第二章 光现象知识点 ---2024-2025学年苏科版物理八年级上学期

第二章 光现象知识点 光的色彩 【知识梳理】 一、光源 1．本身发光的物体叫做光源。 2．光源可分为：天然光源（水母、太阳等）、人造光源（灯泡、火把等）； 自然光源 人造光源 二、光的色散 1．太阳光通过三棱镜后，依次被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色，这种现象叫色散（由英国物理学家牛顿发现）； 光的色散的发生的原因：不同颜色的光穿过三棱镜时的偏折角度不同，红色光偏折程度最小，紫色光偏折程度最大。 2．光的色散现象表明白光（太阳光）是由各种色光混合而成的复色光。 拓展： 单色光：不能再分解的色光称为单色光，光的色散分解出的七色光都是单色光； 复色光：由多种单色光混合而成的光称为复色光。 3．光的色散现象： 彩虹 日晕 4．色光的三原色是：红、绿、蓝；其它色光可由这三种色光按照不同比例混合而成，三原色光本身是不能用其他的色光混合而成的。等量的红、绿、蓝三种色光可以混合出白光。 光的三原色 颜料三原色 拓展： 颜料的三原色：红、黄、蓝是颜料的三原色，其他颜料的颜色可以由这三色颜料按不同比例混合而成。 光的三原色的应用：手机、电视屏幕 手机、电视屏幕是由若干个像素点组成的，每个像素点都由红、绿、蓝三色发光点组成，这些发光点在电路的控制下发出不同强度的三原色光，从而产生不同的色彩。 三、物体的颜色 1．透明体的颜色由它透过的色光决定（什么颜色的透明体透过什么颜色的光，吸收其他颜色的光）； 2．不透明体的颜色由它反射的色光决定（什么颜色的物体反射什么颜色的光，吸收其它颜色的光，白色物体反射所有颜色的光，黑色物体吸收所有颜色的光） 例：一张白纸上画了一匹红色的马、绿色的草、红色的花、黑色的石头，现在暗室里用绿光看画，会看见黑色的马，黑色的石头，还有黑色的花在绿色的纸上，看不见草（草、纸都为绿色）。 四、光能 光具有能量。太阳能电池板可以把光能转化为电能，植物的光合作用可以把光能转化为化学能，太阳能热水器可以把光能转化为内（热）能。 【易错点】 1．月亮等自身不发光、只能反射光的物体不是光源。 2．当没有光进入人眼的时候，我们感受到的是黑色。故我们看到的黑色的物体不是反射了黑色光，而是吸收了所有光或反射的光没有进入人眼造成的，世界上没有黑色光。 3．三原色光混合出的新色光与光的色散分解出的色光是不一样的。光的色散分解出的色光是单色光，而三原色光混合出的新色光只是在人的视觉上同时接收到多个三原色光而感受到的新色光。例如，红色光和绿色光混合出黄色光，该黄色光并非真正的黄色单色光，只是红色和绿色光同时进入人眼，人的视觉系统感受到的颜色是黄色，实际上，红色光还是红色光，绿色光还是绿色光。所以，真正的光色光穿过三棱镜不会发生色散，红色光和绿色光混合出的黄色光穿过三棱镜会发生色散，分解为红色光和绿色光。 【规律总结】 我们看到物体是因为物体反射了部分照射到其表面的光进入人眼，进入人眼的光是什么颜色，我们看到的物体就是什么颜色。故不论透明物体还是不透明物体，其颜色都是由它反射不吸收的色光进入人眼后看到的。 光的直线传播 【知识梳理】 一、光的直线传播 1．光在同种均匀介质中沿直线传播。 均匀介质 非均匀介质 2．光线：为了研究的方便，常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向（物理模型，光存在，光线不存在）。 点光源 平行光 3．光的直线传播的现象 （1）影的形成：由于光在均匀空气中沿直线传播，当光传播途中遇到障碍物会阻挡光继续向前传播，从而在障碍物的后方产生一个光无法到达的暗区域，该区域即为影子。 当有两个及两个以上的光源时，每个光源发出的光被物体阻挡时，都会形成各自的影子，影子中没有任何光线到达的区域称为本影，影子中有其他光源光线到达的区域称为半影。 （2）日食与月食 ①星球的影子：任何一个行星、卫星（以下均称为“星体”）在恒星的照射下都会形成影子区域，由于恒星的体积远大于星体，故恒星相当于于若干个点光源组合而成，因此在星体后会形成本影区、半影区，而当离星体足够远的区域，半影区交汇还会形成伪本影区。 ②日食：当月球运行到太阳与地球之间且三者在同一条直线上时，当地球上部分地区进入月球本影区后，太阳光完全被月球阻挡，人们处在本影区将看不到太阳的整个表面，称为日全食；半影区有部分太阳光可以达到，人们处在半影区可以看到太阳的一侧表面，称为日偏食。 由于月球绕地球的轨道是椭圆形，当月球离地球较远时，地球上部分地区处在了月球的伪本影区，人们看不到太阳中间发出的光，称为日环食。日环食和日全食不会同时出现。 ③月食：当地球运行到太阳与月球之间且三者在同一条直线上时，月球将进入地球的本影区，人们可以看到月全食，当三者不完全在同一条直线时，人们可以看到月偏食。 （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。 ①知识准备： [1]实像：实际光线会聚在光屏上形成的像，可以用光屏承接。 [2]物距：物体（蜡烛）到孔的水平距离。 [3]像距：像到孔的水平距离。 ②小孔成像的成因： 由于孔很小，光沿直线传播，故物体（烛焰）每部分发出的光线中只有一条可以通过小孔，因此，每条通过小孔的光线都会在光屏上形成亮斑，所有亮斑组成了与物体形状相同的明亮图案。 ③像与物的大小关系：与物距、像距有关。 物距大于像距，成缩小的像，像距减小，像变小 物距小于像距，成放大的像，物距减小，像变大 规律1：物距大于像距，则物大于像，物距小于像距，则物小于像。 规律2：物近像远像变大，物远像近像变小。 ④像的性质：倒立的实像。 ⑤像的形状：与小孔的形状无关， ⑥生活中的小孔成像：树阴下的圆形光斑是太阳透过树叶间微小的空隙形成的像。 4．光的直线传播的应用 队伍对齐 射击瞄准 日晷 激光准直（挖隧道定向） 5．有关光的直线传播的成语：坐井观天、立竿见影、一叶障目、管中窥豹。 二、光速 1．光的传播不需要介质，因此可以在真空中传播。 2．光在真空中的速度约为3×108m/s，真空中光速是宇宙中目前已知的最快速度。 3．光在水中的速度约为真空中的，光在玻璃中的速度约为真空中的。 4．光年：是光在一年中传播的距离，用来描述宇宙中天体间的距离。 （1）光年是长度单位，符号为l.y.； （2）1l.y.≈9.46×1015m。 【易错点】 1．小孔成像成倒立的像，不仅上下颠倒，左右也颠倒。 2．当小孔足够小时，光屏上出现的是物体的实像；当小孔不够小时，在光屏上出现的是与孔形状相同的光斑。 【规律总结】 1．树荫下圆形的光斑是太阳的实像，其他形状的光斑与树叶间缝隙的形状相同。不论什么形状的光斑，都是由于光沿直线传播形成的。 2．由于小孔成像中经过孔的光线数量一定，那么像越大，光线越分散，像越暗。 3．声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传播；光在真空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢（二者刚好相反）。光速远远大于声速。（如先看见闪电再听见雷声，在100m赛跑时声音传播的时间不能忽略不计，但光传播的时间可忽略不计）。 平面镜 【知识梳理】 一、平面镜知识准备 1．平面镜：表面平整光滑且能够成像的物体叫做平面镜。 2．虚像：能被人看见，但不能在屏幕上呈现的像叫作虚像。 二、探究平面镜成像特点的实验 【实验目的】探究平面镜成像的特点 【实验器材】白纸、茶色的薄玻璃板、两只完全相同的蜡烛A和B、刻度尺 【实验步骤】 1．在桌面上铺一张大纸，在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。 2．把蜡烛A点燃放在玻璃板的前面，从蜡烛A一侧可以看到它在玻璃板后面的像。 3．再拿一支没有点燃的大小完全相同的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它与跟蜡烛A的像完全重合。这个位置就是蜡烛A的像的位置。 4．移去蜡烛B，并在其所在位置上竖直放一白纸（光屏）。从侧面直接观察白纸（光屏），白纸（光屏）上不能接收到蜡烛A的烛焰的像。 5．撤去白纸、玻璃板，熄灭蜡烛，在纸上沿蜡烛底部边缘记下两个蜡烛的位置。 6．重新点燃蜡烛，放回玻璃板，移动蜡烛的位置，重做实验，并在纸上标记出每次的位置，画出物像对应点的连线，量出每组蜡烛位置到平面镜的距离（数据仅供参考）。 【实验表格】（数据仅供参考） 物到平面镜的距离/cm 像到平面镜的距离/cm 像与物大小比较 像的性质 第一次 6.50 6.50 等大 正立的虚像 第二次 3.20 3.20 等大 正立的虚像 第三次 8.30 8.30 等大 正立的虚像 【实验分析】 1．蜡烛B和蜡烛A的像可以完全重合，说明像是正立的，且像与物大小相等。 2．在白纸上看不到蜡烛A的像，说明蜡烛A的像是虚像。 3．每一组实验蜡烛A和蜡烛B到平面镜的距离相等，说明像与物到平面镜的距离相等。 4．每一组实验两个蜡烛的连线都和玻璃板垂直。 【实验结论】 1．平面镜中的像是正立的虚像； 2．像和物体的大小相等； 3．像和物到平面镜的距离相等； 4．像与物的连线和平面镜垂直（像与物关于平面镜对称）。 【实验方法】 等效替代法： 1．用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛，比较像与物的大小关系。 2．用未点燃的蜡烛代替点燃的蜡烛的像，比较像与物到平面镜的距离。 【注意事项】 1．实验应在较暗的环境下进行，减小其他光线对实验的影响。 2．使用玻璃板代替平面镜的原因：因为玻璃板既能反光又能透光，便于确定像的位置。 3．使用薄玻璃板的原因：防止烛焰在玻璃板的前后两个面反射成像，出现重影。 4．使用茶色玻璃板的原因：明亮的像的火焰更明显，使成像更清晰。 5．刻度尺的作用：测量物与像到平面镜的距离。 6．两根蜡烛大小必须完全相同的原因：①便于确定像的位置②比较物与像的大小关系。 7．重做几次实验的目的：实结论具有普遍性。 8．玻璃板没有与桌面垂直放置导致的结果：①找不到像；②像无法和蜡烛重合。 三、平面镜成像作图方法 （1）平面镜的画法： （2）作图规则： 物体轮廓画实线，虚像轮廓画虚线，辅助连接线画虚线，有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。 （3）作图思路： 对称法：根据平面镜的成像特点，像和物关于镜面对称，找出物体上端点关于平面镜的对称点。 （4）作图步骤： 如图所示，MN表示平面镜，要求做出物体AB的在平面镜中的像A′B′。 ①过A点作镜面MN的垂线AO（垂足为O）并延长至A′点，使OA＝OA′，A′点就是A点的像； ②同理，可以作出物上其他各点的像（如B点的像B′点）； ③然后用虚线连接A'B'。 四、生活中的平面镜 （1）平面镜成像现象 地板上的倒影 水中倒影 （2）平面镜的常见应用 口腔检查 扩大视野 化妆镜 潜望镜 （3）平面镜带来的麻烦 光污染 车内物体在前挡风玻璃上成像影响视线 （4）小汽车前挡风玻璃设计成倾斜状的原因 ①减小风阻。 ②使车内人和物体在前挡风玻璃中的像成在司机视线的斜上方，从而避免像对司机视线的干扰。 【易错点】 1．像和物上下相同，左右相反（镜中人的左手是人的右手，看镜子中的钟的时间要看纸张的反面） 2．物体远离、靠近镜面像的大小不变。人们感觉像的大小变化了是因为像与物的距离发生改变，引起了人视角的改变。 【规律总结】 1．平面镜成的像是正立等大的虚像，像和物到平面镜的距离相等，像与物关于平面镜对称。 2．运动的物体在平面镜中成的像和物体的运动轨迹是关于平面镜对称的，像和物体相对于平面镜的运动速度是相等的。 3．若物体和平面镜间的距离缩小（或扩大）n米，则像和物体间的距离缩小（或扩大）2n米。 4．平面镜成的像的大小与平面镜的大小无关，与物体的大小有关。 光的反射 【知识梳理】 一、光的反射 1．当光射到物体表面时，有一部份光会被物体反射回来，这种现象叫做光的反射。 2．我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。 3．有关光的反射的基本概念 （1）入射点：光线射到镜面上的点，通常用“O”表示； （2）法线：过光的入射点所作的与反射面垂直的直线，通常用“ON”表示； （3）入射光线：射到反射面上的光线； （4）反射光线：被反射面反射后的光线； （5）入射角：入射光线与法线的夹角； （6）反射角：反射光线与法线间的夹角。 二、探究光的反射定律的实验 【实验目的】探究光的反射定律 【实验器材】可折叠的硬白纸板、平面镜、激光笔、量角器 【实验步骤】 1．把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，直线ON即为平面镜的法线。 2．用激光笔将一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，在纸板上出现了入射光线和反射光线的径迹。 3．把纸板右半边向前或向后折，反射光线的径迹消失。 4．将纸板恢复平整，用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。 在光线径迹上选择一点确定光线的位置 画出光线的径迹 5．改变光束的入射方向，重做两次。换另其他颜色的笔，记录光的径迹。 取下纸板，用量角器测量NO两侧的入射角和反射角。 【实验表格】（数据仅供参考） 入射角 反射角 第一次 45° 45° 第二次 30° 30° 第三次 60° 60° 【实验分析】 1．当纸板向前向后折时，反射光线从纸板上消失，纸板恢复平整后，反射光线重新出现，说明反射光线、入射光线、法线在同一平面内。 2．实验过程中发现，反射光线和入射光线始终在法线的两侧。 3．由实验表格中数据可知，反射角等于入射角。 【实验结论】光反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居在法线两侧，反射角等于入射角。 【注意事项】 1．白纸板的作用：由于白纸表面粗糙，光沿纸板传播时，有部分光反射到各个方向，从而显示光路。 2．如果让光从之前记录的某次反射光线径迹逆着反射光线的方向射到镜面，那么，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。 3．入射角与反射角之间存在因果关系，反射角总是随入射角的变化而变化而变化，因而只能说反射角等于入射角，不能说成入射角等于反射角。 4．垂直入射时，入射角为0度，反射角亦等于0度。 5．白纸板上只有入射光线没有反射光线的原因：白纸板不垂直于平面镜。 如图所示，当白纸板不垂直于平面镜时，入射光线既处在纸板的平面内，又处在垂直于平面镜的虚线平面内，当光线反射时，将沿着虚线平面射出，故在纸板上看不到反射光线。 三、光的反射的应用 1．用光的反射解释平面镜成虚像的原因：物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚而是发散的，这些光线的反向延长线相交于一点，从人眼的角度看过去，好像这些光线是从这一点发出的，因此人们就看到了物体的像。因为这个像不是实际光线会聚形成的，所以不能呈现在光屏上，只能通过人眼观察到，故称为虚像（不是由实际光线会聚而成）。 2．光线连续经过两个夹角为90°的平面镜反射时，将沿平行于入射光线的反方向射出，这样的平面镜组合称为角反射器，在生活中的应用是自行车尾灯。 角反射器 自行车尾灯 如上左图所示，由光的反射定律可知，∠1=∠2，∠3=∠4，易证∠1+∠3=90°，所以∠1+∠2+∠3+∠4=180°，所以光线a∥c。 如上右图所示，自行车尾灯本身不发光，它是将汽车发出的光线中的红色光线反射回去，让司机可以看到，避免发生交通事故。 3．已知光源S、平面镜和反射光线经过的点A，作光路图的方法（将军饮马法） （1）作图规则： 光线画实线，辅助连接线、光线的反向延长线画虚线，有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。 （2）作图思路： ①由像和物关于平面镜对称可确定像点； ②由反射光线的反向延长线经过像点可确定反射光线； ③由反射光线和平面镜的焦点可确定入射点； ④由入射点和光源可确定入射光线。 （3）作图步骤： ①先用对称法法作出光源S的像点S'点； ②由于A点在反射光线上，像点在反射光线的反向延长线上，故用线连接S'A，交平面镜于O，O点即为入射点，AO为反射光线，用实线画出，S'O为反射光线的反向延长线，用虚线画出； ③用实线连接SO，SO为入射光线，标上所有光线的方向。 4．已知入射光线和反射光线画出平面镜的作图方法 （1）作图思路： 因为法线和平面镜垂直，所以确定平面镜方向实际上就是确定法线的方向，由光的反射定律可知，法线是入射光线和反射光线夹角的平分线，故先做出入射光线和反射光线夹角的平分线，再根据入射点确定平面镜的方向。 （2）作图步骤： ①用虚线作入射光线和反射光线夹角的平分线，该平分线就是平面镜的法线。 ②过入射点用实线做法线的垂线，该垂线就是平面镜反射面位置，画上垂直符号和阴影。 三、镜面反射和漫反射 1．镜面反射：平行光射到光滑的反射面上时，反射光仍然被平行的反射出去； 2．漫反射：平行光射到粗糙的反射面上，反射光将沿各个方向反射出去； 3．镜面反射和漫反射的相同点：都是反射现象，都遵守反射定律； 不同点：反射面不同（一光滑，一粗糙），一个方向的入射光，镜面反射的反射光只射向一个方向（刺眼）；而漫反射射向四面八方； 4．生活中的漫反射和镜面反射： （1）下雨天的夜晚，向光走要走暗处，背光走要走亮处。因为积水表面发生镜面反射，无水地面发生漫反射，向着光，积水处反射较多光线进入人眼，无水处较少光线进入人眼，人们会觉得积水处更亮；背着光，积水处无反射光线进入人眼，无水处较少光线进入人眼，人们会觉得无水处更亮。 （2）电影屏幕要粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光反射到四处。 （3）黑板上“反光”是在该处发生了镜面反射。 四、凹面镜和凸面镜 1．凹面镜 （1）用球面内表面作反射面的面镜叫凹面镜。 （2）凹面镜对光的作用：凹面镜使平行光束会聚，使点光源的光线变为平行光。 （3）焦点：平行光线经反射后会聚到一点，该点称为焦点，用字母“F”表示。实际光线会聚而成的点称为实焦点，实际光线的反向延长线会聚而成的点称为虚焦点。 （4）凹面镜的应用 ①手电筒的反光装置：将灯泡置于手电筒反光碗的焦点上时，灯泡发出的光经反射后以近似平行光的形式射出。 ②太阳灶：将烧水壶置于太阳灶反光碗的焦点上时，太阳光经反射后会聚于烧水壶处加热水壶。 2．凸面镜 （1）用球面外表面作反射面的面镜叫凸面镜。 （2）凸面镜对光的作用：凸面镜使平行光束发散，将多个方向会聚的光反射到同一个方向。 （3）凸面镜成像特点：正立缩小的虚像。 （4）凸面镜的应用 汽车后视镜、转角镜：将更广范围内的景物发出的光线通过凸面镜反射到观察者的眼中，可以扩大视野。 汽车后视镜 窄路转角的转角镜 【易错点】 1．在画光路图时，注意光线的方向，如果是人看到物体，光线方向是进入人眼的方向。如果是物体发出光线，光线方向是远离物体的。 2．用将军饮马法画图时，由于没有用到法线，所以不要画出法线。 【规律总结】 1．入射光线不变，镜面旋转θ度，法线也旋转θ度，从而入射角减小（或增大）θ度，反射角也随之减小（或增大）θ度，反射光线相对于入射光线旋转2θ度。 2．如果想在平面镜内看到全身像，镜子高度至少为身高的一半。 如图所示，在人眼A，人像头顶B、人像脚底C构成的三角形ABC中，平面镜上端点M为边AB的中点，平面镜下端点N为边AC的中点，故平面镜MN为三角形ABC的中位线，故。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$