第四章 光现象（知识清单）物理人教版2024八年级上册

第四章 光现象（知识清单） 思维导图 第1节 光的直线传播 一、光源 1.定义：自身能够 的物体叫做光源。 2.分类：①自然光源，如：恒星、萤火虫、水母等；②人造光源，如蜡烛、小灯泡、手电筒等。 注意 像月亮、宝石、平面镜等物体，本身不能发光，它们看起来很亮是因为有光照射在它们上面反射进入人们的眼睛里，所以它们不是光源。 二、光的直线传播 1.探究光的直线传播 （1）观察光在空气、水、玻璃中的传播路径 介质 空气 水 玻璃 光路 现象 光在空气中沿直线传播 光在水中沿直线传播 光在玻璃中沿直线传播 结论 光在同种介质中沿 传播 （2）探究光沿直线传播的条件 实验过程 ①如图甲所示，将一束光从透明水槽侧面垂直射入非均匀浓度的糖水溶液中，观察到激光的传播路径在浓度不均匀的糖水溶液中会向下弯曲； ②如图乙所示，用玻璃棒搅拌糖水溶液时，使其浓度变得均匀，再将激光射向糖水溶液中，观察到激光在均匀浓度的糖水溶液中的传播路径是直的。 分析论证 光垂直射入浓度不均匀的糖水溶液中时，光的传播路径发生了弯曲；在均匀浓度的糖水溶液中，光的传播路径是直的。 实验结论 光在 中沿直线传播。 2.光线 （1）定义：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 和 ，这样的直线叫光线。如下图所示。光线实际上是 的，是一种物理模型。 （2）平行光源和点光源发出的光线，如下图所示。 3.光沿直线传播的现象 （1）影子的形成：由于光沿 ，在不透明物体后面光照射不到的区域形成影子。 （2）日食和月食 日食：当月球运行到太阳和地球之间时，由于光沿直线传播，月球就挡住了部分射向地球的太阳光，形成日食。 月食：当月球运行到太阳和地球的另一侧时，由于光沿直线传播，地球就挡住了部分射向月球的太阳光，形成月食。 （3）小孔成像 ①小孔成像所成的像是 的 像。像的大小与 和 有关，当物距大于像距，成的是 的实像，当物距等于像距，成的是 的实像，当物距小于像距，成的是 的实像。 ②小孔成像时，像与 的形状相同，与小孔的形状 。例如树荫下的圆形光斑是太阳经过树叶的缝隙形成的像。 4.光沿直线传播的应用 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。 三、光的传播速度 1.光在真空中的传播速度 光不仅可以在空气、水等物质中传播，而且可以在真空中传播。光在真空中的传播速度很大，在物理学中用c表示，c=2.99792×108m/s。通常情况下，真空中的光速可以近似为：c= m/s。 2.光在其他介质中的传播速度 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.光年：计量长度的单位，指光在真空中沿直线传播一年经过的路程。 4.声和光对比 声 光 声音的传播需要介质 光的传播不需要介质 真空不传声 光在真空中传播最快 声音在空气中传播得最慢 光在空气中比在其它透明介质中传播得快 15℃的空气中声速为340m/s 空气中光速近似为3×108m/s 第2节 光的反射 一、光的反射定律 1.光的反射 （1）定义：当光射到物体表面时，有一部分光会被反射回去，这种现象叫做光的反射。 （2）常见的反射现象 看见不发光的物体 自行车尾灯 水中倒影 潜望镜 照镜子 （3）光的反射的基本概念：一点、两角、三线 一点 入射点 光的入射点，用字母“O”表示 三线 入射光线 入射到反射面上的光线，如图中的光线EO 法线 经过入射点O并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 反射光线 入射光线射到反射面上后，被反射面反射的光线，如图中的光线OF 两角 入射角 光线与 线的夹角，如图中的∠i 反射角 光线与 线的夹角，如图中的∠r 2.探究光的反射定律 【实验器材】 平面镜、激光笔（注意避免激光射入眼睛）、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色粗糙硬纸板。 可折转白色粗糙硬纸板的作用：一是显示 ；二是探究入射光线、法线和反射光线是否在 内。 【实验过程】 1.使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF。改变光束入射的角度，观察反射光的方向是否改变。多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，将数据记录在下表中。 2.纸板ENF 是用两块纸板连接起来的。把纸板NOF 向前折或向后折，如下图所示，在纸板上还能看到反射光吗？ 【实验结论】 在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在 内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角 入射角。 【反思与交流】 （1）应在光线较 的室内进行实验，以便于观察实验现象； （2）实验时，纸板必须与平面镜 ，否则在纸板上看不到反射光； （3）实验描绘光的传播路径的方法：在入射光线和反射光线上取一个点，将该点与反射点连接。 （4）区分每一组的对应的入射光线和反射光线的方法：对每一组入射光线和反射光线分别用不同颜色的笔进行描绘，或者对每一组入射光线和反射光线进行编号。 （5）进行多次实验的目的： 。 （6）若发现每次实验反射角与入射角的和为90°，原因是：错把入射角看成入射光线与反射面的夹角，或错把反射角看成反射光线与反射面的夹角。 3.光的反射定律 （1）反射光线、入射光线、法线在 内；（三线共面） （2）反射光线和入射光线分居法线两侧；（分居两侧） （3）反射角 入射角。（两角相等） 注意 先有入射角后又反射角，因此只能说反射角等于入射角。当光垂直射向镜面，入射光线、法线和反射光线重合，即入射角为0°，反射角也为0°。 4.光的反射作图 类型 作图方法 已知反射面、入射光线做反射光线 如图所示，先过入射点O作出法线，再根据光的反射定律（反射角等于入射角），作出反射光线，标上箭头。 已知反射面、反射光线作入射光线 如图所示，先过入射点作出法线，再根据光的反射定律（反射角等于入射角）画出对应的入射光线，标上箭头 已知入射光线和反射光线，画出平面镜的位置 如图所示，先作入射光线和反射光线夹角的角平分线，此线的位置即为法线的位置。过入射光线与反射光线的交点（入射点）作垂直于法线的一条直线，该直线的位置即为平面镜的位置。 二、光路的可逆性 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 的。如图所示。 三、镜面反射和漫反射 1.镜面反射：镜面很平整、光滑，一束平行光照射到镜面上后，会被 地反射。如平面镜、自行车尾灯、黑板反光、平静的水面反光等。 2.漫反射：凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着 反射。如各个方向都能看到黑板上的字、电影银幕用幕布等。 3.镜面反射和漫反射都 光的反射定律。 4.雨后，路面有很多小水坑，夜晚迎着月光走，地上较亮的是 ，光在水面发生 反射；背着月光走，地上较暗的是 ，光在路面发生 反射。 第3节 平面镜成像 一、平面镜成像的特点 1.探究平面镜成像的特点 【实验器材】 薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸等 薄玻璃板的作用：（1）确定像的位置；（2）防止成两个像影响实验观察。 两支完全相同的蜡烛目的：便于比较像与物的大小。 【实验过程】 1.如图所示，在桌面上铺一张纸，纸上竖立一块玻璃板。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。将点燃的蜡烛放置在玻璃板前，通过移动未点燃的蜡烛，找到点燃蜡烛的像的位置，在纸上标记蜡烛和像的位置。测量蜡烛和像到平面镜的距离，记录在下表中。 2.移动点燃的蜡烛，多做几次实验。实验时注意观察点燃蜡烛的像的大小是否随蜡烛位置的改变而变化。 3.换用长度不同的蜡烛，再做几次实验。实验时注意观察蜡烛像的大小和蜡烛的大小是否相同。 4.将玻璃板后面未点燃的蜡烛B移走，再把光屏放在该位置上并正对玻璃板，观察是否能在光屏上接收到前面点燃蜡烛的像。 【实验结论】 平面镜所成的像为 的 像，其大小与物体的大小 ，像和物体到平面镜的距离 ，像和物体的连线与镜面 。 【反思与交流】 （1）为了使观察到的像更为清晰，实验最好在较 的环境中进行； （2）实验中用玻璃板代替平面镜，目的是便于观察和 ； （3）实验应选用较 的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大的错位，难以确定像的位置； （4）实验中，玻璃板要 立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置，则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合； （5）用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮，便于观察； （6）白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置，刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离； （7）改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验，是为了 ； （8）观察点燃蜡烛的像时，眼睛应与物体在玻璃板的同一侧；观察像是否为虚像时，眼睛与像在玻璃板的同一侧。 2.平面镜成像的特点 （1）平面镜所成像的大小与物体的大小 ；（等大） （2）像和物体到平面镜的距离 ；（等距） （3）像和物体的连线与镜面 ；（垂直） （4）平面镜所成的像为 。（虚像） 利用数学课中有关对称的知识，平面镜成像的规律也可以表述为：平面镜所成的像为虚像，像与物体关于镜面 。 注意 我们在观察平面镜成像时会有近大（靠近镜面像大）远小（远离镜面像小）的感觉，这是由人的“视角”造成的错觉。事实上，平面镜所成像的大小总是与物体的大小相等，像的大小与物体到平面镜的距离无关。 二、平面镜成虚像的原理 1.平面镜成虚像的原理 在下图中，光源S向四处发光，一些光经平面镜反射后进入了人的眼睛，引起视觉。由于有光沿直线传播的经验，人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点S’处发出的。S'就是S在平面镜中的像。由于平面镜后并不存在光源S'，进入眼睛的光并非真正来自S'，所以把S'叫作虚像。 由此可知，平面镜成像的原理是 。平面镜所成的像实际上来自物体的光经平面镜反射后，反射光线的反向延长线的交点。 2.平面镜成像作图 （1）根据平面镜成像特点作图（对称法） 作图方法（如图所示） ①做垂线—即画出物体的两个端点AB到平面镜面的垂线段AM、BN； ②画垂足； ③量等距：使A´M=AM，B´N =BN； ④画像点A´B´并连接，则A´B´就是物体AB的像。 （2）根据平面镜成像原理（光的反射定律）作图 从S 射向平面镜的所有光线，经平面镜反射后，反射光线的反向延长线都会交于点S'，所以在作图时，只要任选两条从点光源S发出射向平面镜的入射光线，作出其反射光线的反向延长线，就可以确定像S'。如下图。 作图步骤如下： ①从点光源S任意引两条光线射到平面镜上； ②分别作出两条入射光线的法线； ③根据光的反射定律分别作出两条入射光线的反射光线； ④分别作两条反射光线的反向延长线，它们的交点S'即为点光源S的像。 三、平面镜的应用 1. （如舞蹈室的镜子，矫正舞蹈员的姿势） 2. 光的传播路径（如潜望镜） 四、凸面镜和凹面镜 1.凸面镜 （1）概念：用球面的外表面作反射面的镜子叫凸面镜。 （2）特点：凸面镜对光有 作用，平行光射到凸面镜上，反射后成为发散光，如图所示。 （3）应用：使用凸面镜能起到 的作用，所以汽车的后视镜和道路转弯处的反射镜都是凸面镜。 2.凹面镜 （1）概念：用球面的内表面作反射面的镜子叫凹面镜。 （2）特点：凹面镜对光有 作用，平行光射到凹面镜上，反射后会聚到一点，如图所示。 （3）应用 ①使用凹面镜对光的会聚作用的有：太阳灶、奥运圣火采集器等。 ②由光路可逆原理可知，由一点发出的光经凹面镜反射后可成为平行光，这一特点的常见应用有：探照灯、各种机动车的前灯、医用头灯等。 第4节 光的折射 一、光的折射 1.定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化；这种现象叫光的折射。 2.基本概念“一点、一面、三线、两角” 一点 入射点 光的入射点，用字母“O”表示 一面 分界面 两种介质的分界面，如图所示的MM′ 三线 入射光线 照射到两种介质分界面的光线AO 法线 过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN′ 折射光线 进入另一种介质的光线OB 两角 入射角 光线与 线的夹角，如图∠α 折射角 光线与 线的夹角，如图∠β 3.光的折射规律 （1）共面：折射光线与入射光线、法线在 内。 （2）异侧：折射光线、入射光线分别位于法线两侧。 （3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线向 法线方向偏折，折射角 入射角。当入射角 时，折射角 。 （4）光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线向 法线方向偏折，折射角 入射角。 巧记 在光的折射现象中，空气中的角大。 （5）当光从空气垂直射入水或其他介质中时，传播方向 ，即折射角=入射角= 。 （6）光的折射现象中，光路 。 注意 （1）光从一种介质斜射入另一种介质时，一般会同时发生光的折射和光的反射。 （2）反射光线与入射光线在界面的同侧，折射光线与入射光线却在界面的两侧。 二、生活中的折射现象 池底变“浅” 池底（或水中物体）的光线由水中斜射入空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得池底变浅了（或变高了、变短、弯折了） “错位”的奥秘 两次折射后，入射光线与第二次折射光线平行，于是钢笔“错位”了 “变高”的奥秘 水上的物体反射的光从空气进入水中，发生折射，折射角小于入射角，折射光线靠近法线，向下偏折，所以潜水员看到的树的位置比实际位置偏高 海市蜃楼 海市蜃楼是一种光学幻景，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像 第5节 光的色散 一、光的色散 1.定义：太阳光通过三棱镜后，依次被分解成 七种颜色的光，这种现象叫做光的色散。 2.光的色散说明白光是由色光混合而成的。不同色光的偏折程度不同， 偏折程度最小， 偏折程度最大。 3.光的色散的实质是 。 4.生活中的色散现象：如雨后的彩虹、泼向空中的水变得五颜六色、在阳光下肥皂泡变成彩色等等都是光的色散实例，其原因是太阳光被空气中的水滴色散形成的。 二、色光的混合 1.色光的三原色： 。 2.物体的颜色 （1）透明物体的颜色由透过它的色光的颜色决定。如红色的透明物体只能透过红光，而吸收其它颜色的色光。如果一个透明物体能透过所有颜色的光，我们就说这个物体就是无色透明的。 （2）不透明物体的颜色由它反射的色光的颜色决定。如红色的物体只反射红光，而吸收其它颜色的色光。如果一个物体能够反射照射在它表面的各种色光，我们就说它是“白色”的。如果一个物体吸收所有照射在它表面的各种色光，我们就说它是“黑色”的。 三、看不见的光 1.可见光谱 三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列，形成太阳的可见光谱，如图所示。可见光指的是人眼可以看到的各种色光。 在可见光谱的红光之外有红外线，紫光之外有紫外线。红外线和紫外线人眼都看不见，这部分光叫做不可见光。 2.红外线：我们把红光之外的辐射叫红外线。一切物体都在不断地辐射红外线，物体的温度越 ，辐射出的红外线越 。 3.紫外线：在光谱紫端以外，还有一种看不见的光，叫做紫外线。 4.红外线和紫外线特性和应用 名称 光谱图中的位置 特性 应用 红外线 红光外侧 热效应、穿透云雾能力强等 ①诊断病情；②拍摄“热谱图”；③红外线夜视仪；④红外线遥控器 紫外线 紫光外侧 荧光效应、消毒杀菌、促进人体合成维生素D ①适当照射阳光促进促进人体合成维生素D；②紫外灯灭菌；③紫外线使荧光物质发光 注意 红外线与红光、紫外线与紫光不同，红外线和紫外线是看不见的光，而红光、紫光是可见光。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 光现象（知识清单） 思维导图 第1节 光的直线传播 一、光源 1.定义：自身能够发光的物体叫做光源。 2.分类：①自然光源，如：恒星、萤火虫、水母等；②人造光源，如蜡烛、小灯泡、手电筒等。 注意 像月亮、宝石、平面镜等物体，本身不能发光，它们看起来很亮是因为有光照射在它们上面反射进入人们的眼睛里，所以它们不是光源。 二、光的直线传播 1.探究光的直线传播 （1）观察光在空气、水、玻璃中的传播路径 介质 空气 水 玻璃 光路 现象 光在空气中沿直线传播 光在水中沿直线传播 光在玻璃中沿直线传播 结论 光在同种介质中沿直线传播 （2）探究光沿直线传播的条件 实验过程 ①如图甲所示，将一束光从透明水槽侧面垂直射入非均匀浓度的糖水溶液中，观察到激光的传播路径在浓度不均匀的糖水溶液中会向下弯曲； ②如图乙所示，用玻璃棒搅拌糖水溶液时，使其浓度变得均匀，再将激光射向糖水溶液中，观察到激光在均匀浓度的糖水溶液中的传播路径是直的。 分析论证 光垂直射入浓度不均匀的糖水溶液中时，光的传播路径发生了弯曲；在均匀浓度的糖水溶液中，光的传播路径是直的。 实验结论 光在同种均匀介质中沿直线传播。 2.光线 （1）定义：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。如下图所示。光线实际上是不存在的，是一种物理模型。 （2）平行光源和点光源发出的光线，如下图所示。 3.光沿直线传播的现象 （1）影子的形成：由于光沿直线传播，在不透明物体后面光照射不到的区域形成影子。 （2）日食和月食 日食：当月球运行到太阳和地球之间时，由于光沿直线传播，月球就挡住了部分射向地球的太阳光，形成日食。 月食：当月球运行到太阳和地球的另一侧时，由于光沿直线传播，地球就挡住了部分射向月球的太阳光，形成月食。 （3）小孔成像 ①小孔成像所成的像是倒立的实像。像的大小与物距和像距有关，当物距大于像距，成的是缩小的实像，当物距等于像距，成的是等大的实像，当物距小于像距，成的是放大的实像。 ②小孔成像时，像与物体的形状相同，与小孔的形状无关。例如树荫下的圆形光斑是太阳经过树叶的缝隙形成的像。 4.光沿直线传播的应用 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。 三、光的传播速度 1.光在真空中的传播速度 光不仅可以在空气、水等物质中传播，而且可以在真空中传播。光在真空中的传播速度很大，在物理学中用c表示，c=2.99792×108m/s。通常情况下，真空中的光速可以近似为：c=3×108m/s。 2.光在其他介质中的传播速度 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.光年：计量长度的单位，指光在真空中沿直线传播一年经过的路程。 4.声和光对比 声 光 声音的传播需要介质 光的传播不需要介质 真空不传声 光在真空中传播最快 声音在空气中传播得最慢 光在空气中比在其它透明介质中传播得快 15℃的空气中声速为340m/s 空气中光速近似为3×108m/s 第2节 光的反射 一、光的反射定律 1.光的反射 （1）定义：当光射到物体表面时，有一部分光会被反射回去，这种现象叫做光的反射。 （2）常见的反射现象 看见不发光的物体 自行车尾灯 水中倒影 潜望镜 照镜子 （3）光的反射的基本概念：一点、两角、三线 一点 入射点 光的入射点，用字母“O”表示 三线 入射光线 入射到反射面上的光线，如图中的光线EO 法线 经过入射点O并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 反射光线 入射光线射到反射面上后，被反射面反射的光线，如图中的光线OF 两角 入射角 入射光线与法线的夹角，如图中的∠i 反射角 反射光线与法线的夹角，如图中的∠r 2.探究光的反射定律 【实验器材】 平面镜、激光笔（注意避免激光射入眼睛）、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色粗糙硬纸板。 可折转白色粗糙硬纸板的作用：一是显示光的传播路径；二是探究入射光线、法线和反射光线是否在同一平面内。 【实验过程】 1.使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF。改变光束入射的角度，观察反射光的方向是否改变。多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，将数据记录在下表中。 2.纸板ENF 是用两块纸板连接起来的。把纸板NOF 向前折或向后折，如下图所示，在纸板上还能看到反射光吗？ 【实验结论】 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。 【反思与交流】 （1）应在光线较暗的室内进行实验，以便于观察实验现象； （2）实验时，纸板必须与平面镜垂直，否则在纸板上看不到反射光； （3）实验描绘光的传播路径的方法：在入射光线和反射光线上取一个点，将该点与反射点连接。 （4）区分每一组的对应的入射光线和反射光线的方法：对每一组入射光线和反射光线分别用不同颜色的笔进行描绘，或者对每一组入射光线和反射光线进行编号。 （5）进行多次实验的目的：避免偶然性，寻找普遍规律。 （6）若发现每次实验反射角与入射角的和为90°，原因是：错把入射角看成入射光线与反射面的夹角，或错把反射角看成反射光线与反射面的夹角。 3.光的反射定律 （1）反射光线、入射光线、法线在同一平面内；（三线共面） （2）反射光线和入射光线分居法线两侧；（分居两侧） （3）反射角等于入射角。（两角相等） 注意 先有入射角后又反射角，因此只能说反射角等于入射角。当光垂直射向镜面，入射光线、法线和反射光线重合，即入射角为0°，反射角也为0°。 4.光的反射作图 类型 作图方法 已知反射面、入射光线做反射光线 如图所示，先过入射点O作出法线，再根据光的反射定律（反射角等于入射角），作出反射光线，标上箭头。 已知反射面、反射光线作入射光线 如图所示，先过入射点作出法线，再根据光的反射定律（反射角等于入射角）画出对应的入射光线，标上箭头 已知入射光线和反射光线，画出平面镜的位置 如图所示，先作入射光线和反射光线夹角的角平分线，此线的位置即为法线的位置。过入射光线与反射光线的交点（入射点）作垂直于法线的一条直线，该直线的位置即为平面镜的位置。 二、光路的可逆性 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。 三、镜面反射和漫反射 1.镜面反射：镜面很平整、光滑，一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射。如平面镜、自行车尾灯、黑板反光、平静的水面反光等。 2.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。如各个方向都能看到黑板上的字、电影银幕用幕布等。 3.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。 4.雨后，路面有很多小水坑，夜晚迎着月光走，地上较亮的是水，光在水面发生镜面反射；背着月光走，地上较暗的是水，光在路面发生漫反射。 第3节 平面镜成像 一、平面镜成像的特点 1.探究平面镜成像的特点 【实验器材】 薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸等 薄玻璃板的作用：（1）确定像的位置；（2）防止成两个像影响实验观察。 两支完全相同的蜡烛目的：便于比较像与物的大小。 【实验过程】 1.如图所示，在桌面上铺一张纸，纸上竖立一块玻璃板。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。将点燃的蜡烛放置在玻璃板前，通过移动未点燃的蜡烛，找到点燃蜡烛的像的位置，在纸上标记蜡烛和像的位置。测量蜡烛和像到平面镜的距离，记录在下表中。 2.移动点燃的蜡烛，多做几次实验。实验时注意观察点燃蜡烛的像的大小是否随蜡烛位置的改变而变化。 3.换用长度不同的蜡烛，再做几次实验。实验时注意观察蜡烛像的大小和蜡烛的大小是否相同。 4.将玻璃板后面未点燃的蜡烛B移走，再把光屏放在该位置上并正对玻璃板，观察是否能在光屏上接收到前面点燃蜡烛的像。 【实验结论】 平面镜所成的像为正立的虚像，其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。 【反思与交流】 （1）为了使观察到的像更为清晰，实验最好在较暗的环境中进行； （2）实验中用玻璃板代替平面镜，目的是便于观察和确定像的位置； （3）实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大的错位，难以确定像的位置； （4）实验中，玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置，则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合； （5）用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮，便于观察； （6）白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置，刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离； （7）改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验，是为了寻找普遍规律； （8）观察点燃蜡烛的像时，眼睛应与物体在玻璃板的同一侧；观察像是否为虚像时，眼睛与像在玻璃板的同一侧。 2.平面镜成像的特点 （1）平面镜所成像的大小与物体的大小相等；（等大） （2）像和物体到平面镜的距离相等；（等距） （3）像和物体的连线与镜面垂直；（垂直） （4）平面镜所成的像为虚像。（虚像） 利用数学课中有关对称的知识，平面镜成像的规律也可以表述为：平面镜所成的像为虚像，像与物体关于镜面对称。 注意 我们在观察平面镜成像时会有近大（靠近镜面像大）远小（远离镜面像小）的感觉，这是由人的“视角”造成的错觉。事实上，平面镜所成像的大小总是与物体的大小相等，像的大小与物体到平面镜的距离无关。 二、平面镜成虚像的原理 1.平面镜成虚像的原理 在下图中，光源S向四处发光，一些光经平面镜反射后进入了人的眼睛，引起视觉。由于有光沿直线传播的经验，人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点S’处发出的。S'就是S在平面镜中的像。由于平面镜后并不存在光源S'，进入眼睛的光并非真正来自S'，所以把S'叫作虚像。 由此可知，平面镜成像的原理是光的反射。平面镜所成的像实际上来自物体的光经平面镜反射后，反射光线的反向延长线的交点。 2.平面镜成像作图 （1）根据平面镜成像特点作图（对称法） 作图方法（如图所示） ①做垂线—即画出物体的两个端点AB到平面镜面的垂线段AM、BN； ②画垂足； ③量等距：使A´M=AM，B´N =BN； ④画像点A´B´并连接，则A´B´就是物体AB的像。 （2）根据平面镜成像原理（光的反射定律）作图 从S 射向平面镜的所有光线，经平面镜反射后，反射光线的反向延长线都会交于点S'，所以在作图时，只要任选两条从点光源S发出射向平面镜的入射光线，作出其反射光线的反向延长线，就可以确定像S'。如下图。 作图步骤如下： ①从点光源S任意引两条光线射到平面镜上； ②分别作出两条入射光线的法线； ③根据光的反射定律分别作出两条入射光线的反射光线； ④分别作两条反射光线的反向延长线，它们的交点S'即为点光源S的像。 三、平面镜的应用 1.成像（如舞蹈室的镜子，矫正舞蹈员的姿势） 2.改变光的传播路径（如潜望镜） 四、凸面镜和凹面镜 1.凸面镜 （1）概念：用球面的外表面作反射面的镜子叫凸面镜。 （2）特点：凸面镜对光有发散作用，平行光射到凸面镜上，反射后成为发散光，如图所示。 （3）应用：使用凸面镜能起到扩大视野的作用，所以汽车的后视镜和道路转弯处的反射镜都是凸面镜。 2.凹面镜 （1）概念：用球面的内表面作反射面的镜子叫凹面镜。 （2）特点：凹面镜对光有会聚作用，平行光射到凹面镜上，反射后会聚到一点，如图所示。 （3）应用 ①使用凹面镜对光的会聚作用的有：太阳灶、奥运圣火采集器等。 ②由光路可逆原理可知，由一点发出的光经凹面镜反射后可成为平行光，这一特点的常见应用有：探照灯、各种机动车的前灯、医用头灯等。 第4节 光的折射 一、光的折射 1.定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化；这种现象叫光的折射。 2.基本概念“一点、一面、三线、两角” 一点 入射点 光的入射点，用字母“O”表示 一面 分界面 两种介质的分界面，如图所示的MM′ 三线 入射光线 照射到两种介质分界面的光线AO 法线 过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN′ 折射光线 进入另一种介质的光线OB 两角 入射角 入射光线与法线的夹角，如图中的∠α 折射角 折射光线与法线的夹角，如图中的∠β 3.光的折射规律 （1）共面：折射光线与入射光线、法线在同一平面内。 （2）异侧：折射光线、入射光线分别位于法线两侧。 （3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角增大。 （4）光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角。 巧记 在光的折射现象中，空气中的角大。 （5）当光从空气垂直射入水或其他介质中时，传播方向不变，即折射角=入射角=0°。 （6）光的折射现象中，光路可逆。 注意 （1）光从一种介质斜射入另一种介质时，一般会同时发生光的折射和光的反射。 （2）反射光线与入射光线在界面的同侧，折射光线与入射光线却在界面的两侧。 二、生活中的折射现象 池底变“浅” 池底（或水中物体）的光线由水中斜射入空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得池底变浅了（或变高了、变短、弯折了） “错位”的奥秘 两次折射后，入射光线与第二次折射光线平行，于是钢笔“错位”了 “变高”的奥秘 水上的物体反射的光从空气进入水中，发生折射，折射角小于入射角，折射光线靠近法线，向下偏折，所以潜水员看到的树的位置比实际位置偏高 海市蜃楼 海市蜃楼是一种光学幻景，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像 第5节 光的色散 一、光的色散 1.定义：太阳光通过三棱镜后，依次被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，这种现象叫做光的色散。 2.光的色散说明白光是由色光混合而成的。不同色光的偏折程度不同，红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。 3.光的色散的实质是光的折射。 4.生活中的色散现象：如雨后的彩虹、泼向空中的水变得五颜六色、在阳光下肥皂泡变成彩色等等都是光的色散实例，其原因是太阳光被空气中的水滴色散形成的。 二、色光的混合 1.色光的三原色：红、绿、蓝。 2.物体的颜色 （1）透明物体的颜色由透过它的色光的颜色决定。如红色的透明物体只能透过红光，而吸收其它颜色的色光。如果一个透明物体能透过所有颜色的光，我们就说这个物体就是无色透明的。 （2）不透明物体的颜色由它反射的色光的颜色决定。如红色的物体只反射红光，而吸收其它颜色的色光。如果一个物体能够反射照射在它表面的各种色光，我们就说它是“白色”的。如果一个物体吸收所有照射在它表面的各种色光，我们就说它是“黑色”的。 三、看不见的光 1.可见光谱 三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列，形成太阳的可见光谱，如图所示。可见光指的是人眼可以看到的各种色光。 在可见光谱的红光之外有红外线，紫光之外有紫外线。红外线和紫外线人眼都看不见，这部分光叫做不可见光。 2.红外线：我们把红光之外的辐射叫红外线。一切物体都在不断地辐射红外线，物体的温度越高，辐射出的红外线越强。 3.紫外线：在光谱紫端以外，还有一种看不见的光，叫做紫外线。 4.红外线和紫外线特性和应用 名称 光谱图中的位置 特性 应用 红外线 红光外侧 热效应、穿透云雾能力强等 ①诊断病情；②拍摄“热谱图”；③红外线夜视仪；④红外线遥控器 紫外线 紫光外侧 荧光效应、消毒杀菌、促进人体合成维生素D ①适当照射阳光促进促进人体合成维生素D；②紫外灯灭菌；③紫外线使荧光物质发光 注意 红外线与红光、紫外线与紫光不同，红外线和紫外线是看不见的光，而红光、紫光是可见光。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $