内容正文:
第四章 光现象
【思维导图】
【必背手册】
★知识点一:光的直线传播
一、光源
1.光源:自身能发光的物体叫光源。
2.光源的分类
(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。
3.光在同种均匀介质中沿直线传播。光可以在真空中传播
二、光的直线传播
1.光线:为了表示光的传播情况,我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向,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。
2.光在同种均匀介质中沿直线传播。
3.光可以在真空中传播:太阳光能通过太空和大气层传播到地球表面,说明光可以在真空中传播。
4.光速:光在真空中的传播速度c=2.99792×108m/s。
光在空气中的传播速度近似等于光在真空中的传播速度c,也可以近似为c=3×108m/s。光在水中的传播速度约为c;光在玻璃中的传播速度近约为c。
3.小孔成像:由于光沿直线传播,经小孔在光屏上就出现了烛焰倒立的实像;像的大小与物(蜡烛)的大小以及光屏所在位置有关。
三、光的直线传播引起的光现象
1.影子:光在传播过程中,遇到不透明的物体,会使物体后面光不能到达的区域形成一个阴暗区域,即物体的影子。
2.日食和月食
(1)日食:当月球运行到太阳和地球之间时,由于光沿直线传播,月球就挡住了太阳射向地球的光。
(2)月食:当地球处于月球和太阳之间时,地球挡住了射向月球的光。
3.小孔成像
用给一个带有小孔的板遮挡在光屏与蜡烛之间,光屏上就会形成烛焰倒立的像,我们把这样的现象叫小孔成像。
由于光沿直线传播,来自烛焰上方的光通过小孔后就射到了光屏的下部,来自烛焰下方的光通过小孔后就射向了上部。这样,光屏上就出现了烛焰倒立的像。
像的大小与物(蜡烛)的大小以及光屏所在位置有关。
4.其他应用
由于光的直线传播,在开凿隧道时,工人们可以用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,保证隧道方向不会出现偏差;士兵瞄准射击;站队时队列排直等。
像“井底之蛙”、“一叶障目不见泰山”也都是可以用光的直线传播进行解释的。
★知识点二:光的反射
一、光的反射现象
1.光的反射:光从一种介质射向另一种介质的表面时,会有一部分光在介质表面反射回原介质中,这种传播现象叫光的反射。
2.一点、三线、两角
(1)“一点”:投射到两种介质表面上的光线与表面的交点叫入射点;
(2)“三线”:入射到介质表面的光线叫入射光线;经入射点做垂直于两种介质表面的辅助线叫法线;经介质表面,反射回原来介质的光线叫反射光线。
(3)“两角”:入射光线与法线的夹角叫入射角;反射光线与法线的夹角叫反射角。
3.生活中光的反射现象
(1)看到物体的原因:我们能看到太阳、明亮的日光灯等光源,是因为光源发出的光进入我们的眼睛,产生了视觉。同时,我们也能看到本身不发光的物体,如书、平面镜、月亮等,是因为这些物体反射的光进入了我们的眼睛,产生视觉。
(2)生活中的反射现象
1)生活中,大部分物体表面反射的都是漫反射,因而才使我们能够从不同方向看清物体。
2)当强烈的太阳光照射到高楼大厦的玻璃幕墙、磨光的大理石墙面时,这些光滑的表面就会发生镜面反射,炫目的反射光会干扰人们的正常生活,造成“光污染”。
3)水中倒影是最典型的光的反射现象;还有“猴子捞月”、“照镜子”等也都是由光的反射引起的。
二、光的反射定律
1.光的反射规律(定律):在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
2.光的反射光路可逆:在探究光的反射规律实验中,如果让光逆着反射光的方向射到平面镜上,它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表明,在反射现象中,光路是可逆的。如图所示。
3.光现象作图要求:所有实际传播的光(无论是反射光还是入射光)都要画成实线,并用箭头表示它的传播方向;法线用虚线,要垂直于反射面。
三、镜面反射和漫反射
1.镜面反射:当一束平行光照射到平面镜上时,在平面镜上发生光的反射,反射光也平行射出,这种发生叫镜面反射。
2.漫反射:当一束平行光照射的凹凸不平的表面时,反射光会朝四面八方射出,这种反射叫漫反射。
3.球面镜:如果镜子的反射面是球面的一部分,这样的镜子叫球面镜。球面镜分为凸面镜和凹面镜。
4.无论镜面反射还是漫反射,都遵循光的反射定律。
四、探究光反射时的规律
1.纸板在实验中的三个作用
(1)显示光的传播路径;
(2)验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内,具体操作是将纸板NOF向前或向后折转,使其和纸板EON不在同一平面内,观察有无反射光的径迹;
(3)记录光路。具体操作是在纸板上画出入射光和反射光的径迹,以分析反射角随