第四章 光现象（知识清单）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理“光现象”单元知识清单系统梳理了光的直线传播、反射、平面镜成像、折射及色散等核心内容，构建从光源概念、传播规律到成像与色散现象的递进式学习支架，涵盖定义、实验探究与生活应用。 清单以“概念-实验-应用”三级结构呈现知识体系，如光的反射定律结合实验记录表与光路可逆分析，培养科学探究与科学思维。设计填空式知识点、生活现象解释（如池水变浅原理）及模型建构（光线模型），帮助学生自主梳理，教师可利用实验案例设计教学活动，提升课堂实效。

第四章 光现象 第1节 光的直线传播 一、光源 1. 光源：能够发光的物体叫作光源。 2. 光源的分类： （1）天然光源：自然界本身存在的光源。如太阳、萤火虫、水母、灯笼鱼等。 （2）人造光源：人为制造的光源。如点燃的火把、发光的电灯、发光的无影灯等。 二、光的直线传播 1. 光的直线传播 （1）光的传播介质：空气、水、玻璃等透明物质可以作为光传播的介质。 （2）光在同种均匀介质中沿直线传播。 2. 光线 （1）概念：通常用一条带有箭头的直线表示一束光传播的径迹和方向，这样的直线叫作光线。 （2）画法：光线是实线，表示光线传播方向的箭头一般画在直线的中间位置。 （3）研究方法：物理模型法。这种通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为“模型法”。光线实际上是不存在的，人们是为了方便研究光的传播路径而引入的一种物理模型。 3. 光直线传播的一些现象 （1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体背面形成的阴暗区叫影子。 （2）日食、月食的形成 ①原理：光的直线传播。 ②成因：日食是地球上的人看太阳，由于光是沿直线传播的，太阳光被月球挡住了（图甲）。月食是地球上的人看月球，由于光是沿直线传播的，太阳光被地球挡住了（图乙）。 甲 乙 当月球运行到太阳和地球中间时，太阳光被月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食。而当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食。 （3）小孔成像 ①小孔成像原理：小孔成像的原理是光的直线传播。如图所示，烛焰上部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了下部；同理，烛焰下部的光线通过小孔后，射到了上部。 ②小孔成像特点：小孔成倒立的大小不确定的实像，上下颠倒、左右相反。像的大小与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。像的形状与物体的形状相同，与小孔的形状无关。 4. 光直线传播的应用 利用激光引导掘进方向；射击瞄准时的“三点一线”；判断队列是否整齐等。 三、光的传播速度 1. 光在真空中的传播速度 光在真空中的传播速度最快，通常情况下，真空中光速近似取c＝3.0×108m/s。 2. 光在其他介质中的速度 （1）光在空气中的传播速度接近光在真空中的传播速度，可以认为等于c。 （2）光在水中的传播速度约为,在玻璃中的传播速度约为。  3. 光年 “光年”是长度的单位，它等于光在1年内传播的距离。 1光年＝3×108m/s（365×24×3600）s＝9.4608×1015m＝9.4608×1012km 第2节 光的反射 一、光的反射 1. 光的反射现象：光从一种介质射到另一种介质的表面时，会有一部分光返回到原介质中，这种传播现象叫作光的反射。我们能够看见不发光的物体，就是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。 2. 描述光反射的有关概念：一点、两角、三线 一点 入射点 入射点O，入射光在反射面上的投射点 三线 入射光线 入射光线AO，投射到反射面的光线 法线 法线ON，过入射点与反射面垂直的直线 反射光线 反射光线OB，经反射面反射出的光线 两角 入射角 入射光线与法线之间的夹角 反射角 反射光线与法线之间的夹角 3. 提示 （1）反射角和入射角都是光线与法线的夹角，而不是光线与反射面的夹角。 （2）反射光线与入射光线是真实存在的，是可以看见的，用带箭头的实线表示；法线则是人们为研究反射现象而引入的一条位置参考线，所以在画光路图时，总是用虚线表示法线（均选填“虚”或“实”）。 二、光的反射定律 1. 实验：探究光的反射定律 【进行实验】 （1）如图1所示，把一个平面镜放在水平桌面上， 再把一张白色硬纸板竖直地立在平面镜上（ON垂直于镜面）。 图1 图2 图3 （2）让激光束贴着硬纸板沿某一角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在硬纸板上用铅笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。 （3）改变入射光EO跟法线之间的夹角，重做两次实验，均用铅笔描出入射光和对应的反射光的径迹。 （4）把右侧纸板NOF向前或向后折转某一角度（如图2所示），仍使激光束贴着硬纸板射到O点，观察是否还能在右侧的纸板上看到反射光线。 （5）如图3所示，让激光笔发出的光逆着原来的反射光射向镜面时，这时的反射光将沿着什么方向射出？ 【收集证据】 （1）记录表一 次数 ∠i ∠r 1 30° 30° 2 45° 45° 3 35° 35° （2）入射光和对应的反射光的径迹 （3）记录表二 纸板的位置 是否看到反射光 纸板 NOF 向前折 看不见 两纸板在同一平面内 看见 纸板 NOF 向后折 看不见 【分析与论证】 ①分析反射角和入射角的大小可得出：反射角等于入射角。 ②分析反射光线、入射光线和法线的位置关系：可看到两半块纸板在一个平面内时有反射光线，右半部分向前折或向后折，观察不到反射光线。说明：反射光线、入射光线和法线在同一平面内。 ③多次改变入射光线的路径，分别沿AO、BO、CO的方向射到平面镜，记录对应反射光线的路径分别为OA'、OB'、OC'。会发现：反射光线和入射光线分别位于法线的两侧。 ④将光线逆着反射光线的方向射入，观察到新的反射光的传播路径与原来的入射光线重合。表明光路可逆。 【实验结论】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。在反射现象中，光路可逆。 【交流与评估】 （1）对应关系：每一条反射光线对应一条入射光线。 （2）让光线紧贴纸板（光屏）射向O点的目的：在硬纸板（光屏）上能显示光路. （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. 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、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。 （2）简记光的反射定律： ①三线共面。即反射光线、入射光线和法线在同一平面内； ②两线分居。即反射光线与入射光线分居在法线的两侧； ③两角相等。即反射角等于入射角。 （3）对光的反射定律的理解： ①对应关系：每一条反射光线对应着一条入射光线。 ②因果关系：反射现象发生时，先有入射光线，后有反射光线。反射光线是随着入射光线的改变而改变的，所以不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。 ③变化规律：反射光线随入射光线的改变而改变，入射光线“靠近”或“远离”法线，反射光线也相应地“靠近”或“远离”法线，即反射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。 ④特殊情况：光线垂直镜面入射时，入射角为0°，反射光线沿原路返回，反射角也为0°，光的传播方向改变了180°，并不是没有发生反射。 （4）在反射现象中，光路是可逆的。 三、镜面反射和漫反射 1. 镜面反射 （1）概念：一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射，这种反射叫作镜面反射。平静的水面、抛光的金属面、各种镜面的反射都是镜面反射。 （2）现象：迎着太阳看平静的水面，特别亮；背着太阳看平静的水面，很暗；黑板“反光”会“晃眼”等。 2. 漫反射 凹凸不平的表面会把一束平行光向着四面八方反射，这种反射叫作漫反射。我们能从各个方向看到本身不发光的物体，是由于光照射到物体上发生了漫反射。 3. 生活中的反射现象 （1）漫反射现象：生活中，大部分物体表面发生的反射都是漫反射，因而才使我们能够从不同方向看清物体。例如，教室黑板用的毛玻璃、投影仪屏幕用的是粗布，其表面发生的都是漫反射，从而使各个方向的人都能看清字迹或影像。 （2）镜面反射现象：例如，“水中倒影”、“猴子捞月”、“照镜子”等。 （3）“光污染”：当强烈的太阳光照射到高楼大厦的玻璃幕墙、磨光的大理石墙面时，这些光滑的表面就会发生镜面反射，炫目的反射光会干扰人们的正常生活，造成“光污染”。 第3节 平面镜成像 一、平面镜成像的特点 平面镜所成的像为虚像，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。 根据数学对称知识，平面镜成像的规律也可表述为：平面镜所成的像为虚像，像与物体关于镜面对称。 二、平面镜成虚像 1. 平面镜成虚像 如图所示，从光源点S处射来的光经平面镜反射后进入眼睛，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。镜子后面并没有发光点S'，S ′就是S在平面镜中的虚像。虚像S'与物体S关于镜面对称。 2. 平面镜成像的原理：光的反射。 3. 实像和虚像 （1）实像：由实际光线会聚而成的像叫实像。实像可用光屏承接，也可以用眼睛直接观察。例如小孔成的像。 （2）虚像：不是实际光线会聚而成，是实际光线的反向延长线相交而成。虚像只能用眼睛观察，不能用光屏承接。例如平面镜成的像。 三、平面镜成像作图的两种方法 1. 利用平面镜的成像原理作图。如图所示，步骤如下： ①从发光点S引出两条光线，照射到平面镜上； ②作两条入射光线的法线； ③根据光的反射定律，作两条入射光线的反射光线； ④作反射光线的反向延长线，交点S'即为发光点S的像点。 利用平面镜的成像原理作图 用对称法作图 2. 用对称法作图。如图所示，步骤如下： ①过S点作平面镜的垂线（像与物的连线跟镜面垂直），用虚线； ②取S '点，让S '到镜面的距离等于S到镜面的距离（像到镜面的距离与物到镜面的距离相等）； ③用虚线画出像点S '（像与物大小相等）。 四、平面镜的应用 1. 利用平面镜成像。如练功房内，演员利用平面镜可以矫正自己的舞姿；家庭用的穿衣镜；医生用来检查牙齿的小镜子等。 2. 利用平面镜改变光的传播方向 如潜水艇用的潜望镜、显微镜、投影仪中的平面镜等，都利用到了平面镜能改变光路的特点：修建体育馆和高大建筑物时，利用平面镜把太阳光反射到室内，改善光照条件等。 3. 利用平面镜来扩大视觉空间。理论上，在一个房间内安装一个尺寸合适的平面镜，能使人感觉到空间增大了一倍。 五、凸面镜和凹面镜 1. 凸面镜 （1）概念：反射面是凸面的镜子叫凸面镜。 （2）作用：凸面镜对光有发散作用，常用来扩大视野。 （3）应用：汽车的后视镜、街头路口的反光镜。 凸面镜对光的发散 凹面镜对光的会聚 2. 凹面镜 （1）概念：反射面是凹面的镜子叫凹面镜。 （2）作用：凹面镜对光有会聚作用。 （3）应用：太阳灶、手电筒反光镜、医生检查耳朵用的医用反光镜。 3. 提示：凸面镜和凹面镜都是利用光的反射成像的，都遵循光的反射定律且符合光路可逆性。 六、探究平面镜成像的特点 【实验思路】 用一块玻璃板作为平面镜，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未点燃的蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它的位置与像的位置重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。 确定了像的位置，再比较像跟物体的位置和大小的关系，这样就可以得到平面镜成像的特点了。 【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。 实验数据记录表格： 次数 蜡烛到平面镜 的距离/cm 像到平面镜 的距离/cm 1 2 3 ┈ 【分析论证】 ①A与B是完全相同的两根蜡烛，直到从玻璃板前面看到蜡烛B好像在点燃着一样，即B与A的像完全重合。分析像与物的大小关系，归纳结论：平面镜所成像的大小与物体的大小相等。 ②用铅笔在白纸上画出平面镜以及蜡烛A和蜡烛B的位置，用刻度尺画直线把两支蜡烛的位置连接起来，量出两支蜡烛到玻璃板的距离。发现像和物体到平面镜的距离相等。 ③用量角器测量物与像的连线与镜面之间的夹角，发现像与物的连线与镜面垂直。 ④移去镜后的蜡烛，在此位置放一张白卡片，发现白卡片上没有像，表明该像是虚像。 【实验结论】平面镜成像的特点：平面镜所成的像为虚像，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。 根据数学对称知识，平面镜成像规律也可表述为：平面镜所成的像为虚像，像与物体关于镜面对称。 【交流与评估】 ①在实验时，无论怎样在桌面上移动后面的蜡烛，都无法与前面蜡烛的像完全重合，可能的原因有哪些？ 分析：玻璃板与水平桌面没有垂直放置。 ②在实验的过程中，发现玻璃板后面出现了两个像，原因可能是什么？ 分析：因为玻璃板有一定的厚度，有两个反射面都能成像。 ③为什么准备两支完全一样的蜡烛？ 分析：准备两支完全一样的蜡烛是为了比较像和物的大小关系，这是一种研究方法—等效替代法。 ④为什么用透明薄玻璃板而不用平面镜？ 分析：用平面镜不能确定像的位置，而用玻璃板既可以成像，又可以确定像的位置。 第4节 光的折射 一、光的折射概念 1. 光的折射概念：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。 2. 发生折射的条件 （1）光从一种介质斜射入另一种介质。若光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不发生变化。 （2）光在同种不均匀介质中传播时，也会发生折射现象。如阳光穿过大气层时传播方向会发生变化。 3. 注意折射与反射同时发生 光从一种透明介质进入另一种透明介质时，在两种介质的分界面上，光的传播方向一般要发生改变。其中一部分光发生反射，同时还有一部分光进入另一种介质中而发生折射，即反射和折射现象同时发生，发生反射时不一定发生折射，但发生折射时一定发生反射。 4. 光发生折射的原因：光在不同种介质中传播的速度不同。 二、光的折射规律 1. 描述光的折射中的基本概念 （1）入射光线：从光源射向两透明介质分界面的光线； （2）折射光线：从入射点射向另一介质的光线； （3）法线：过入射点垂直于两分界面的虚线； （4）入射点：入射光线与两介质分界面的交点； （5）入射角：入射光线与法线之间的夹角； （6）折射角：折射光线与法线之间的夹角。 简称“一点”（入射点）、“一面”（分界面）、“二角”（入射角和折射角）、“三线”（入射光线、折射光线和法线）。 2. 光的折射特点 （1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内； （2）折射光线和入射光线分居法线的两侧； （3）光从空气斜射入水或其它介质时，折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也增大。光从水或其它介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。 （4）光从空气垂直射入水（或其它介质）中时，传播方向不变。 （5）折射时光路可逆。 3. 对光的折射特点的理解 （1）弄清入射点、入射角、折射角、入射光线、折射光线和法线的含义，特别是法线，它既是界面的垂线，又是作图时画入射角和折射角的参照标准。 （2）折射角随入射角的增大（减小）而增大（减小），但不是正比例关系，叙述时应先说折射角后说入射角。 （3）无论光是从空气斜射入水中或其他介质中，还是光从水或其他介质斜射入空气中，在空气中的角（入射角或折射角）总是大于在水中或其他介质中的角（折射角或入射角）。 三、生活中的折射现象 1. 从岸上看水中的物体，“池水变浅”；位置“变高” 如图甲所示，从池底A点反射出的光线经折射后射入人眼，因为光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，所以折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看，感觉光好像是从S点发出的，S点就是人看到的A的虚像，它比实际位置偏高。 甲 在岸边看水里的物体 乙 在水中看岸上的物体 2. 从水中看岸上的物体“变高” 例如水中的人看岸上的树或建筑物“变高”。如图乙所示，从昆虫上点A射出的光线经折射后射入水中的人眼，因为光由空气中斜射入水中，折射角小于入射角，所以折射光线靠拢法线，人眼逆着折射光线看，感觉光好像是从A′点发出的，A′点就是人看到的昆虫的虚像，它比昆虫的实际位置偏高。 3. 海市蜃楼 海市蜃楼的成因 多发生在夏天的海面上或沙漠上。夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近空气的温度比较低。海面地表上方不同高度的空气层相当于一层层密度不同的透明介质。密度大的空气层为光密介质，密度小的空气层为光疏介质。远方景物射出的光在层与层之间连续发生折射。从整体来看，光逐渐向地面弯曲进入观察者的眼中。在观察者看来，光好像是从海面上空的物体射出的。 海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象。 四、探究光折射时的特点 【实验过程】 （1）如图甲所示，让一束光从空气以不同的角度射入水中，观察光束在空气和水中的径迹，并比较折射角和入射角的大小。将数据记入表格中。 （2）让光逆着折射光的方向从水射入空气中，观察光束在空气中的径迹。 【收集证据】实验数据记录表格： 实验次数 入射角 折射角 1 0∘ 0∘ 2 20∘ 15∘ 3 40∘ 29∘ 4 60∘ 40∘ 【分析论证】 （1）一束光从空气以不同的角度射入水中，光束在空气和水中的径迹如图所示，其中1和1'、2和2'……4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可以得出：当入射角增大时，折射角也增大；且折射角小于入射角。 （2）当光从空气垂直射入水中时，传播方向不变。 （3）如果让光逆着折射光的方向从水或玻璃射入空气中，可以看到，进入空气中的折射光逆着原来入射光的方向射出。也就是说，在折射现象中，光路可逆。 【实验结论】经过精确的实验，得出光的折射特点： 光从空气斜射入水中或玻璃中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大。当光从空气垂直射入水中或玻璃中时，传播方向不变。 在折射现象中，光路可逆。 第5节 光的色散 一、光的色散 1. 光的色散概念 太阳光是白光，它射入、射出棱镜会发生折射，被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种颜色的光，这种现象叫作光的色散。 2. 单色光与复色光 （1）不能分解的光叫作单色光，如红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 （2）由几种单色光混合而成的光叫作复色光，太阳光是复色光，由七种颜色的光复合而成。 3. 光发生色散的实质 光发生色散的实质是光的折射现象。不同颜色的光经三棱镜后，偏折（折射）程度不同，其中红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大；所以白光经三棱镜后，在光屏由上到下呈现为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。 4. 生活中的色散现象 彩虹就是太阳光在传播过程中遇到空气中的水滴，经反射、折射后产生的现象。 二、色光的混合 1. 光的三原色 把红、绿、蓝叫作色光的三原色。红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合可以产生各种不同的色光；红、绿、蓝三种色光按等比例混合可以产生白光。但是自然界中的红、绿、蓝三种颜色的光无法用其他颜色的光混合的。 2. 色光的混合 （1）色光的混合 红、绿、蓝三种色光中，只要适当调配红、绿、蓝三种色光的比例，就可以产生各种颜色的光。例如，红光＋绿光→黄光；红光＋蓝光→品红光；绿光＋蓝光→青光；红光＋绿光＋蓝光→白光。 （2）我们看到的电视机、计算机显示器或手机屏幕上的丰富色彩就是由三原色光混合而成的。 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。 2. 红外线 （1）在可见光谱红端之外的辐射叫作红外线。 （2）红外线的特性与应用 ①一切物体都在不停地向外辐射红外线；物体的温度越高，辐射的红外线越强；物体在辐射红外线的同时也在吸收红外线。人们根据这个道理，利用红外线拍摄“热谱图”；制成红外线夜视仪和红外线遥控器等。 ②红外线的主要特性是热作用强。在工业上，常利用红外线来加热和烘烤物品。 ③红外线穿透云雾的能力比较强。可进行远距离或高空摄影；红外遥感技术等。 3. 紫外线 （1）在可见光谱的紫端以外，还有一种看不见的光，叫作紫外线。 （2）紫外线的特性与应用 ①紫外线能杀死微生物。在医院的手术室、病房里，常用紫外线灯来消毒。 ②紫外线的荧光效应强。在紫外线照射下荧光物质会发出不同颜色的荧光，可用于鉴别古画或钞票的真伪。 ③太阳光里有很多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能增进身体健康。但过多、过强的紫外线照射，会伤害人的眼睛和皮肤。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 光现象 第1节 光的直线传播 一、光源 1. 光源：能够发光的物体叫作光源。 2. 光源的分类： （1）天然光源：自然界本身存在的光源。如太阳、萤火虫、水母、灯笼鱼等。 （2）人造光源：人为制造的光源。如点燃的火把、发光的电灯、发光的无影灯等。 二、光的直线传播 1. 光的直线传播 （1）光的传播介质：空气、水、玻璃等透明物质可以作为光传播的介质。 （2）光在 中沿直线传播。 2. 光线 （1）概念：通常用一条带有箭头的直线表示一束光传播的 和 ，这样的直线叫作光线。 （2）画法：光线是实线，表示光线传播方向的箭头一般画在直线的中间位置。 （3）研究方法：物理模型法。这种通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为“模型法”。光线实际上是不存在的，人们是为了方便研究光的传播路径而引入的一种物理模型。 3. 光直线传播的一些现象 （1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体背面形成的阴暗区叫影子。 （2）日食、月食的形成 ①原理：光的 。 ②成因：日食是地球上的人看太阳，由于光是沿直线传播的，太阳光被月球挡住了（图甲）。月食是地球上的人看月球，由于光是沿直线传播的，太阳光被地球挡住了（图乙）。 甲 乙 当月球运行到太阳和地球中间时，太阳光被月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了 食。当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了 食。 （3）小孔成像 ①小孔成像原理：小孔成像的原理是光的 。如图所示，烛焰上部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了 部；同理，烛焰下部的光线通过小孔后，射到了 部。 ②小孔成像特点：小孔成倒立的大小不确定的实像，上下颠倒、左右相反。像的大小与 到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。像的形状与 的形状相同，与小孔的形状无关。 4. 光直线传播的应用 利用激光引导掘进方向；射击瞄准时的“三点一线”；判断队列是否整齐等。 三、光的传播速度 1. 光在真空中的传播速度 光在真空中的传播速度最快，通常情况下，真空中光速近似取c＝ 。 2. 光在其他介质中的速度 （1）光在空气中的传播速度接近光在真空中的传播速度，可以认为等于c。 （2）光在水中的传播速度约为，在玻璃中的传播速度约为。  3. 光年 “光年”是 的单位，它等于光在1年内传播的距离。 1光年＝3×108m/s（365×24×3600）s＝9.4608×1015m＝9.4608×1012km 第2节 光的反射 一、光的反射 1. 光的反射现象：光从一种介质射到另一种介质的表面时，会有一部分光返回到原介质中，这种传播现象叫作光的反射。我们能够看见不发光的物体，就是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。 2. 描述光反射的有关概念：一点、两角、三线 一点 入射点 入射点O，入射光在反射面上的投射点 三线 入射光线 入射光线AO，投射到反射面的光线 法线 法线ON，过入射点与反射面 的直线 反射光线 反射光线OB，经反射面反射出的光线 两角 入射角 入射光线与 之间的夹角 反射角 光线与法线之间的夹角 3. 提示 （1）反射角和入射角都是光线与法线的夹角，而不是光线与反射面的夹角。 （2）反射光线与入射光线是真实存在的，是可以看见的，用带箭头的 线表示；法线则是人们为研究反射现象而引入的一条位置参考线，所以在画光路图时，总是用 线表示法线（均选填“虚”或“实”）。 二、光的反射定律 1. 实验：探究光的反射定律 【进行实验】 （1）如图1所示，把一个平面镜放在水平桌面上， 再把一张白色硬纸板竖直地立在平面镜上（ON垂直于镜面）。 图1 图2 图3 （2）让激光束贴着硬纸板沿某一角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在硬纸板上用铅笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。 （3）改变入射光EO跟法线之间的夹角，重做两次实验，均用铅笔描出入射光和对应的反射光的径迹。 （4）把右侧纸板NOF向前或向后折转某一角度（如图2所示），仍使激光束贴着硬纸板射到O点，观察是否还能在右侧的纸板上看到反射光线。 （5）如图3所示，让激光笔发出的光逆着原来的反射光射向镜面时，这时的反射光将沿着什么方向射出？ 【收集证据】 （1）记录表一 次数 ∠i ∠r 1 30° 30° 2 45° 45° 3 35° 35° （2）入射光和对应的反射光的径迹 （3）记录表二 纸板的位置 是否看到反射光 纸板 NOF 向前折 看不见 两纸板在同一平面内 看见 纸板 NOF 向后折 看不见 【分析与论证】 ①分析反射角和入射角的大小可得出：反射角 入射角。 ②分析反射光线、入射光线和法线的位置关系：可看到两半块纸板在一个平面内时有反射光线，右半部分向前折或向后折，观察不到反射光线。说明：反射光线、入射光线和法线在 内。 ③多次改变入射光线的路径，分别沿AO、BO、CO的方向射到平面镜，记录对应反射光线的路径分别为OA'、OB'、OC'。会发现：反射光线和入射光线分别位于法线的 侧。 ④将光线逆着反射光线的方向射入，观察到新的反射光的传播路径与原来的入射光线重合。表明光路 。 【实验结论】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。在反射现象中，光路可逆。 【交流与评估】 （1）对应关系：每一条反射光线对应一条入射光线。 （2）让光线紧贴纸板（光屏）射向O点的目的：在硬纸板（光屏）上能显示光路. （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. 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 内；反射光线、入射光线分别位于 两侧；反射角 入射角。 （2）简记光的反射定律： ①三线共面。即反射光线、入射光线和法线在同一平面内； ②两线分居。即反射光线与入射光线分居在法线的两侧； ③两角相等。即反射角等于入射角。 （3）对光的反射定律的理解： ①对应关系：每一条反射光线对应着一条入射光线。 ②因果关系：反射现象发生时，先有入射光线，后有反射光线。反射光线是随着入射光线的改变而改变的，所以不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。 ③变化规律：反射光线随入射光线的改变而改变，入射光线“靠近”或“远离”法线，反射光线也相应地“靠近”或“远离”法线，即反射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。 ④特殊情况：光线垂直镜面入射时，入射角为 ，反射光线沿原路返回，反射角也为 ，光的传播方向改变了 ，并不是没有发生反射。 （4）在反射现象中，光路是 的。 三、镜面反射和漫反射 1. 镜面反射 （1）概念：一束平行光照射到镜面上后，会被 地反射，这种反射叫作镜面反射。平静的水面、抛光的金属面、各种镜面的反射都是镜面反射。 （2）现象：迎着太阳看平静的水面，特别亮；背着太阳看平静的水面，很暗；黑板“反光”会“晃眼”等。 2. 漫反射 凹凸不平的表面会把一束平行光向着 反射，这种反射叫作漫反射。我们能从各个方向看到本身不发光的物体，是由于光照射到物体上发生了 反射。 3. 生活中的反射现象 （1）漫反射现象：生活中，大部分物体表面发生的反射都是漫反射，因而才使我们能够从不同方向看清物体。例如，教室黑板用的毛玻璃、投影仪屏幕用的是粗布，其表面发生的都是漫反射，从而使各个方向的人都能看清字迹或影像。 （2）镜面反射现象：例如，“水中倒影”、“猴子捞月”、“照镜子”等。 （3）“光污染”：当强烈的太阳光照射到高楼大厦的玻璃幕墙、磨光的大理石墙面时，这些光滑的表面就会发生镜面反射，炫目的反射光会干扰人们的正常生活，造成“光污染”。 第3节 平面镜成像 一、平面镜成像的特点 平面镜所成的像为 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 。 根据数学对称知识，平面镜成像的规律也可表述为：平面镜所成的像为虚像，像与物体关于镜面 。 二、平面镜成虚像 1. 平面镜成虚像 如图所示，从光源点S处射来的光经平面镜反射后进入眼睛，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。镜子后面并没有发光点S'，S ′就是S在平面镜中的虚像。虚像S'与物体S关于镜面对称。 2. 平面镜成像的原理：光的反射。 3. 实像和虚像 （1）实像：由 光线会聚而成的像叫实像。实像可用 承接，也可以用眼睛直接观察。例如小孔成的像。 （2）虚像：不是实际光线会聚而成，是实际光线的 线相交而成。虚像只能用眼睛观察，不能用 承接。例如平面镜成的像。 三、平面镜成像作图的两种方法 1. 利用平面镜的成像原理作图。如图所示，步骤如下： ①从发光点S引出两条光线，照射到平面镜上； ②作两条入射光线的法线； ③根据光的反射定律，作两条入射光线的反射光线； ④作反射光线的反向延长线，交点S'即为发光点S的像点。 利用平面镜的成像原理作图 用对称法作图 2. 用对称法作图。如图所示，步骤如下： ①过S点作平面镜的垂线（像与物的连线跟镜面垂直），用虚线； ②取S '点，让S '到镜面的距离等于S到镜面的距离（像到镜面的距离与物到镜面的距离相等）； ③用虚线画出像点S '（像与物大小相等）。 四、平面镜的应用 1. 利用平面镜成像。如练功房内，演员利用平面镜可以矫正自己的舞姿；家庭用的穿衣镜；医生用来检查牙齿的小镜子等。 2. 利用平面镜改变光的传播方向 如潜水艇用的潜望镜、显微镜、投影仪中的平面镜等，都利用到了平面镜能改变光路的特点：修建体育馆和高大建筑物时，利用平面镜把太阳光反射到室内，改善光照条件等。 3. 利用平面镜来扩大视觉空间。理论上，在一个房间内安装一个尺寸合适的平面镜，能使人感觉到空间增大了一倍。 五、凸面镜和凹面镜 1. 凸面镜 （1）概念：反射面是凸面的镜子叫凸面镜。 （2）作用：凸面镜对光有 作用，常用来扩大视野。 （3）应用：汽车的后视镜、街头路口的反光镜。 凸面镜对光的发散 凹面镜对光的会聚 2. 凹面镜 （1）概念：反射面是凹面的镜子叫凹面镜。 （2）作用：凹面镜对光有 作用。 （3）应用：太阳灶、手电筒反光镜、医生检查耳朵用的医用反光镜。 3. 提示：凸面镜和凹面镜都是利用光的反射成像的，都遵循光的反射定律且符合光路可逆性。 六、探究平面镜成像的特点 【实验思路】 用一块 作为平面镜，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未点燃的蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它的位置与像的位置 。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。 确定了像的位置，再比较像跟物体的 和 的关系，这样就可以得到平面镜成像的特点了。 【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。 实验数据记录表格： 次数 蜡烛到平面镜 的距离/cm 像到平面镜 的距离/cm 1 2 3 ┈ 【分析论证】 ①A与B是完全相同的两根蜡烛，直到从玻璃板前面看到蜡烛B好像在点燃着一样，即B与A的像完全重合。分析像与物的大小关系，归纳结论：平面镜所成像的大小与物体的大小 。 ②用铅笔在白纸上画出平面镜以及蜡烛A和蜡烛B的位置，用刻度尺画直线把两支蜡烛的位置连接起来，量出两支蜡烛到玻璃板的距离。发现像和物体到平面镜的距离 。 ③用量角器测量物与像的连线与镜面之间的夹角，发现像与物的连线与镜面 。 ④移去镜后的蜡烛，在此位置放一张白卡片，发现白卡片上没有像，表明该像是 像。 【实验结论】平面镜成像的特点：平面镜所成的像为虚像，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。 根据数学对称知识，平面镜成像规律也可表述为：平面镜所成的像为虚像，像与物体关于镜面 。 【交流与评估】 ①在实验时，无论怎样在桌面上移动后面的蜡烛，都无法与前面蜡烛的像完全重合，可能的原因有哪些？ 分析：玻璃板与水平桌面没有垂直放置。 ②在实验的过程中，发现玻璃板后面出现了两个像，原因可能是什么？ 分析：因为玻璃板有一定的厚度，有两个反射面都能成像。 ③为什么准备两支完全一样的蜡烛？ 分析：准备两支完全一样的蜡烛是为了比较像和物的大小关系，这是一种研究方法—— 法。 ④为什么用透明薄玻璃板而不用平面镜？ 分析：用平面镜不能确定像的位置，而用玻璃板既可以成像，又可以确定像的 。 第4节 光的折射 一、光的折射概念 1. 光的折射概念：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生 的现象叫作光的折射。 2. 发生折射的条件 （1）光从一种介质斜射入另一种介质。若光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不发生变化。 （2）光在同种不均匀介质中传播时，也会发生折射现象。如阳光穿过大气层时传播方向会发生变化。 3. 注意折射与反射同时发生 光从一种透明介质进入另一种透明介质时，在两种介质的分界面上，光的传播方向一般要发生改变。其中一部分光发生反射，同时还有一部分光进入另一种介质中而发生折射，即 和 现象同时发生，发生反射时不一定发生折射，但发生折射时一定发生反射。 4. 光发生折射的原因：光在不同种介质中传播的 不同。 二、光的折射规律 1. 描述光的折射中的基本概念 （1）入射光线：从光源射向两透明介质分界面的光线； （2）折射光线：从入射点射向另一介质的光线； （3）法线：过入射点垂直于两分界面的虚线； （4）入射点：入射光线与两介质分界面的交点； （5）入射角：入射光线与法线之间的夹角； （6）折射角：折射光线与法线之间的夹角。 简称“一点”（入射点）、“一面”（分界面）、“二角”（入射角和折射角）、“三线”（入射光线、折射光线和法线）。 2. 光的折射特点 （1）折射光线、入射光线和法线在 内； （2）折射光线和入射光线分居法线的 侧； （3）光从空气斜射入水或其它介质时，折射角 入射角；当入射角增大时，折射角也增大。光从水或其它介质斜射入空气中时，折射角 入射角。 （4）光从空气垂直射入水（或其它介质）中时，传播方向 。 （5）折射时光路 。 3. 对光的折射特点的理解 （1）弄清入射点、入射角、折射角、入射光线、折射光线和法线的含义，特别是法线，它既是界面的垂线，又是作图时画入射角和折射角的参照标准。 （2）折射角随入射角的增大（减小）而增大（减小），但不是正比例关系，叙述时应先说折射角后说入射角。 （3）无论光是从空气斜射入水中或其他介质中，还是光从水或其他介质斜射入空气中，在空气中的角（入射角或折射角）总是大于在水中或其他介质中的角（折射角或入射角）。 三、生活中的折射现象 1. 从岸上看水中的物体，“池水变浅”；位置“变高” 如图甲所示，从池底A点反射出的光线经折射后射入人眼，因为光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，所以折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看，感觉光好像是从S点发出的，S点就是人看到的A的虚像，它比实际位置偏 。 甲 在岸边看水里的物体 乙 在水中看岸上的物体 2. 从水中看岸上的物体“变高” 例如水中的人看岸上的树或建筑物“变高”。如图乙所示，从昆虫上点A射出的光线经折射后射入水中的人眼，因为光由空气中斜射入水中，折射角小于入射角，所以折射光线靠拢法线，人眼逆着折射光线看，感觉光好像是从A′点发出的，A′点就是人看到的昆虫的虚像，它比昆虫的实际位置偏 。 3. 海市蜃楼 海市蜃楼的成因 多发生在夏天的海面上或沙漠上。夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近空气的温度比较低。海面地表上方不同高度的空气层相当于一层层密度不同的透明介质。密度大的空气层为光密介质，密度小的空气层为光疏介质。远方景物射出的光在层与层之间连续发生折射。从整体来看，光逐渐向地面弯曲进入观察者的眼中。在观察者看来，光好像是从海面上空的物体射出的。 海市蜃楼是一种由光的 产生的现象。 四、探究光折射时的特点 【实验过程】 （1）如图甲所示，让一束光从空气以不同的角度射入水中，观察光束在空气和水中的径迹，并比较折射角和入射角的大小。将数据记入表格中。 （2）让光逆着折射光的方向从水射入空气中，观察光束在空气中的径迹。 【收集证据】实验数据记录表格： 实验次数 入射角 折射角 1 0∘ 0∘ 2 20∘ 15∘ 3 40∘ 29∘ 4 60∘ 40∘ 【分析论证】 （1）一束光从空气以不同的角度射入水中，光束在空气和水中的径迹如图所示，其中1和1'、2和2'……4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可以得出：当入射角增大时，折射角也 ；且折射角 入射角。 （2）当光从空气垂直射入水中时，传播方向 。 （3）如果让光逆着折射光的方向从水或玻璃射入空气中，可以看到，进入空气中的折射光逆着原来入射光的方向射出。也就是说，在折射现象中，光路可逆。 【实验结论】经过精确的实验，得出光的折射特点： 光从空气斜射入水中或玻璃中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大。当光从空气垂直射入水中或玻璃中时，传播方向不变。 在折射现象中，光路可逆。 第5节 光的色散 一、光的色散 1. 光的色散概念 太阳光是白光，它射入、射出棱镜会发生折射，被分解成 等各种颜色的光，这种现象叫作光的色散。 2. 单色光与复色光 （1）不能分解的光叫作 光，如红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 （2）由几种单色光混合而成的光叫作 光，太阳光是 光，由七种颜色的光复合而成。 3. 光发生色散的实质 光发生色散的实质是光的 现象。不同颜色的光经三棱镜后，偏折（折射）程度不同，其中 光偏折程度最小， 光偏折程度最大；所以白光经三棱镜后，在光屏由上到下呈现为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。 4. 生活中的色散现象 彩虹就是太阳光在传播过程中遇到空气中的水滴，经反射、折射后产生的现象。 二、色光的混合 1. 光的三原色 把 、 、 叫作色光的三原色。红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合可以产生各种不同的色光；红、绿、蓝三种色光按等比例混合可以产生 光。但是自然界中的红、绿、蓝三种颜色的光无法用其他颜色的光混合的。 2. 色光的混合 （1）色光的混合 红、绿、蓝三种色光中，只要适当调配红、绿、蓝三种色光的比例，就可以产生各种颜色的光。例如，红光＋绿光→黄光；红光＋蓝光→品红光；绿光＋蓝光→青光；红光＋绿光＋蓝光→白光。 （2）我们看到的电视机、计算机显示器或手机屏幕上的丰富色彩就是由 光混合而成的。 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。 2. 红外线 （1）在可见光谱红端之外的辐射叫作 线。 （2）红外线的特性与应用 ①一切物体都在不停地向外辐射 ；物体的温度越高，辐射的红外线越 ；物体在辐射红外线的同时也在吸收红外线。人们根据这个道理，利用红外线拍摄“热谱图”；制成红外线夜视仪和红外线遥控器等。 ②红外线的主要特性是热作用强。在工业上，常利用红外线来加热和烘烤物品。 ③红外线穿透云雾的能力比较强。可进行远距离或高空摄影；红外遥感技术等。 3. 紫外线 （1）在可见光谱的紫端以外，还有一种看不见的光，叫作 线。 （2）紫外线的特性与应用 ①紫外线能杀死微生物。在医院的手术室、病房里，常用紫外线灯来消毒。 ②紫外线的荧光效应强。在紫外线照射下荧光物质会发出不同颜色的荧光，可用于鉴别古画或钞票的真伪。 ③太阳光里有很多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能增进身体健康。但过多、过强的紫外线照射，会伤害人的眼睛和皮肤。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $