内容正文:
第3讲 光的直线传播 光的反射与折射
考点一 光的传播 1
考点二 光速 2
考点三 光的色散 2
考点四 光的反射 3
考点五 光的折射 4
题型1光在均匀介质中直线传播 5
题型2光的反射现象 9
题型3光的反射定律的应用 10
题型4镜面反射和漫反射 12
题型5平面镜的应用 12
题型6光的折射规律的应用 13
题型7光的色散 18
题型8物体的颜色 19
题型9光的折射现象 22
题型10小孔成像 23
考点一 光的传播
1. 光沿直线传播的条件:光在同种均匀介质中沿直线传播。如果介质不是同种或不均匀,光的传播方向将会发生改变
例如,早晨太阳还在地平线以下时,我们就看到了它,是因为大气层不均匀,不均匀的大气层使光的传播路径变弯了
2. 光线:为了表示光的传播情况,我们通常用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向,这样的直线叫光线
3. 光沿直线传播的现象
a) 影子的形成:光的传播过程中,遇到不透明的物体,在物体后面光不能到达的区域便形成一个阴暗区域,即物体的影子
b) 日食:当月球转到地球和太阳之间,并且在同一直线上时,月球就挡住了射向地球的太阳光,形成日食(如下图左)
c) 月食:当地球转到月球和太阳之间,并且在同一直线上时,地球就挡住了射向月球的太阳光,形成月食(如下图右)
d) 小孔成像:光源上部发出的光线,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了下部;光源下部发出的光线,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了上部,就形成了相对于光源倒立的像
4. 光沿直线传播的应用:士兵设计瞄准;站队时队列排直;木工检查木板是否平直;挖掘队利用激光准直仪挖掘隧道
考点二 光速
1. 光在真空中的传播速度:真空中的光速是宇宙间最快的速度,在物理学中用字母c表示,c=3×108m/s
2. 光在其他介质中的传播速度:光在空气中的速度十分接近光在真空中的速度,可视为c=3×108m/s,光在水中的传播速度约为,光在玻璃中的传播速度约为(即V气>V液>V固)
3. 由于光的速度比声音的速度(340 m/s)大得多,打雷下雨时,雷声和闪电是同时发生的,但是我们总是先看到闪电,后听到雷声
考点三 光的色散
1. 单色光和复色光
1) 单色光:不能再分解的光
2) 复色光:由单色光混合而成的光
2. 色散
1) 色散现象:让一束白光照射到三棱镜上,通过三棱镜偏折后照到白屏上,在白屏上形成一条彩色光带,颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛(diàn)、紫
2) 光的色散现象说明
a) 白光是由各种色光混合而成的,是复色光
b) 不同的单色光通过棱镜时,偏折的程度是不同的,红光的偏折程度最小,紫光的偏折程度最大
考点四 光的反射
1. 光的反射现象
1) 一点:光的入射点,用字母“O”表示
2) 两角
a) 入射角:入射光线与法线的夹角,如图∠α
b) 反射角:反射光线与法线的夹角,如图∠β
3) 三线
a) 入射光线:射到反射面的光线,如图中的AO
b) 法线:经过入射点O垂直于反射面的直线,它是一条辅助线,通常用虚线表示,如图中的ON
c) 反射光线:入射光线射到反射面上后,被反射面反射后的光线,如图中的OB
2. 光的反射定律
1) 内容:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内;反射光线和入射光线分别位于法线两侧;反射角等于入射角
【口诀】三线共面,法线居中,两角相等(光路可逆)
2) 对光的反射定律的理解
a) 注意定律中的因果关系:先有入射光线,后有反射光线
b) 反射光线是随着入射光线的改变而改变的,所以叙述反射定律时不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”(例如,一般说儿子长的像父亲)
c) 当光线垂直于镜面入射时,入射角为0°,反射角也为0°,反射光线与入射光线在同一直线上,光的传播方向相反,并不是没有发生反射
3) 在反射现象中光路是可逆的,即“光沿着什么线路入射,也能沿着什么线路返回”
3. 镜面反射和漫反射
项目
概念
相同点
不同点
图例
实例
镜面反射
一束平行光照射到镜面上,会被平行地反射,这种反射叫镜面反射
遵循光的反射定律
反射面平滑;平行光照射时,反射光仍平行
黑板反光、平静的水面反光等
漫反射
凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射,这种反射叫漫反射
遵循光的反射定律
反射面凹凸不平;平行光照射时,反射光不平行
各个方向都能看清黑板上的字、电影银幕用粗布而不用玻璃等
考点五 光的折射
1. 折射现象: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. 光的折射现象中的基本概念
1) 入射光线:从一种介质射向另一种介质的光线(AO)
2) 折射光线:进入另一种介质的光线(OB)
3) 法线:过入射点与界面垂直的直线(N