内容正文:
第二讲 光现象
必备知识·夯根基
一、光现象
1.光源:能够__________的物体,如太阳、萤火虫等。
2.光线:用来表示光传播的径迹和方向的带有箭头的直线。
3.光速:不同介质中的光速不同,在真空中光速最大,约为___________ m/s。
发光
3×108
4.三种光现象及其辨析:
现象 定义 介质条件 传播方向 实例归类 常考实例
光的直
线传播 光在__________介质
中沿直线传播 同种均
匀介质 不变 _____ a.手影;b.筷子弯折;
c.雨后彩虹;d.激光准直;
e.玻璃墙反光;f.小孔成像;
g.海市蜃楼;h.日食月食;
i.树荫下光斑;j.镜中花;
k.水中倒影;l.池水变浅;
m.看水中鱼;n.凸透镜成像
光的
反射 光射到物体表面,被
物体表面______回来 同种
介质 改变 ____
光的
折射 光从一种介质斜射入另一种介质,传播方向发生_____ 不同介
质或同
种不均
匀介质 改变
(垂直
时不变) _______
同种均匀
adfhi
反射
ejk
偏折
bcglmn
5.两种反射现象:
类型 镜面反射 漫反射
光路图
不同点 反射面__________,平行光束反射
后仍然__________ 反射面__________,平行光束反射后射向
______________
相同点 每条光线反射时,都遵循__________规律,光路都是______的
生活实例 平面镜成像、光污染等 从不同方向看到同一个不发光的物体
光滑
平行
粗糙
各个方向
光的反射
可逆
6.光的色散:
(1)定义:白光被三棱镜分解成________________________________七色光的
现象。
(2)实质:光的__________现象。
(3)色光的三原色(三基色):________________。
7.看不见的光:
(1)____________:热效应强,应用于遥控器、红外线夜视仪等。
(2)紫外线:杀菌消毒、荧光效应强,应用于紫外线灯、验钞机等。
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
折射
红、绿、蓝
红外线
二、光的反射定律和折射规律
项目 相同点 不同点
光的
反射 1.反射(折射)光线、入射光线和法线在
________________;
2.反射(折射)光线、入射光线分别位于
法线的两侧;
3.反(折)射角随入射角的增大(减小)而
_______________;
4.光路都是__________的 反射角__________入射角
当光从空气斜射入其
他介质时,折射角
__________入射角
光的
折射
同一平面内
等于
增大(减小)
可逆
小于
三、平面镜成像
1.成像原理:______________。
2.成像特点:
(1)“等大”——像与物的大小__________;
(2)“等距”——像和物到平面镜的距离__________;
(3)“垂直”——像和物的连线跟__________垂直;
(4)“虚像”——平面镜所成的像是__________;
(5)“对称”——像和物关于平面镜__________。
3.应用:(1)改变光的______________,如潜望镜等;
(2)利用平面镜__________,如梳妆镜等。
光的反射
相等
相等
镜面
虚像
对称
传播方向
成像
【对点小练】
1.下列现象是由于光沿直线传播形成的是( )
A.日环食现象
B.海市蜃楼
C.水中倒影
D.雨后彩虹
A
2.古诗词中有许多描述光学现象的诗句,如“潭清疑水浅”说的就是光的__________
现象,“池水照明月”说的就是光的__________现象,“明月松间照”说的就是光的
______________现象。
3.我们能从不同的方向看到黑板上的字,这是发生了________反射,有时黑板反射
的光会晃着一些同学的眼睛,这是发生了__________反射。(两空均选填“镜面”或
“漫”)
4.电视机遥控器可以发射一种不可见光,叫____________,用它来传递信息,实现对
电视机的控制;彩色电视画面上的色彩是由红、________、蓝三种色光混合而成;
验钞机也可以发射一种不可见光,叫____________,可用它来检验钞票的真假。
折射
反射
直线传播
漫
镜面
红外线
绿
紫外线
5.如图所示,一束光斜射到平静的水面上,同时发生了反射和折射,入射角等于
________°,折射角__________(选填“大于”“小于”或“等于”)60°。当逐渐增大入射
角时,折射光线将__________(选填“靠近”或“远离”)法线。
60
小于
远离
6.李华同学来到公园游玩,看到一只小鸟在深为1.5 m的湖面上方2 m高处飞行,
则小鸟在湖中的像离小鸟的距离为_______ m;小鸟遇到游人迅速向高空飞去,则
小鸟在水中的像的大小将__________,像离小鸟的距离__________(后两空选填
“变大”“变小”或“不变”)。
4
不变
变大
教材图片解读
1.(沪科八全P63图4-22原创)小明给弟弟变了个魔术,如图(a)所示,他将装有一枚
硬币的不透明杯子放在弟弟面前,弟弟看不到硬币,这是因为光是沿__________传
播的;如图(b)所示,他向杯中缓缓注水后,弟弟又能看到硬币了,这是由于光的
__________产生的现象;弟弟看到的是硬币的________像。
直线
折射
虚
2.(人教八上P73图4.2-1原创)如图所示,由于光在书的表面发生了____________,所
以小红可以看到掉在地上的书,这种现象__________(选填“遵循”或“不遵循”)反射
定律。
漫反射
遵循
3.(人教八上P84T4改编)如图所示,一束光射入杯中,在杯底形成光斑。逐渐往杯
中加水,观察到光斑将会向________(选填“左”或“右”)移动;随着杯中水面的上升,
折射角将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
右
不变
4.(沪科八全P58图4-12原创)宁静的水面是天然的平面镜,水中的“桥”就是水面上桥
的像,如图所示。当河水水位下降时,桥面的像离水面的距离将__________(选填“变
小”“不变”或“变大”)。
变大
5.(人教八上P80T4改编)检查视力的时候,视力表放在被测者头部的后上方,被测者
识别对面墙上镜子里的像(如图所示)。视力表在镜中的像与被测者相距_______m,
该像是通过光的__________形成的________像;当靠近平面镜时,镜中视力表的像的
大小将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
反射
虚
不变
5
实验一 探究光的反射规律
实验探究·提素养
图示
过程
实验
核心 实验
器材 可折转的粗糙纸板:显示光的传播路径;验证反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
量角器:测量入射角和反射角
实验
环境 应在较暗的环境下进行,以便减小其他光线的影响,使实验现象更明显
实验
核心 操作
要点 1.验证三线是否共面:将纸板向后、向前偏折,观察是否有反射光线
2.探究角的关系:多次改变入射角,测量相应的反射角
3.验证光路的可逆性:将激光笔沿着原来反射光线的方向照射,观察反射光线
评估 1.让光紧贴纸板入射的目的:显示光的传播路径
2.纸板与平面镜没有垂直放置,会出现的现象:纸板上只观察到入射光线,看不到反射光线
3.不能得到“反射角等于入射角”的原因:将入射光线或反射光线与平面镜的夹角记录成入射角或反射角
4.多次改变入射角,测量多组数据的目的:避免偶然性,使实验结论更具有普遍性
5.能从纸板前的不同位置看到光的传播路径的原因:在纸板上发生了漫反射
6.实验改进:使用带角刻度线的纸板,可直接读出入射角和反射角
【典题1】为了验证光的反射定律,小红同学准备了光源、一块平面镜、一块画有
法线ON的平整硬纸板(其中F可绕接缝ON转动)、直尺、铅笔。
基础探究
(1)这个实验还需要的重要器材是:____________。
(2)实验时,纸板应该__________放置在水平桌面的平面镜上。
量角器
垂直
(3)将入射光线AO向法线靠近时,看到反射光线OB__________(选填“靠近”或“远离”)
法线。
(4)将纸板E、F置于同一平面后,若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,反射光将
沿图中的OA方向射出,说明光在反射现象中,光路是__________的。
(5)将一束光贴着纸板E沿AO射到O点,若将纸板F向后折,此时在纸板F上_________
(选填“能”或“不能”)看到反射光,说明了 ______________________________________。
靠近
可逆
不能
反射光线、入射光线与法线在同一平面内
(6)当一束光贴着纸板E沿AO射到O点时,从不同方向都能在纸板F上看到反射光,
这是因为光在纸板F上发生了________反射。
(7)当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射
光线OB,测出入射角和反射角的大小,便立即得出实验结论:反射角等于入射角。
你认为这样得出结论____________(选填“合理”或“不合理”),原因是____________
______________________________。
漫
不合理
凭一次实
验数据得出的结论具有偶然性
创新拓展
(8)(装置改进)小红看到老师所使用的器材标有角度,你认为使用该器材的好处是
__________________________________。
方便读出反射角与入射角的大小
(9)(思维拓展)如图所示是某同学用牙签模拟入射光和反射光的模拟作品(模拟活动,请忽略入射点的位置)。
问题①:为什么牙签只能模拟入射光和反射光的“位置”即光的传播路径,而不能模拟“光线”?
问题②:如何在原有的器材基础上进行改进,以达到可以模拟“光线”的目的?
针对这两个问题,请表达你的观点或建议。
针对问题①写出你的观点:______________________________________________
____________________________________。
针对问题②写出你的建议:_______________________________________________
________________。
光线能表示光的传播路径和传播方向,牙签不能表
示光的传播方向,所以不能模拟“光线”
用笔在牙签的一端划上标记,代表光的传播方向,可
以模拟“光线”
实验二 探究平面镜成像的特点
图示
过程
实验
方法 “等效替代法”:
(1)用玻璃板代替平面镜
(2)用玻璃板后面的未点燃的蜡烛代替前面点燃蜡烛的像
实验
核心 实验
器材 玻璃板代替平面镜:便于确定像的位置
两支完全相同的蜡烛:便于比较像与物的大小关系
环境
要求 光屏:验证成像的虚实
操作
要点 应在较暗的环境下进行,以便使实验现象更加明显
1.放置:玻璃板应垂直放置于桌面上
2.观察:眼睛在点燃蜡烛一侧透过玻璃板观察像的位置和大小
3.移动:使点燃的蜡烛前后、左右移动,观察像的位置和大小
4.判断像的虚实:在像的位置放置光屏,不透过玻璃板,直接观察光屏上是否有像
评估 1.选择薄玻璃板的原因:防止玻璃板前后表面两次成像,产生重影
2.无论怎样移动蜡烛都不能使像与物完全重合的原因:玻璃板与桌面没有垂直放置
3.用方格纸代替白纸:便于直接确定像距和物距的大小关系
4.测量的实验数据中像距和物距不相等的原因:像与未点燃的蜡烛没有完全重合;玻璃板太厚;实验过程中玻璃板的位置发生了改变
5.实验过程中多次测量的目的:避免实验结论的偶然性,使结论更具普遍性
【典题2】小明在探究平面镜成像特点的实验时,将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面,再取两支完全相同的蜡烛A、B一前一后竖放在直尺上,点燃玻璃板前的蜡烛A,用眼睛进行观察,如图所示。
基础探究
(1)为了使像看起来更清晰,小明最好在__________(选填“较亮”或“较暗”)的环境中
进行。
(2)此实验采用____________代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到
A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛,巧妙地解决了______________不易确定的问题。
(3)把蜡烛A点燃放在玻璃板的前面,该同学应在玻璃板________(选填“前”或“后”)面
观察蜡烛A经玻璃板__________(选填“反射”或“折射”)所成的像。
较暗
玻璃板
像的位置
前
反射
(4)直尺的作用是便于比较像与物__________________的关系;选用两支相同蜡烛的
目的是可以研究像与物__________的关系。
(5)为了得到像与物到镜面的距离关系,蜡烛A需放在__________(选填“同一”或“不
同”)位置多次实验,多次实验的目的是______________________。
(6)当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,移去蜡烛B并在原位置放一光屏,光屏上看不
到蜡烛A的像,说明平面镜成的是________(选填“虚”或“实”)像。
(7)若操作中在直尺上无论怎样调整蜡烛B的位置,都不能与像重合,其原因可能是
________________________。
到玻璃板距离
大小
使结论具有普遍性
虚
不同
玻璃板没有竖直放置
创新拓展
(8)(思维拓展)将蜡烛A竖直放在水平桌面上,点燃蜡烛观察发现:玻璃板中蜡烛A
的像偏低且倾斜。你认为在如图所示的①、②、③三幅图中,________图是产生
以上实验现象的原因。
(9)(装置改进)小明同学在评估和交流后,决定对实验进行一些改进,一是用方格
纸代替白纸,二是用由发光的LED灯组成的图案代替蜡烛,改进后的好处是:
__________________________________________________。
③
可以直接判断物体与像之间的位置关系和便于观察
考点一 光现象作图
角度1 根据光的反射定律作图
【典题1】(2024·南充中考)2023年9月17日,我国墨子巡天望远镜正式启用,它是北半球巡天能力最强的光学时域望远镜,如图甲所示。一束星光入射到望远镜,经主镜反射后到达成像装置,如图乙所示,OB是反射光线,请画出其入射光线AO并标出入射角大小(保留作图痕迹)。
答:
重点难点·释疑难
【技法点拨】
根据入射(反射)光线画反射(入射)光线:
(1)画法线:过入射点作镜面的垂线;
(2)画线:根据角相等作反射光线或入射光线;
(3)标角:根据已知角大小标出未知角大小。
【避开雷区】
(1)线的虚实要分清:光线要画成实线,法线、光线的反向延长线要画成虚线。
(2)光线要标注箭头,要画成直线,中间不要断开。
(3)必须使用尺规作图。
【中考挑战】(2024·泸州中考)如图甲是随嫦娥六号一起发射的角反射器的示意图,其三个反射面相互垂直,其中两个反射面如图乙所示,一束光只在这两个反射面发生了反射,请在图乙中画出这束光反射的光路图(保留作图痕迹)。
答:
角度2 根据平面镜成像特点作图
【典题2】(2024·无锡中考)在图中作出物体ABC通过平面镜所成的像。
答:
【避开雷区】
(1)平面镜所成的像是虚像,虚像及辅助线要画成虚线;要保留必要的作图痕迹(如辅助线等)。
(2)像点和对应物点的连线与镜面垂直,要标注垂直符号。
(3)反射光线的反向延长线必经过像点,故其交点为像点。
(4)平面镜是有涂层的面,背面用毛边表示,不能画成直线。
【中考挑战】(2024·绥化中考)请根据平面镜成像特点,作出点光源S发出的光经平面镜反射后通过A点的光路图(保留作图痕迹)。
答:
角度3 根据光的折射规律作图
【典题3】(2024·河南中考)如图,观光水池中,一束红光沿AO方向从水射入空气,折射光线为OA'。若另一束红光沿BO方向从水射入空气,请大致画出入射光线BO的折射光线,并标出对应的折射角r。
答:
【中考挑战】(2024·菏泽中考)2024年4月26日,神舟十八号载人飞船成功对接中国空间站,装有4条斑马鱼的特制透明容器顺利转移到问天实验舱,如图甲所示。请你在图乙中画出航天员看到斑马鱼的光路图(S表示斑马鱼的实际位置,S'表示航天员看到的斑马鱼像的位置,不考虑容器壁对光线的影响)。
答:
考点二 光现象辨析
【典题4】判断下列实例各属于哪种光现象:
①凿壁偷光;②一叶障目;③海市蜃楼;④立竿见影;⑤雨后彩虹;⑥池水映月;⑦日食月食;⑧黑板反光;⑨小孔成像;⑩射击瞄准;⑪光污染; ⑫潭清疑水浅; ⑬水中筷子弯折; ⑭用潜望镜观察水面; ⑮遥控开关电视; ⑯壁镜扩大视觉空间; ⑰手机拍照; ⑱皮影戏表演; ⑲杯弓蛇影; ⑳如影随形。
角度1:属于光的直线传播的是______________________。
角度2:属于光的反射的是_______________。
角度3:属于光的折射的是_______________。
①②④⑦⑨⑩⑱⑳
⑥⑧⑪⑭⑮⑯⑲
③⑤⑫⑬⑰
【技法点拨】
(1)看关键字词:
①光的直线传播——“影子”“光束”“日月食”“小孔”等。
②光的反射——“倒影”“平面镜”“反光”等。
③光的折射——“透镜”“眼睛”“彩虹”“折断”“海市蜃楼”等。
(2)看“介质”和“传播方向”:
①同种均匀介质中,传播方向不变的是“光的直线传播”;改变的是“光的反射”。
②两种介质或同种不均匀介质中,传播方向发生偏折,是光的折射现象。
【中考挑战】(2024·连云港中考)下列事例中属于光的反射现象的是( )
A.雨后天空中出现的彩虹
B.建筑物在平静水面下形成的倒影
C.插入水中的筷子看起来“弯折”
D.太阳光通过三棱镜后被分解成各种色光
B
题组一 光现象辨析
1.(2024·贵州中考)《淮南万毕术》中记载:“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻。”
如图所示描绘了该记载中的场景。人能通过盆中水面及平面镜观察墙外情况均利
用了( )
A.光的折射 B.光的色散
C.光的反射 D.光的直线传播
贵州常考题型演练
C
2.(2022·毕节中考)下列诗词中涉及的光现象,解释正确的是( )
A.峰多巧障日——山峰挡住太阳光是因为光沿直线传播
B.潭清疑水浅——潭水看起来变浅是因为光发生了反射
C.明镜可鉴形——镜子可以成像是因为光发生了折射
D.江清月近人——看到江中的月亮,是月亮的实像
3.(2022·遵义中考)“七一”建党节前夕,名城遵义老城区被各色鲜花装扮起来,人们
从不同方向都能看到道路两旁迎风招展的鲜红旗帜,这是光的____________(选填
“镜面反射”或“漫反射”)现象。
A
漫反射
题组二 光现象作图
4.(2022·贵阳中考)如图所示,一条光线从空气斜射入水中,请画出其折射光线的大致位置。(图中虚线表示法线)
答:
5.(2022·黔西南中考)阳光与水平面成60°角射向地面,用平面镜使阳光竖直射入井底,在图中画出平面镜的位置,并标明反射角的度数。
答:
6.(2024·遵义模拟)图甲是小美同学游玩公园时拍的一张风景图,乙图中A点是拱桥顶部在水中的像,请画出拱桥顶部经过反射进入人眼的大致光路图。
答:
题组三 光现象相关规律及其应用
7.(2024·贵阳模拟)如图所示,将一束光照射到一个空烧杯的底部,此时杯底被照亮
的范围用虚线圈出。若往烧杯中注满水,烧杯底部被光照亮的范围和原来相比会
变为( )
B
8.(2023·贵阳模拟)平面镜是生活中常见的物品,如图所示,若在一面竖立着的平面
镜左方水平放置着一个九格的棋盘,从甲处观察,乙处的“馬”在平面镜中的像的位
置应该在点( )
A.P B.Q C.R D.S
A
题组四 探究光的反射规律
9.(2023·贵州中考)在“探究光的反射定律”实验中,器材有:激光笔、可折转光屏、
平面镜和喷雾器。
(1)将平面镜置于水平桌面,如图甲所示。激光笔的光束射向平面镜上O点,在平
面镜上方喷水雾,从前向后观察,可在镜面上方看到_______条光束。
2
(2)将折转光屏垂直于平面镜放置,让入射光沿左半屏射到O点,如图乙所示。要呈
现反射光,需将右半屏向________(选填“前”或“后”)折转。
(3)保持入射点不变,多次改变入射方向,在光屏上记录每次实验的光路aa'、bb'和
cc',如图丙所示。为了研究反射光线和入射光线的位置关系,发现左、右半屏相对
应的光线关于转轴对称,可将此对称轴视为__________。同时根据光屏上的信息可
得结论,反射角与入射角的大小__________。
前
法线
相等
题组五 探究平面镜成像的特点
10.(2024·黔东南模拟)小明同学利用两支同样的蜡烛等实验器材探究平面镜成像的特点。
(1)如图1所示,实验时,在桌面上铺一张大纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。在
纸上记下平面镜的位置,把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,该同学应在玻璃板
__________(选填“前面”或“后面”)观察蜡烛经玻璃板反射所成的像。再拿一支外形
相同但不点燃的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟________________
完全重合。
(2)如果将光屏放到像的位置,____________(选填“透过”或“不透过”)玻璃板,观察光
屏上有无像。
前面
点燃蜡烛的像
不透过
(3)小明看到自己的手表与同桌的相同,于是突发奇想将两块手表替代A、B蜡烛,正
立于玻璃板两侧,如图2所示,此时A手表指针指在9点整,那么B手表的指针应调至
_______点才能与A手表指针的像完全重合。
(4)如图3所示是由本实验得出的结论在实际生活中的一个应用。检查视力的时候,
视力表放在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像。则视力表在
镜中的像与被测者间的距离为________ m。
3
4.6
$$