，根據(jù)光的折射規(guī)律，該斜射光線在水面發(fā)生偏折，折向水面，人眼逆著折射光線，在其反向延長(zhǎng)線交點(diǎn)處看到S的虛像S，S在S上方，離水面偏近了，所以池水看起來(lái)不實(shí)際要淺。SSOONN空氣水NNOSS空氣空氣玻璃磚（1）、（2）、（3）都可用上左圖（4）把一塊厚玻璃放在鋼筆的前面，筆桿看起來(lái)好像“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，根據(jù)光的折射規(guī)律，S反射的光斜射到空氣和玻璃交界處發(fā)生偏折，偏向法線方向并繼續(xù)在玻璃中傳播，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)線上只看到S的虛像S，S偏離開(kāi)S一段距離，如果對(duì)比著玻璃磚下來(lái)被擋住的其他部分看，S的確發(fā)生了“錯(cuò)位”。透鏡及其應(yīng)用1. 凸透鏡和凹透鏡對(duì)光的作用凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用；凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。2. 凸透鏡和凹透鏡對(duì)三種特殊光線的作用（1）平行于主軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后過(guò)凸透鏡另一側(cè)的焦點(diǎn)，如圖1所示；平行于主軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線的反向延長(zhǎng)線過(guò)凹透鏡的焦點(diǎn)，如圖2所示。（2）經(jīng)過(guò)透鏡光心的光線，傳播方向不變。（3）經(jīng)過(guò)凸透鏡焦點(diǎn)的光線，經(jīng)凸透鏡折射后平行于主軸射出，如圖5所示；入射光線的延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)凹透鏡焦點(diǎn)的光線，經(jīng)凹透鏡折射后平行于主軸射出，如圖6所示。3. 凸透鏡成像規(guī)律物體到凸透鏡的距離叫物距，用字母u表示；像到凸透鏡的距離叫像距，用字母v表示；凸透鏡的焦距用字母f表示。透鏡焦距（焦距f ）物體到凸透鏡的距離（物距u）像到凸透鏡的距離（像距v）像的性質(zhì) 正立或倒立放大或縮小虛像或?qū)嵪駀=10cmu2ffv2f倒立縮小實(shí)像u=2fv=2f倒立等大實(shí)像fu2f倒立放大實(shí)像u=f不成像或者說(shuō)像在無(wú)窮遠(yuǎn)處uu正立放大虛像說(shuō)明：1.像是放大的實(shí)際上是說(shuō)像和物體相比較而言像比物體大，是一個(gè)狀態(tài)；像變大的實(shí)際上是說(shuō)，物體開(kāi)始成的像和后來(lái)成的像相比較而言，后來(lái)成的像比開(kāi)始成的像大，此時(shí)像可能是放大的也可能是縮小的（即像可能比物體大也可能比物體?。?，只不過(guò)后來(lái)成的像比開(kāi)始成的像大了而已，是一個(gè)過(guò)程。2.像距和物距是同時(shí)變化的。像的變化情況和像距的變化情況是相同的，即像變大時(shí)像距變大，像變小時(shí)像距變小。3.實(shí)像能呈現(xiàn)在光屏上或用眼睛看到、能使感光膠片曝光；虛像不能呈現(xiàn)在光屏上，但是透過(guò)凸透鏡可以看到物體正立、放大的虛像。4.凸透鏡成像規(guī)律是光學(xué)的重點(diǎn)知識(shí)之一，我們可以用以下方法歸納整理。 圖解法 當(dāng)u2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像 凸透鏡成像的規(guī)律 當(dāng)fu2f時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像 當(dāng)u2f時(shí)，光屏上得到一個(gè)清晰、倒立、縮小的 像（選填“虛”或“實(shí)”）；若想得到一個(gè)清晰放大的實(shí)像，蠟燭應(yīng)向 凸透鏡的方向移動(dòng)，同時(shí)光屏應(yīng)向 凸透鏡的方向移動(dòng)（兩空都選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）；若無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏都不能得到蠟燭的像，說(shuō)明u f（選填“”、“=”或“”）。10.在“凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，小華同學(xué)進(jìn)行了如下兩個(gè)探究：物距u/cm實(shí)驗(yàn)序號(hào)焦距fcm像距v/cm1518172103031260（1）為研究像距與焦距的關(guān)系，他選用焦距不同的三個(gè)凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如右表分析表中數(shù)據(jù)可知，保持物距不變時(shí)，焦距越大，則像距越 大 (選填：“大”或“小”)；(2)小華用若干個(gè)發(fā)光二極管組成形狀如“E”的發(fā)光物體，如圖17(甲)所示將發(fā)光物體、凸透鏡和光屏依次組裝到光具座上并調(diào)整好，在光屏上成的像如圖17(乙)所示如果只將“E，換成“R”，并在同一位置觀察，光屏上成的像應(yīng)是圖17(丙)中的 4 放大 (填數(shù)字序號(hào))11在“凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)探究中。 (1)讓凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)，通過(guò)透鏡的太阻光能聚集于一點(diǎn)，測(cè)得該點(diǎn)到凸透鏡中心的距離是10 cm，則該凸透鏡的焦距為_(kāi)cm。 (2)如圖8所示，把蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在桌面上，點(diǎn)燃蠟燭，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同_、同一直線上。 (3)某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示。由表中數(shù)據(jù)分析得知：當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，凸透鏡成倒立、_的實(shí)像。該實(shí)像_(選填“能”或“不能”)直接用光屏承接。（2）小明同學(xué)用一個(gè)焦距未知的凸透鏡、蠟燭、光屏探究凸透鏡成像規(guī)律.由圖13可知,凸透鏡的焦距是_實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在_如圖14所示，若在光屏上（光屏未畫出）能得到清晰放大的燭焰實(shí)像，則蠟燭可能置于透鏡左邊a、b、c、d四點(diǎn)中的_點(diǎn)上，此成像特點(diǎn)可應(yīng)用在_機(jī)上 小明依次將蠟燭、凸透鏡、光屏放置在光具座上，按的要求調(diào)整好三者中心的位置，但無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏上始終都沒(méi)能看到燭焰所成的像原因可能是（寫出一個(gè)原因即可）_ 12為了探究光反射