专题02 光现象 光的折射 透镜（期末复习课件）八年级物理上学期新教材苏科版

这是一份苏科版初中物理八年级上册期末复习课件，聚焦光现象、光的折射与透镜专题，分五个模块系统梳理光源、光的色散、直线传播、平面镜成像、光的折射规律及应用、凸透镜成像等知识点，通过实验步骤、例题分析和生活现象解读构建复习支架。 资料特色突出，注重核心素养培养，如通过光的色散实验、平面镜成像探究等培养科学探究能力，用光线模型、理想模型法渗透科学思维，结合潭清疑水浅、筷子变弯等生活实例深化物理观念，提及光污染、紫外线防护强化科学态度与责任。八年级学生需巩固基础应对期末，此资料能帮助学生系统复习提升应用能力，为教师教学提供清晰框架。

苏科版 八年级上册 期末复习大串讲 专题02 光现象 光的折射 透镜 01 02 03 04 05 CONTENTS 2.1~2.2 2.3~2.4 3.1~3.2 3.3~3.4 3.5 PART ONE 2.1~2.2 明亮的物体，有的本身发光，有的本身并不发光。我们把本身发光的物体叫作光源(light source)。例如，太阳是光源，月亮不是光源。 光源的分类： 光源 天然光源 人造光源 举例：太阳、雷电、萤火虫、 灯笼鱼、发光水母 举例：点燃的蜡烛、发光的电灯、火把 光源 太阳光是白光。很多人认为，在五光十色的世界中，白光是最单纯的。真是这样的吗? 活 动2.1 分解太阳光 实验 1. 将太阳光通过平面镜引入室内，透过狭缝观察置于狭缝后的光屏，描述你看到的现象。（如图2-2所示，此时没有放置三棱镜） 现象 光屏上出现白色光斑。 光的色散 实验 2. 如图2-2所示，将三棱镜置于狭缝与光屏之间，适当调整三棱镜方位，观察光屏，你看到什么现象？ 与步骤1中的现象有什么不同？ 现象 白光在光屏上形成了一条彩色光带。 我们还可以观察到，如图（a）所示，太阳光通过三棱镜后发生偏折，分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光。 图（a）太阳光通过三棱镜 结论 这种现象叫作光的色散(dispersion)。光的色散现象表明，太阳光是由多种色光混合而成的（复色光）。 最早通过实验研究光的色散现象的是英国物理学家牛顿(Isaac Newton,1643—1727)。牛顿还通过实验将分解得到的各种色光混合还原为白光，进一步证实了白光是由多种色光混合而成的。他的这一发现使人类在认识光的道路上迈出了重要的一步。 色光的三原色 研究表明，将红、绿、蓝三种色光按不同比例混合，能产生任何一种其他颜色的光，而它们自身却无法用其他色光混合得到。因此，我们将红、绿、蓝叫作光的三原色。电视机和计算机显示器能呈现彩色图像，就是运用三原色光混合的原理。在屏幕上排列着许多由红、绿、蓝三色发光点组合而成的微小发光单元，这些发光点在电路的控制下发出不同强度的三原色光，从而使发光单元整体产生不同的色彩。 色光的混合 光的三原色 光在同种均匀介质中是沿直线传播的。 经验告诉我们，光不仅可以在固体、液体和气体中传播，还能在真空中传播。 光的直线传播 为了研究光的传播特点，我们通常用带箭头的直线表示光传播的路径和方向。这样的线叫作光线(light ray)。光线是人们为了便于研究和表示光的传播而引入的物理模形。 光线 光线 实际问题中，往往用多条光线来描述光的传播特点。例如，当烛焰、灯泡等离我们较远时，可以看成一个点光源，光由其中心点向四周传播，如图（a）所示。 图（a）表示点光源的光线 图（b）表示平行光的光线 又如，在地面上接收到的太阳光，可看成平行光，用如图(b)所示的光线表示。 点光源的光线 平行光的光线 注意 ：光线不是实际存在的实物，而是了便于研究和表示光的传播而引入的物理模形（理想模型法）。 研究表明，光的传播需要时间，只是它传播得非常快。光在真空中每秒约传播3×108m。 打开电灯，灯光立即照亮整个房间，难道光的传播不需要时间？ 光速 小孔成像 如图，在一个空罐子底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰，我们可以看到烛焰在薄膜上呈现的像。 仔细观察小孔成像的特点。从烛焰的不同位置发出的光穿过小孔后是怎样传播的？试着画一画。 （1）步骤：①让小孔对着点燃的蜡烛，观察塑料薄膜上所成的像的情况。 ②改变蜡烛与小孔的距离，观察像的变化情况。 ③保持蜡烛与小孔的距离不变，前后拉动内筒，观察像的变化情况。 (2)小孔成像的原理：光的直线传播 (3)小孔成像的特点： ① 倒立的实像:实际光线汇聚所成的像. ②像的大小与孔到物体的距离、孔到光屏的距离有关. ③像的形状与物体的形状有关，与孔的形状无关. 在我国古代殷商时期的甲骨文中，就有关于日食和月食现象的记载。那时的人们还不能解释这种现象，以为是灾难降临的预兆。实际上，日食和月食都是与光沿直线传播有关的天文现象。 日食 月食 日食月食的形成原因： 光沿传直线传播 如图所示，月球运行到地球和太阳之间时，太阳光被月球挡住，在地球上形成阴影区，处在阴影区的人看不到太阳或只能看到太阳的一部分，这种现象日食。太阳光全部被月球挡住时形成日全食，部分被挡住时形成日偏食。 日全食、日偏食 如图所示，地球绕着太阳运转，在背对太阳一侧形成长长的阴影区——地影，一旦月球进入这个阴影会发生月食。太阳光全部被地球挡住时形成月全食，部分被挡住时形成月偏食。 月全食、月偏食 PART TWO 2.3~2.4 镜中花，水中月；镜中可爱的猫。它们为我们的生活增添了不少色彩。那物理学是如何定义“镜”？ 生活中常用的镜子表面是平的，叫作平面镜。从平面镜中能观察到物体的像(image)。 提出问题 平面镜所成的像有何特点呢? 平面镜成像时，像的大小、位置跟物的大小、位置有什么关系？ 活动2.4 观察平面镜中的像 如图2-21所示，通过平面镜观察自己的像；改变人到镜面的距离，像到镜面的距离如何变化? 看一看 从平面镜中观察周围远近不同的物体的像。 根据你观察到的现象，你认为平面镜所成的像在镜前、镜后还是在镜面上?像和物的大小有什么关系? 说一说 猜想与假设 1. 像的位置在平面镜 __________（上/前/后）. 2. 像和物大小__________（相等/不相等）. 3. 像到平面镜的距离与物到平面镜的距离__________（相等/不相等） 后 相等 相等 要探究平面镜成像的特点，就必须设法确定像的位置并比较像与物的大小。以茶色玻璃板为平面镜，在玻璃板前放一个棋子(或其他物体),在玻璃板后再放一个同样的棋子。试一试，是否能通过这个棋子找到像的位置?怎样比较像与物的大小? 学生实验：探究平面镜成像的特点 实验设计 议一议 实验时为什么要用茶色玻璃板代替平面镜？ 用茶色玻璃板代替平面镜，既能成像，又能便于透过玻璃板找到像的位置。（等效替代法） 比较像与物的大小方法：如果平面镜所成的像，跟物体同样的另外一个物体放在平面镜后面像的位置完全重合，表明物体和像大小相等。 1.如图2-22所示，将一张方格纸平铺在水平桌面上，再将茶色玻璃板(平面镜)竖直放置在方格纸上，并标出玻璃板的位置。 操作与记录 图2-22 平面镜成像 2.在玻璃板前放一个棋子A,再将另一个相同的棋子B放到玻璃板后，调整棋子B的位置能不能使它与棋子A所成的像重合?重合时，棋子B与棋子A所成像的大小和位置是什么关系?两者重合时，在方格纸上标出棋子A、B的位置，并比较棋子A与棋子B到镜面的距离。 3.将一张白卡片竖直放在棋子B所在的位置。能否从能否从白卡片上直接观察到棋子A的像？ 这一步的目的是什么？ 4.多次改变棋子A的位置，重复上面的实验。根据方格纸上的标记，测量物和像到平面镜的距离，并把数据记录在下表中。 实验序号 ① ② ③ 物到平面镜的距离/cm 像到平面镜的距离/cm 交流小结 像和物的大小有什么关系?像和物的位置有什么关系?你是怎么知道平镜所成的像是虚像的? 实验表明，平面镜所成的像是虚像，像和物大小相等，且它们到平面镜的距离也相等，像与物关于镜面对称。 信息快递 能被人看见，但不能在屏幕上呈现的像叫作虚像。 步骤3的目的是确定平面镜所成的像是实像还是虚像。 平面镜所成像的性质是：正立的、等大的、虚像。 归纳 实验回顾分析 1.在玻璃板的同一侧，该同学通过玻璃板看到了同一个棋子的两个像，产生这种现象的原因是？ 2.如果移动棋子时，怎么都无法使像与后面的棋子重合，原因是？ 3.实验时，背景光线是强些好还是弱些好？ 1．玻璃板放置时要与桌面垂直。 2．完成一次实验后改变蜡烛A位置再重做两次实验，避免实验数据的偶然性；将实验采集的数据填在表格中，同时完成实验结论的填写。 实验注意事项 玻璃板的两个表面同时反射，每个表面成一个像。 因为玻璃板没有与桌面垂直。 弱些好，便于在玻璃板上成更清晰的像。 例题 如图(a)所示，MN表示平面镜，AB表示镜前的一个物体。试根据平面镜的成像特点，作出AB经平面镜所成的像。 分析 平面镜成像时像和物关于镜面对称。要作出AB的像，只要作出点A和点B关于镜面的对称点，再将这两点连接起来，即可得到AB的像。 M N A B 图(a) 平面镜成像作图 作图 如图(b)所示， ①过点A作镜面MN的垂线AO(垂足为O)并延长至点A',使A'O=AO,点A'就是点A的像； ②用同样的方法作出点B的像点B'； ③用虚线连接点A'、点B',并根据上下的对应关系标上箭头。图中的AB′就是AB的像。 A B 图(b) O A′ B′ 【作图步骤】 ①做垂线（并标出垂足） ②量等距； ③画像点；④连像点(有箭头需标出箭头)。 图（b） 利用平面镜扩大视觉空间 平面镜的应用非常广泛。人们利用平面镜观察并矫正舞蹈姿势和动作，利用平面镜扩大视觉空间。 图（a） 借助平面镜矫正姿势 平面镜的应用 图（c） 牙医借助平面观察牙齿的背面 图（d） 利用平面镜成像打造视觉美 牙医用于查看牙齿背面的反光镜也是平面镜；苏州博物馆的精美设计，巧妙地应用了平面镜成像的特点，既表现出我国江南建筑的特色，又突显了现代美感。 但平面镜有时也会带来负面影响，甚至造成光污染。如图2-28夜间行车时，车内人或物通过风挡玻璃成像会干扰驾驶员的视线；建筑物的玻璃幕墙反射出的刺眼阳光，不仅会影响人们正常的工作和休息，还会影响行人和行驶车辆的安全，如图（e）所示。导致光污染的原因较多，我们应该采取有效措施加以控制。 图（e） 玻璃幕墙会造成光污染 光射到物体表面时，有一部分会被物体表面反射回来，这种现象称为光的反射(refection)。 1.反射光线、入射光线和法线在同一平面内 3.反射角等于入射角 三线共面 2.反射光线和入射光线分别位于法线两侧 两线分居 两角相等 误区警示： 因为先有入射光线后有反射光线，即先有入射角后有反射角，因此入射角的大小决定反射角的大小，所以在光的反射定律中，不能说入射角等于反射角，只能说反射角等于入射角。 实验表明：光反射时， 这就是光的反射定律。 光的反射定律 信息快递在上面的实验中，让光逆着反射光的方向射到镜面，反射后的光会逆着原来入射光的方向射出。这表明光路是可逆的。用光路可逆可以解释生活中的很多现象。例如，如果你在平面镜中看到了另外一位同学，那么对方通过这面镜子也能看到你。 点击播放 如图2-36(b)所示，设来自烛焰上点的两条光线经平面镜反射后进入人眼，这两条光线的入射点分别为O₁和O₂，根据光的反射定律，可作出反射光线O₁A1和O₂A₂。它们的反同延长线(虚线)相交于平面镜后的点S',人会感到光好像是从点S'发出的，点S'就是点S的虚像。同理，烛焰上的其他点也都能通过平面镜形对应的虚像点，因而形成整个烛焰的虚像。由此可见，烛焰的虚像并不发光,它是由射入人眼的反射光所形成的视觉效果。 人眼怎样看到平面镜所成的像 光射到任何物体的表面时都能发生反射现象，根据反射面的不同性质，光的反射分为两种类型： 1．镜面反射 (1)特点：反射面平整光滑;当光平行入射时,反射光线也是平行的. (2)常见的镜面反射：平静的水面、抛光的金属面、各种镜面。 镜面反射与漫反射 (3)光污染 很多高楼大厦采用玻璃幕墙、磨光的大理石作为装饰,阳光照时发生镜面反射,炫目的反射光干扰人们的生活，造成“光污染”。 (4)应用:自行车尾灯 点击播放 2．漫反射 (1)特点：平行光线射到凹凸不平的表面上，反射光线射向各个方向。在光照环境中，使我们能从各个方向看见不发光的物体。 (2)漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。 问题：电影的屏幕做得粗糙好还是光滑些好呢？为什么？　　 粗糙一些，可以加强漫反射，向各个方向反射光，让各个位置的人都能看清屏幕上的画面。 有时，黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛。画出这种现象的光路。为了保护同学们的眼睛，请你根据所学的知识提出改变这种状况的建议。 黑板上“反光”部分发生镜面反射，粉笔字上发生漫反射，由于“反光” 部分的反射光比漫反射的光强，所以黑板“反光”时粉笔字看不清楚。 PART THREE 3.1-3.2 当光垂直射入水中时，传播方向不变；当光斜射入水中时，传播方向会发生偏折。光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫作光的折射。 光的折射 当光从一种介质斜射入另一种介质时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角增大（或减 小）时，折射角也随之增大（或减小）。 人们由大量实验归纳出光的折射特点： 光的折射特点 探究：光的折射的可逆性 光反射时的光路是可逆的，光的折射时光路也是可逆的吗？ 如图：让光从空气斜射半圆形玻璃砖，同时逆着折射光射入另一束光，观察光在空气中的传播途径。 现象：如果让光逆着折射光线的方向射到界面，那么，它被折射后就会逆着原来的入射光的方向射出。 结论：在光的折射现象中，光路也是可逆的。 光的折射的可逆性 (1)折射光线、入射光线和法线在同一平面内。（三线共面） (2)折射光线和入射光线分居在法线两侧。（两线分居） (3) ①光从空气斜射入水中，折射角小于入射角； ②光从水斜射向空气时，折射角大于入射角； ③入射角增大时，折射角也随之增大；（空气中的角总是大角） ④垂直射入时，传播方向不变。 (4)在光的折射中光路是可逆的。（光路可逆） 小结 例题   如图 3-5 所示，将硬币放在碗底，然后后退至恰好看不到硬币的位置停下。请另一位同学向碗中缓缓注水（注意不要 移动硬币的位置），当水面上升到一定高度时，你就能再次看到硬币了。试一试，并解释其原因。 图 3-5 例题分析 分析   看不到硬币，是由于来自硬币的光被碗壁挡住了。加水后，光从水射向空气，由于折射角大于入射角，因而能再次看到硬币。解答时可借助示意图说明。 解答   如图 3-6（a）所示，眼睛从 A 处移到 B 处的过程中都能看到硬 币，再稍向后移（如 C 处），碗壁挡住了来自硬币的光，因而看不到硬币。 如图 3-6（b）所示，加水后来自硬币P的光 PO 从水射向空气，由于折射 角大于入射角，折射光 OC 得以进入眼睛，因而能再次看到硬币。 图 3-6 1.潭清疑水浅 池水为什么看起来比实际浅呢？ S点反射的光射向水面，射向空气时发生折射，折射角大于入射角。人眼逆着折射光的方向看去，感觉光就是由S′射出去的一样。S′就是我们看到的S的像，感觉这点的位置升高了。 在生活中，我们要注意池水看起来很浅，实则不浅，注意安全。 生活中光的折射现象 2.筷子变弯 放入水中的筷子，看 上去为什么向上偏折？ 如图：从筷子底端S点射向空气的光线,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,眼晴逆着折射光线看去,觉得好像是从S′射来的，S′是S点的虚像，S′在S的上方，水中的筷子每个点的虚像都比实际偏高，所以看起来筷子变弯了。 3.鱼在哪里？ 有经验的渔民怎样才能叉到鱼？ 所以,有经验的渔民在叉鱼时,要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。 鱼从水中射出的光线，由水进入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看，觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点，即鱼像发出来的，像比鱼位置高。 我们知道，光从一种介质进入另一种介质时会发生折射。其实，即使在同一种介质中，如果介质的疏密分布不同，光也会发生折射。 例如，夏天的傍晚，海水温度和空气温度相差较大，造成海面附近空 气的疏密分布不同。当光在疏密分布不同的空气中传播时， 就会发生折射。 图3-7所示是我们看到的由于光的折射而变形的太阳。 太阳变形的奥秘  图 3-7 太阳奇观 S S′ 太阳光经过大气层到达地球，光线发生了弯折。 大气层折射现象 太阳已经在地平线以下，但你仍可通过大气层折射看到实际已在地平线以下的太阳。 中间厚、边缘薄,叫做凸透镜。 如：远视眼镜、放大镜等。 中间薄、边缘厚，叫做凹透镜。 如：近视眼镜、猫眼等。 凸透镜和凹透镜 透镜的三条特殊光线 1. 通过光心的光线传播方向不改变.(甲图） 2. 平行于主光轴的光线：经凸透镜折射后通过焦点；经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。（乙图） 3. 经过凸透镜焦点的光线折射后平行于主光轴射出；射向凹透镜焦点的光线折射后平行于主光轴射出。（丙图） 甲图 乙图 丙图 测量凸透镜焦距的两种方法 ①平行光聚焦法：让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑最小最亮，用刻度尺测出光斑到凸透镜中心的距离，即为该凸透镜的焦距，如图所示。 ②平行光线法：将小灯泡与凸透镜中心放在同一高度上，来回调节两者之间的距离，直到在透镜另一侧得到一束平行光(通常情况下，平行光束难以直接观察，可通过比较光束所形成的光斑与透镜面的大小判断，若相等，则可认定为平行光束)，则小灯泡的位置即为该凸透镜焦点的位置。用刻度尺测出小灯泡到凸透镜中心的距离，即为该凸透镜的焦距。 PART FOUR 3.3-3.4 物距（u） 像 的 性 质 像距（v） 应用 正、倒 大、小 虚、实 位置 u>2f u=2f f<u<2f u=f   u<f 倒立 缩小 实像 异侧 f＜v＜2f 倒立 等大 实像 异侧 v=2f v＞2f 倒立 放大 实像 异侧 不成像，得到一束平行光 正立 放大 虚像 同侧 v＞u 凸透镜成像规律 记忆口诀： 一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；实像物近像远像变大，物远像近像变小。 照相机 测焦距 投影仪 放大镜 眼睛 角膜 晶状体 视网膜 瞳孔 照相机镜头 ——照相机底片 ——照相机光圈 成一个倒立、缩小的实像 眼睛与照相机   近视眼 远视眼 图示 近视眼、远视眼及其矫正 （1）物镜：物镜的焦距较长，相当于照相机的镜头，成倒立缩小的实像。 （2）目镜：目镜的焦距较短，相当于放大镜，成正立放大的虚像，把物镜所成的像放大。 如图 3-31 所示，一般的单筒天文望远镜可看作是由两个透镜组成的，靠近人眼的透镜叫作目镜，靠近被观察物体的透镜叫作物镜。 （3）成像原理：将它对准远处的物体（如月球）进行观察时，物体发出的光经物镜折射后成缩小的实像，再通过目镜的放大作用，增大视角， 我们就能清楚地看到远处物体的像。 图3-1 筒天文望远镜 望远镜 类别 目镜 物镜 成像特点 放大 相当于 焦距 物镜焦距较短，放大倍数较大，目镜焦距较长，放大倍数较小，在使用时二者不能互换。 正立、虚像 倒立、实像 放大镜 投影仪 显微镜 PART FIVE 3.5 太阳光谱 可见光（色散光带） 太阳光色散光带的红光外侧看不见的光叫做红外线。 太阳光色散光带的紫光外侧看不见的光叫做紫外线。 红外线 紫外线 1800 年，英国科学家赫歇尔（Frederick William Herschel ，1738—1822）在研究各种色光的热效应时发现一个奇怪的现象：当温度计放在色散光带红光外侧时，其示数也会增大。由此，他推测这一区域存在一种人眼看不见的光。今天，人们利用灵敏的温度传感器，很容易再现赫歇尔当年的实验现象。 红外线 如图 3-41 所示，一束白光通过三棱镜获得色散光带，将温度传感器与计算机连接，把温度传感器探头分别放在红光内侧和外侧，你观察到什么现象？这说明什么问题？ 图3-41  观测红外线热效应的实验装置 当温度传感器探头放在红光外侧时，在计算机屏幕上可以看到温度随着时间上升的图像，如图 3-42 所示。 图3-42  温度—时间图像 实验发现，太阳光中，除了人眼能感受到的可见光，还有一些光人眼无法察觉，这些光称为不可见光。在色散光带红光外侧能使物体发热的不可见光，称为红外线（infrared ray ）。红外线具有比较显著的热效应。 由此可见，红外线人眼虽看不到，但可以用灵敏温度计来检验它们的存在。 ①红外线具有显著的热效应，能使被照射的物体发热； ②太阳的热主要就是通过红外线辐射的形式传送到地球的； ③物体能吸收红外线，也能向外辐射红外线。 1. 红外线的特点： 红外线的特点 1801年，德国物理学家里特（Johann Wilhelm Ritter ，1776—1810 ） 偶然发现，放在太阳光色散光带紫光外侧的照相底片感光了。里特没有忽视这个小问题，经过反复研究，终于发现这里有一种不可见光——紫外线 （ultraviolet ray ）。 把感光胶片放在色散光带紫光外侧，发现胶片仍会感光。 紫外线 ① 紫外线最显著的特点就是它能使荧光物质发光。 1. 紫外线的特点及应用 如图 3-44 所示，验钞机利用紫外线的这种性质鉴别人民币的真伪。 图3-44  紫外线验钞机 红外线的应用及防护 ② 紫外线消毒灭菌 消毒柜 紫外线灭菌灯 ③紫外线与人类的生活、健康密切相关。适当的紫外线照射对人体有益； 紫外线能合成维生素D促进钙的吸收。 紫外线消毒柜 紫外线杀菌过滤器 紫外线灭菌灯 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.46.101 $