光現(xiàn)象知識(shí)點(diǎn)

其次章光現(xiàn)象學(xué)問點(diǎn)第一節(jié)光的傳播一、光源能夠發(fā)光的物體叫光源。光源有好多種；按形成緣由分，可分為自然光源和人造光源；按發(fā)光原理分，可分為熱光源和冷光源。自然光源：太陽、螢火蟲、燈籠魚、斧頭魚、烏賊、水母等。人造光源：手電筒、火把、油燈、蠟燭、白熾燈、日光燈、霓虹燈以及鈉燈、汞燈、氖燈等。熱光源：太陽、手電筒、火把、油燈、蠟燭、電燈等。冷光源：螢火蟲、燈籠魚、斧頭魚、烏賊、水母等。【留意】月亮不是光源，月亮本身不發(fā)光，只是反射太陽的光。二、光的直線傳播光在真空中或均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。常見的均勻介質(zhì)如：空氣、水、玻璃等。【留意】光在不均勻介質(zhì)中如不均勻的空氣、不同介質(zhì)的界面處，傳播方向發(fā)生轉(zhuǎn)變。三、光的速度與光年真空中的光速是宇宙最快的速度，c=3×108m/s?？諝庵械墓馑俾孕∮谡婵罩械墓馑?，約為3×108m/s；光在水中的速度約為真空中光速3/42/3。光年是光在一年里傳播的距離，因此，光年是距離的單位。1光年=9.4608×1015m。其次節(jié)光的反射一、光的反射光遇到水面、玻璃以及其他任何物體的外表都會(huì)發(fā)生反射。我們看到不發(fā)光物體，都是由于它的外表能反射，反射光進(jìn)入人的眼睛，人就看到了物體。NANAB入射光線i r反射光線O二、光的反射規(guī)律1ON叫做法線；如下圖，i叫做入射角；反射光線與法r叫做反射角。2、光的反射規(guī)律在放射現(xiàn)象中，反射角等于入射角，在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的?！咎骄俊抗獾姆瓷湟?guī)律提出問題：光在反射時(shí)遵循什么規(guī)律？也就是說，反射光線沿什么方向射出？設(shè)計(jì)試驗(yàn)：如下圖，把一個(gè)平面鏡放在桌面上，ON垂直于鏡面。用紅色激光手電，沿莫一角度緊貼紙板向O點(diǎn)射出入射光線，觀看反射光線的位置和分向，從而總結(jié)出光的反射規(guī)律。紅色激光筆等?！?〕用激光手電放射一束紅光，貼著垂直放置在平面鏡上的紙板，沿某一個(gè)角度射到O點(diǎn)，經(jīng)平面鏡反射，沿另一方向射出，在紙板上用筆描出入射光與反射光的〔2〕轉(zhuǎn)變光束的入射方向，重做兩次。分別用不同顏色的筆，記錄光的徑跡〔3〕用激光手電從反射光線一側(cè)逆著照過去，覺察光線可以延原路返回去〔4〕取下紙板，用量角ONi和r。試驗(yàn)記錄：將數(shù)據(jù)記錄于下面的表格中次數(shù)次數(shù)1231〕分析表中數(shù)據(jù)可以看出，反射角r與入射角i角r始終等于入射角〔2〕在光的反射過程中，光路是可逆的。得出結(jié)論：光的反射規(guī)律：在反射現(xiàn)象中，反射角等于入射角；在反射現(xiàn)象中光路是可逆的。3、漫反射和鏡面反射凹凸不平的外表把光線向著四周八方反射，這種反射叫做漫反射。陽光射到鏡子上，迎著反射光的方向可以看到刺眼的光，這是由于射到鏡子上的平行光線反射后仍舊是平行的。光滑鏡面的反射叫做鏡面反射。漫反射和鏡面反射都遵守光的反射規(guī)律。4、如何畫反射光線或入射光線畫反射光線或入射光線完成光路圖的依據(jù)是光的反射規(guī)律。反射面、入射光線、入射角時(shí)只要依據(jù)光的反射規(guī)律畫出反射光線，并標(biāo)上箭頭表示方向即可，反射光線的起點(diǎn)是入射點(diǎn)。標(biāo)明入射角、反射角。入射面、入射光線或放射光線時(shí)，應(yīng)先在入射點(diǎn)處先畫出法線，再依據(jù)光的反射規(guī)律畫出對(duì)應(yīng)的反射光線或入射光線，標(biāo)出入射角、反射角及箭頭方向。入射光線、反射面及入射光線與反射面的夾角，直接依據(jù)的角度的大小30°30°30°第三節(jié)平面鏡成像一、平面鏡成像的特點(diǎn)反射面是光滑平面的鏡子叫做平面鏡，平面鏡對(duì)光具有良好的反射力量，它是利用光的像是虛像；②像和物體的大小相等；③物點(diǎn)到對(duì)應(yīng)像點(diǎn)的連線與鏡面垂直；④物和對(duì)應(yīng)點(diǎn)的鏡面的距離相等；⑤像與物左右相反。從數(shù)學(xué)對(duì)稱的角度來看，平面鏡成像的以上五個(gè)特點(diǎn)可歸結(jié)為一句話：物體和像關(guān)于鏡面是對(duì)稱的。平面鏡的應(yīng)用利用平面鏡可以轉(zhuǎn)變光的傳播方向，起到掌握光路的作用。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)，利用平面鏡把太陽光反射到室內(nèi)改善光照條件。利用平面鏡來成像：如制作各種鏡子，商場(chǎng)和家庭裝修時(shí)，利用平面鏡成像增加寬闊光明的空間效果。利用平面鏡反射光來使微小形變放大，以便觀看。二、平面鏡成像的原理S′如圖甲所示，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)SS′的。人們會(huì)感覺像S′出真有一個(gè)光源一樣，如圖乙所示。S′就是S在鏡中的像，但是鏡S′S′圖甲 圖乙【探究】平面鏡成像的特點(diǎn)提出問題：平面鏡成時(shí)，像的位置、大小跟物體的位置、大小有什么關(guān)系？設(shè)計(jì)試驗(yàn)：如下圖，在桌面上鋪一張大紙，紙上把一只點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板前面，使它在“平面鏡”中成像，再用另一個(gè)沒有點(diǎn)燃的蠟燭在玻璃板后面確定像的位置，比較像的位置、大小跟物體的位置、大小有什么關(guān)系。試驗(yàn)器材：桌面、白紙、筆、直尺、玻璃板、兩只同樣的蠟燭、火柴等、1〕取一張白紙，如下圖，將它對(duì)折一下，對(duì)折之后翻開平鋪在桌面上，用直尺和筆再沿折線畫一條直線。將玻璃板沿所畫直線垂直立于白紙上，作為平面鏡，將一只蠟燭點(diǎn)燃后立于鏡前，觀看鏡中成的像，用筆登記蠟燭的位置。將另一只未點(diǎn)燃的蠟燭在鏡后移動(dòng)，直至與點(diǎn)燃蠟燭所成的像重合，比較像與未點(diǎn)燃蠟燭的大小和外形，用筆登記未點(diǎn)燃蠟燭的位置，體會(huì)像的虛實(shí)。熄滅蠟燭，取下白紙，通過兩個(gè)記號(hào)點(diǎn)引一條直線，比較紙上的兩條直線是否垂直，再將白紙沿原疊痕處折疊，觀看兩記號(hào)點(diǎn)是否重合。比照選項(xiàng)蠟燭與其像的關(guān)系比照選項(xiàng)蠟燭與其像的關(guān)系大小相等左右對(duì)調(diào)連線與鏡面垂直物點(diǎn)與像點(diǎn)關(guān)于鏡面對(duì)稱成像的虛實(shí)虛像溝通論證：比較表格中的數(shù)據(jù)，可以總結(jié)出平面鏡成像的五大特點(diǎn)：像與物大小相等；像與物左右相反；像與物的連線與鏡面垂直；像與物到鏡面的距離相等；平面鏡成虛像。1〕重復(fù)做試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)點(diǎn)燃那根未點(diǎn)燃的蠟燭，可有效避開蠟燭燃短造成的不良影響?！?〕觀看安放未點(diǎn)燃的蠟燭時(shí)，觀看者應(yīng)左右移動(dòng)確保放置位置恰到好處。三、實(shí)像和虛像從物體發(fā)出〔或反射〕的光線，經(jīng)過光學(xué)儀器后可以形成和物體外形相像的實(shí)像或虛是由實(shí)際光線會(huì)聚而成的光明區(qū)域，是真實(shí)存在的，既可以用眼睛觀看到，又可以顯示在光形成的倒立的實(shí)像。虛像是從物體發(fā)出的或反射的光線經(jīng)過光學(xué)儀器后，實(shí)際光線沒有會(huì)聚而是變得發(fā)散，虛像不是實(shí)際光線會(huì)聚而成的，實(shí)際并不存在，因此虛像只能用眼睛觀看到，而不能在光屏上呈現(xiàn)出來，反射光線在鏡前發(fā)散，反射光線的反向延長(zhǎng)線在鏡后相交形成的虛像。四、凹面鏡和凸透鏡21 32用球面的內(nèi)外表作反射面的面鏡叫做凹面鏡，凹面鏡能把射向它外表的平行光會(huì)聚于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做凹面鏡的焦點(diǎn)，常用F表示。如圖1所示。依據(jù)光線的可逆性，由焦點(diǎn)2所示。用球面外外表作反射面得面鏡叫凸面鏡。凸面鏡能使入射到它外表的平行光變得發(fā)散，光線的交點(diǎn)，而是反射光線反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，叫做虛焦點(diǎn)，通常也用F3所示。凹面鏡的應(yīng)用：利用它會(huì)聚光線的特點(diǎn)，制作太陽灶、太陽能焊機(jī)、反射式望遠(yuǎn)鏡；利用它產(chǎn)生平行光的特點(diǎn)制作手電筒、汽車頭燈，探照燈等的反光面。五、平面鏡成像作圖方法 S1、依據(jù)反射規(guī)律作圖：步驟：如下圖。S向平面鏡引出兩條入射光線；在入射點(diǎn)作出兩條入射光線的法線；依據(jù)反射規(guī)律，反射角等于入射角，作出反射光線；S′SOS′作兩條反射光線的反射延長(zhǎng)線，找出交點(diǎn)S′，S′即是SOS′2、依據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖步驟：如下圖。S點(diǎn)作平面鏡的垂線，交平面鏡于O點(diǎn)。S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狀況1〕光線斜射時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折〕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。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)，不管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。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。光的折射規(guī)律與光的反射規(guī)律的區(qū)分：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)生轉(zhuǎn)變?！场匙鲌D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)象說明。魚兒在清亮的水里面游動(dòng)，可以看得很清楚，然而，沿著你觀察魚的方向去叉它，卻叉不到。有閱歷的漁民都知道，只有瞄準(zhǔn)魚的下方才能把魚叉到。折，折射光線偏向水和空氣的分界面，人從折射光線傳來的方向看，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。所以有閱歷的漁民和學(xué)過光的折射規(guī)律的人，都知道只有瞄準(zhǔn)魚的下方，才能叉到魚。從上面看水、玻璃等透亮介質(zhì)中的物體，會(huì)感到物體的位置比實(shí)際位置要高一些。如下圖，依據(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，人眼逆著光傳來的反向看去，卻S的虛像S′。S′在S由于光的折射，池水看起來比實(shí)際的淺，所以當(dāng)你站在岸邊，看到清亮見底、深度不過齊腰的水時(shí)，千萬不要貿(mào)然下水，以免由于對(duì)水深估量缺乏，慌張失措，發(fā)生危急。所謂池水看起來不實(shí)際的淺，意思是說，看起來池底離池面偏近了。如下圖，在池底取一點(diǎn)S，S反射的光線斜射到水面，依據(jù)光的折射規(guī)律，該斜射光線在水面發(fā)生偏折，折SS′，SS水面偏近了，所以池水看起來不實(shí)際要淺。NN′NN′空氣OSO′S′水NN′空氣O玻璃磚空氣SNN′空氣O玻璃磚空氣S′S〔4〕把一塊厚玻璃放在鋼筆的前面，筆桿看起來似乎“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，依據(jù)光的折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)SS′，SS看，S第五節(jié)光的色散一、色散與三原色光屏白光紅·光屏白光紅···紫三棱鏡1、光譜：如下圖，讓一束白光射向三棱鏡，通過三棱鏡偏折后照到白屏上，消滅一條不同顏色依次排列的光帶。這條光帶叫做光譜。這個(gè)試驗(yàn)就是著名的色散試驗(yàn)。2、光的色散說明光是由各種光混合而成的。3、紅、綠、藍(lán)三色光混合能產(chǎn)生各種顏色，其中也包括白色，因此把紅、綠、藍(lán)三種色光叫做色光的三原色。4、品紅、黃、青三色顏料混合能產(chǎn)生各種顏色，其中也包括黑色，因此把品紅、黃、青三種顏色叫做顏料的三原色。色光的三原色與顏料的三原色的區(qū)分：它們的原色組成不同：色光的三原色：紅、綠、藍(lán)。顏料的三原色：品紅、黃、青。它們的混合規(guī)律不同：色光的三原色混合后為白色。顏料的三原色混合后為黑色。它們的混合原理不同：色光的混合原理是：兩種色光混合后產(chǎn)生另一種色光。顏料的混合原理是：兩種顏料混合后是它們能反射的色光，其余都被這兩種顏色吸取掉了。二、探究色光的混合與顏料的混合【設(shè)計(jì)試驗(yàn)】先把紅色和藍(lán)色的光照耀到白墻上，觀看重疊局部的顏色；再把紅色和藍(lán)色顏料混合后觀看其顏色；比較兩次混合后的顏色是否一樣?！驹囼?yàn)器材】手電筒兩只、紅玻璃、藍(lán)玻璃各一塊、調(diào)色板一塊，紅、藍(lán)廣告顏料?！?〕用手電筒分別通過紅、藍(lán)玻璃打出紅、藍(lán)兩束光，照到白墻上，使兩個(gè)光〔2〕擠出紅、藍(lán)兩色顏料，按1∶1的比例在調(diào)色板上〔3〕比較色光混合后的顏色與顏料混合后的顏色是否一樣?！驹囼?yàn)記錄】將觀看到的現(xiàn)象填入以下表格中混合前混合前紅光+藍(lán)光紅色顏料+藍(lán)色顏料混合比例1∶11∶1混合后品紅色光黑色顏料〔1〕紅光與藍(lán)光按1∶1的比例混合，得到品紅色光；紅色顏料與藍(lán)色顏料按1∶1〔2〕顏料的混合規(guī)律與色光的混合規(guī)律不同?！镜贸鼋Y(jié)論】經(jīng)過屢次混合試驗(yàn)和查找資料得知：色光的三原色是紅、綠、藍(lán)；顏料的三原色是品紅、黃、青?！玖粢狻?、色光的混合效果與顏料的混合效果如下圖。2、加色混合：混合色光中的色光一般是由光源直接發(fā)出的，多一種顏色會(huì)使光線更加光明，所以復(fù)色光的亮度大于單色光的亮度，這種混合叫做加色混合。3、減色混合：顏料是不透亮的，其顏色是它反射色光的顏色，顏料的混合時(shí)減色混合，每種顏料都吸取肯定波長(zhǎng)的光，混合后的顏料對(duì)光的吸取率增加，反射率降低率，混合后得出的顏色光明程度是降低的。第六節(jié) 看不見的光一、光譜三棱鏡色散，把白光分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫幾種不同顏色的光，把它們按這個(gè)挨次排列起來，就是光譜。這是可見光光譜，在紅光以外還有紅外線，紫光以外有紫外線，紅外線、紫外線燈一般叫做不行見光。二、紅外線切物體都在不停地輻射紅外線。物體的溫度越高，輻射出的紅外線越多。物體在輻射紅外線的同時(shí)，也在吸取紅外線。紅外線有以下三個(gè)特性：紅外線的主要特性是熱作用強(qiáng)。紅外線穿透云霧的力量比較強(qiáng)。紅外線可用來進(jìn)展遙控。三、紫外線Hz，在光譜上位于可見光紫光之外，人眼看不見。高溫物體如太陽、弧光燈和其他炎熱物體發(fā)出的光中都有紫外線，汞燈氣體放電如日光燈發(fā)出的光中也含有紫外線。紫外線有如下特征：紫外線的主要特性是化學(xué)作用強(qiáng)，很簡(jiǎn)潔使照相底片感光。紫外線的生理作用強(qiáng)，能殺菌，劑量大時(shí)能損害人體。紫外線具有熒光效應(yīng)。適當(dāng)?shù)淖贤饩€照耀可以幫助人體補(bǔ)鈣。夏天，在猛烈的太陽光下曬谷物可利用太陽光的紫外線，殺死蟲卵。地球上的自然紫外線來自太陽光。地球四周的大氣層阻擋了大量的紫外線進(jìn)入地球表面，才使地球上的生物獲得生存條件。為了保護(hù)人類生存家園，我們應(yīng)有環(huán)保意識(shí)，擔(dān)當(dāng)起環(huán)保的責(zé)任和義