第四章《多彩的光》反射、折射知识点详细总结 2021-2022学年沪科版物理八年级上册

多彩的光——反射折射 一、光的直线传播 1、光源 能发光的物体叫光源。 （1）自然光源：太阳、恒星、萤火虫等。 （2）人造光源：火把、电灯、蜡烛等。 2、光的直线传播 （1）内容：光在同一种均匀的介质中沿直线传播。 （2）光线：为了表示光的传播方向，我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。 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。 3、光的直线传播的现象和应用 （1）光沿直线传播的现象 ①影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在不透明的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是物体的影子。如下图： *影子分为本影和半影，如果是一个点光源只能形成本影如图甲所示；如果是两个或多个点光源，一般会形成本影与半影。如图乙所示： · 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Ⅰ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Ⅱ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Ⅲ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Ⅰ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Ⅰ、部分处于半影区Ⅱ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。 ③小孔成像：用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间，屏幕上就会形成物体的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像，如图所示： 成像特点：倒立、实像 成像大小：小孔成像的大小与物体和小孔的距离，光屏到小孔的距离有关。 成像形状：小孔成像的形状与小孔的形状无关。如：树荫下的光斑，是太阳的像。 （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。 4、光的传播速度 （1）光的传播速度：真空中的光速是宇宙中最快的速度，C=2.99792×108m/s，光在空气中的速度接近真空中的速度，计算中取C=3×108m/s。水中是真空的3/4，玻璃中是真空的2/3。 （2）光年：光在1年内传播的距离。光年是距离单位，用来描述宇宙中天体间的距离。1光年=9.4608×1012km。 二、光的反射 1、反射的基本概念 （1）定义：光射传播到物体表面时，有一部分光会被物体表面反射回来，这种现象叫做光的反射。 （2）基本概念 一点 入射点 光线射到镜面上的点，用“O”表示。 三线 法线 通过入射点，垂直于镜面的直线，用虚线表示如图ON。 入射光线 射到反射面上的光线，如图AO。 反射光线 被反射面反射后的光线，如图中的OB。 两角 入射角 入射光线与法线的夹角，用“i”表示。 反射角 反射光线与法线的夹角，用“r”表示。 注意： ①入射角和反射角分别是指：入射光线和法线的夹角，反射光线和法线的夹角。不能误认为是光线和 平面镜的夹角。 ②法线是过入射点垂直平面镜的虚线，是为了研究问题方便引入的。 ③入射光线和反射光线都有方向，所以在描述的时候要注意按光的传播方向叙述字母。如上图中：入 射光线AO，反射光线OB。 ④发生反射现象时，光又反射回原介质中，所以光的传播速度不变，传播方向发生改变。 ⑤我们能够看到不发光的物体是因为光的反射，反射光射入了我们的眼睛。如下图所示： 2、探究光的反射规律实验 （1）实验器材 平面镜、激光笔、纸板、量角器、笔 （2）实验步骤 ①把平面镜放在水平桌面上，再把一张硬纸板竖直立于平面镜上，纸板上的直线ON垂直于平面镜； ②使一束光沿某一个角度入射到O点，经平面镜反射后，沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光线EO与反射光线OF的路径； ③改变入射的角度，多做几次实验，换用不同颜色的笔记录每次光的路径； ④取下纸板，用量角器测量入射角和反射角，并记录在表格中； ⑤将纸板NOF向前或者向后翻折，观察是否能在纸板上看到反射光线。 （3）实验结论（光的反射定律） ①入射光线、反射光线、法线在同一平面内（三线共面）。 ②入射光线与反射光线分局于法线两侧（两线分居）。 ③反射角等于入射角（两角相等）。（顺序不能反过来） （4）注意事项 ①翻折纸板后，虽然在纸板上看不到反射光线，但是反射光线仍然存在，且还在原来的位置。 ②总是无法看到反射光线，原因是纸板与平面镜不垂直。 ③要选择比较粗糙的纸板（漫反射，方便观察）。 ④如果光线垂直射向平面镜，入射角为0o,反射角为0o，入射光线、反射光线、法线重合。 3、光路的可逆性 在反射现象中，光路是可逆的：让光逆着原来反射光线的方向射到平面镜，那么，它被反射后逆着原来的入射光的方向射出。如下图所示： 4、镜面反射和漫反射 （1）镜面反射：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），发生镜面反射。这 时入射光平行，反射光也平行，其他方向没有反射光。 （2）漫反射：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四面八方反射。 注意 ①镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。 ②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。 三、平面镜成像 1、平面镜 （1）平面镜：反射面是光滑平面的镜子。如：平静的水面、抛光的金属面。 （2）符号： （3）平面镜的作用： ①成像如：水中的倒影、练功房的镜子等。 ②改变光的传播方向如：潜望镜 2、探究平面镜成像特点实验 （1）实验器材 玻璃板、两支相同的蜡烛、白纸、刻度尺、光屏等。 （2）实验步骤 ①在平整桌面上铺上白纸，将玻璃板垂直白纸放置于桌面上，记录玻璃板（前表面）的位置； ②把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，移动玻璃板后未点燃的蜡烛B，多角度观察，使它跟点燃蜡烛A的像完全重合，比较像与物的大小关系，在白纸上记录两支蜡烛的位置； ③移动点燃的蜡烛A位置，重复几次试验； ④移去玻璃板后面的蜡烛B，在同样的位置放置光屏，在玻璃板后方观察光屏上是否有蜡烛的像； ⑤撤去玻璃板，用直线将点燃蜡烛A和它的像坐在位置连起来，并用刻度尺测量它们到玻璃板的距离，记录在表格中。测量该连线与玻璃板是否垂直。 （3）实验结论 ①像与物的大小相等。 ②像与物的连线与平面镜垂直。 ③像与物到平面镜的距离相等。 ④平面镜所成的像为虚像。 （4）注意事项 ①实验要在较暗环境中进行，便于观察蜡烛的像。 ②用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的位置。（同时看到点燃蜡烛的像和未点燃的蜡烛） ③应选择较薄的茶色玻璃板，薄是为了防止重影，茶色是为了便于成像。 ④选用两个完全一样的蜡烛是为了便于比较像与物的大小关系。 ⑤刻度尺的作用是为了确定像与物的位置关系。 ⑥替代法：用B蜡烛替代A蜡烛去与A蜡烛的像进行比较。 ⑦无论怎么样移动B蜡烛都无法与像重合：玻璃板与桌面不垂直。 3、平面镜作图 OA，OA′为某一发光点S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线，如下 图示。利用平面镜成像，作出这两条反射光线的入射光线，并确定发光点S的位置。 方法一：根据平面镜成像原理作图（光的反射定律） 方法二：根据平面镜成像特点作图 4、视角 人眼“近大远小”的错觉产生的原因是同一物体距离人眼远近不同，在人眼中的视角不同。 5、实像与虚像 （1）实像：物体发出的光或反射的光经过光学仪器后，由实际光线会聚而成的像。实像可以用光屏承接，也可以用眼睛直接观察。如小孔成的像。 （2）虚像：从物体发出（或反射）的光经过光学仪器后，由实际光线的反向延长线会聚而成的像。虚像不是实际光线会聚而成的，所以不能用光屏承接只能用眼睛看到，如平面镜成的像。 6、凹面镜与凸面镜 （1）凸面镜：对光线起发散作用。 ①原理：光的反射。 ②应用：机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜。 （2）凹面镜：对光线起会聚作用，平行光射向凹面镜会会聚于焦点；焦点发出的光平行射出。 ①原理：光的反射。 ②应用：太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜。 四、光的折射 1、光的折射现象 （1）光的折射定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。 （2）基本概念 概念 定义 图示 入射光线 照射到两种介质分界面的光线AO 折射光线 光进入另一种介质被折射后的光线OB 法线 垂直于两介质分界面的直线MN 入射角 入射光线与法线的夹角i 折射角 折射光线与法线的夹角θ （3）日常现象 ①筷子“弯折”； ②池水变浅； ③海市蜃楼。 （4）辨析 ①发生折射的光线，传播速度发生改变。 ②在两种介质的交界处，折射与反射同时发生。 ③垂直入射时传播方向不发生改变。 2、光的折射规律 （1）光的折射规律： ①折射光线与入射光线、法线在同一平面上；（三线一面） ②折射光线和入射光线分居法线两侧；（两线分居） ③光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角；（角气大） ④入射角增大时，折射角也随着增大； （2）在光的折射现象中光路是可逆的。 3、光的折射作图 从空气到玻璃、水池变浅、树变高、平行玻璃砖、半圆玻璃砖、圆形玻璃砖、三棱镜 五、光的色散 1、光的色散 （1）概念 经水折射后的太阳光照射到屏幕上，变成了一个彩色的光斑（色光）。这一现象在物理学中称为光的色散。 （2）复色光与单色光 ①复色光：经过三棱镜后能够分解为其他色光的光。如白光可以分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光。 ②单色光：经过三棱镜后不能再分解的光。 拓展 ①光的色散说明白光是由色光混合而成的。彩虹是太阳光传播过程中被空气中的水滴色散而产生的。 ②一束太阳光照到三棱镜上，然后从三棱镜射出的光分解为各种颜色的光，这一现象的产生是因为光 线由空气进入三棱镜后，发生了折射，不同色光的偏折程度不同，红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。 2、色光混合 （1）光的混合：由三棱镜分解的七色光再通过另一个三棱镜后，七色光又复合成了白光，这种现象叫光的混合。 （2）光的三基色：红、绿、蓝。三种颜色的光被称为光的三基色。所有颜色的光都可以由着三种色光混合而成。 （3）光的三原色的混合规律： 3、物体的颜色 （1）透明物体的颜色：透明物体的颜色是由通过它的色光决定，通过什么色光，呈现什么颜色。 （2）不透明物体的颜色：不透明物体只反射与此物体颜色相同的光，而吸收其他颜色的光。因此 不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。 （3）辨析 ①无色：如果透明物体通过各种色光，那么它就是无色的，如：空气、水等能通过各种色光，它们是无色的。 ②白色、黑色：如果不透明物体能反射各种色光，那么它是白色的，如：白纸、牛奶、白色光屏等反射各种色光，它们是白色的。如果不透明物体几乎吸收各种色光，那么它就是黑色的，如：黑板、黑色皮鞋等吸收各种色光，几乎没有反射光线进入眼睛，所以看起来是黑色的。 1 $