内容正文:
《第四章 光现象》单元复习
第一节 光的直线传播
一、光源及其分类
1.光源:能够发光(正在发光)的物体。
2.分类
①自然光源:太阳、荧火虫、水母、恒星;
②人造光源:电灯、火柴、烛焰、打火机、手电筒。
月亮、钻石、电影幕布等不是光源。(本身不发光,但可以反射其他物体发出的光)
二、光在同种均匀介质中沿直线传播
1.在不同介质或同种不均匀介质中(如大气层)光会发生偏折(即光的折射),故我们看到太阳光时太阳其实还在地平线以下。
2.光线:用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向。
直线传播路径
箭头方向
光是真实存在的,但光线是物理模型,用来研究光的传播路径和方向而虚拟假定的,实际并不存在。
3.光的直线传播常见例子:
①成语类:一叶障目、坐井观天、立竿见影;
②现象类:影子的形成、日食、月食、小孔成像;
③应用类:激光准直、射击瞄准、站队看齐。
日食:月球挡住射向地球的太阳光
月食:地于转到太阳与月亮之间,地球挡住射向月球的太阳光
4.小孔成像:
①原理:光的直线传播;
②成像:倒立的实像(上下颠倒、左右相反)——实际光线汇聚成的像;
③像的大小取决于物距、像距的关系;
④像的形状与小孔的形状无关,只与发光体有关;
⑤小孔成像的应用:树荫下圆形的光斑是太阳通过树叶间的缝隙所成的实像。
5.光速:
①光的传播不需要介质,在真空中也可以传播;
②光有真空中的传播速度:C=3×108m/s=3×105km/s,玻璃中的光速:、水中的光速:
光传播快慢:C真空>υ气体>υ液体>υ固体(区别于声速υ固体>υ液体>υ气体)
拓展:光年——长度单位:光走一年通过的距离:1光年=9.46×1012km
光
声
传播条件
透明或真空
需要介质(真空不能传声)
传播速度
3×108m/s
340m/s
传播快慢
C真空>υ气体>υ液体>υ固体
υ固体>υ液体>υ气体
相同点
不同介质传播速度不同
第二节 光的反射
一、光的反射
光从一种介质射向另种介质表面时,部分光返回原来介质。
我们能够看见不发光的物体,是因为物体反射的光进入我们的眼睛。
二、实验:探究光的反射规律
1.实验器材:激光笔、量角器、平面镜、白纸板;
2.实验步骤:
①平面镜水平放置,纸板要垂直放在平面镜上(法线——沿入射点与镜面垂直的线),若不垂直,无法在纸板上标注法线,就不能探究入射光线、反射光线与法线的关系。
纸板的主要作用是显示光路,最好选择白色、粗糙、可转折的硬纸板。
白色:可以反射所有色光;
粗糙:光在纸板表面发生漫反射,可以从不同的位置观察到光的传播路径;
可转折:可用于验证入射光线、法线、反射光线在同一平面内;
在较暗的环境中进行实验,可以使光线更明显。
②使一束光贴着纸板沿某一角度射向O点,画出入射光线EO(不能写入射光线OE)和经平面镜反射后的反射光线OF,改变入射角多做几次实验(使实验结论更具有普遍性,避免偶然性)。取下纸板,用量角器测ON两侧的∠i和∠r。
③将纸板沿ON向前折或向后折,在NOF面上观察,看不到反射光线。目的:探究反射光线、法线、入射光线是否在同一平面。
若纸板未折,在纸板上看不到反射光线,则纸板与镜面不垂直。
④让光线沿FO射向镜面,会观察到反射光线光线沿OE射出,表明光在发生反射时,光路是可逆的。
3.实验结论:光的反射规律(三线共面、法线居中、两角相等、光路可逆):
①反射光线、入射光线和法线在同一平面;
②反射光线、入射光线分居法线两侧;
③反射角等于入射角;
④光路是可逆的。
注意:入射角——入射光线与法线的夹角;反射角——反射光线与法线的夹角。
①只能说反射角等于入射角,因为先有入射光线,才有反射光线;
②当入射光线垂直镜面时,反射光线会垂直镜面射出,此时入射角和反射角均为0°;
③反射角随入射角的增大而增大。
三、镜面反射和漫反射
1.比较表:
镜面反射
漫反射
定义
表面光滑
表面凹凸不平
图示
特点
平行光反射后仍为平行光,只能在一个方向看到反射光
平行光反射后沿不同方向,可以在各个方向上看到平行光
实例
黑板反光、玻璃幕墙
可以各个方向看到黑板上的字、电影院的银屏、纸
区别
在于反射面是否光滑,而不是看射光线是否平行!
2.经典例题:
路面:漫反射;背着月光走:水暗路亮;水洼:镜面反射;迎着月亮走:水亮路暗
四、三种面镜
平面镜:改变光路 凹面镜:会聚光线 凸面镜:发散光线
(潜望镜) 太阳灶、耳道