第三章 光的世界(举一反三·单元复习讲义)物理新教材沪科版八年级全一册
2026-09-22
|
2份
|
53页
|
9人阅读
|
0人下载
精品
内容正文:
第三章 光的世界
举一反三单元复习讲义目录
明确课标要求及考点考法.......................................................................................................1
思维导图忆知识结构...............................................................................................................2
单元知识梳理及易错点警示...................................................................................................2
重要考点例题解析及变式练..................................................................................................10
考点一、探究光的反射定律..................................................................................................10
考点二、探究平面镜成像的特点..........................................................................................13
考点三、光现象辨析..............................................................................................................15
考点四、光现象四个规律的应用..........................................................................................16
考点五、光现象作图..............................................................................................................17
重难点问题解题思维方法与技巧..........................................................................................18
一、光现象辨析(重点)方法.............................................................................................18
二、光现象作图(重点)方法.............................................................................................20
三、判断物体颜色(难点)的方法.....................................................................................23
四、解决探究光的反射定律实验(重点)关键点.............................................................23
五、解决探究平面镜成像的特点实验(重点)关键点.....................................................23
明确课标要求及考点考法
课标要求
1.探究并了解光的反射定律。通过实验,了解光的折射现象及其特点。
例1:探究并了解光束在平面镜上反射时,反射角与入射角的关系。
例:2:通过光束从空气射入水(或玻璃)中的实验,了解光的折射现象及其特点。
2.探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。
3.通过实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象。
例3:观察红、绿、蓝三束光照射在白墙上重叠部分的颜色。
考点
考法
考点一、探究光的反射定律
可以以选择题、填空题形式考查,以实验题形式考查为主。
考点二、探究平面镜成像的特点
可以以选择题、填空题形式考查,以实验题形式考查为主。
考点三、光现象辨析
常以选择题形式考查。
考点四、光现象四个规律的应用
常以选择题、填空题形式考查。
考点五、光现象作图
常以作图题形式考查,但选择题、实验题中考查作图是一种创新命题方式。有的省市在填空题里也渗透作图。
思维导图忆知识结构
单元知识梳理及易错点警示
知识点一、光的直线传播
一、光源
1. 光源的定义:把正在发光的物体叫做光源。
2. 光源的分类:①自然光源,如:恒星、萤火虫、水母等;②人造光源,如点燃的蜡烛、点亮的小灯泡、正在工作的手电筒等。
说明: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、光的直线传播规律
1. 内容:光在同种均匀介质中沿直线传播。
2.光线定义:为了表示光的传播情况,我们通常用一条带有箭头的直线(如图所示)表示光的传播径迹和方向,这样的直线叫光线。光线实际上是不存在的,是一种物理模型。
3.光沿直线传播的现象
现象
影子
小孔成像
日食
月食
示意图
成因
光遇到不透明的物体时,在物体后面形成一个阴暗的区域
烛焰发出的光经小孔沿直线传播(树林中的光斑是太阳光通过小孔形成的)
当月球转到地球和太阳之间时挡住了一部分太阳射向地球的光
当地球转到月球和太阳之间时挡住了太阳射向月球的光线
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,是迄今为止速度的最大值,在物理学中用c表示,c=2.99792×108m/s。实际常用的数值是: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。
【易错点警示】
1. 对光与声传播特点的正确认识
光的传播,能在透明物质中传播,也能能在真空中传播,光在真空中传播速度最大;声的传播,需要介质,能在固体、液体和气体中传播,真空不能传声,一般情况下固体中声速较大。
两者传播速度都与介质的种类有关。
2. 小孔成像和影子的区别与联系
影子是光照射不到的区域,影子的形成不一定和物体的形状相同,而且影子是黑暗的。通过小孔成的像是光实际照射到的区域,像的形状和物体的形状相同,而且像是亮的。它们的相同点就是都是光的直线传播现象。
知识点二、光的反射
一、光的反射现象
1.反射现象:光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生反射。
2.看到物体的原因
我们能够看到太阳、明亮的日光灯等光源,是因为光源发出的光进入了我们的眼睛,产生视觉。同时,我们也能看到本身不发光的物体,如书、桌子等,是因为光在这些物体表面发生反射,反射的光进入了我们的眼睛,从而产生视觉。
3.光的反射现象的实例:水中的倒影、黑板“反光”、自行车的尾灯、照镜子、汽车后视镜等。
4.光的反射现象的光路图中涉及的几个基本概念
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
二、探究光的反射规律实验课例
【实验猜想】(1)光的反射光线、入射光线与镜面的夹角相等;(2)反射光线和入射光线关于法线是对称的。
【实验器材】平面镜一块、红色激光笔、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色硬纸片。
【进行实验与收集证据】(1)如图甲所示,把平面镜放在水平桌面上,再将白色硬纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,右侧纸板NOF可绕直线ON旋转;
(2)先将纸板EON和纸板NOF处在同一平面内,然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向O点,观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹;
(3)改变光束的入射角度,进行多次实验(寻找普遍规律),换用不同颜色的笔记录每次光的径迹;
(4)取下纸板,用量角器分别测量ON两侧的入射角和反射角的大小,并将数据记录在表格中;
(5)如图乙所示,将纸板NOF向前或向后折转,在纸板上观察反射光的径迹。
实验次数
入射角
反射角
1
60°
60°
2
45°
45°
3
30°
30°
…
【分析论证】(1)当纸板EON和NOF在同一平面内时,能观察到反射光的径迹,且入射光、反射光分居发现两侧,反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变;
(2)分析表中的数据可知,反射角等于入射角。反射角随着入射角的减小而减小;
(3)把纸板NOF向前折或向后折时,观察不到反射光的径迹,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【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。
三、光的反射现象类型:镜面反射和漫反射
镜面反射
漫反射
定义
一束平行光照射到光洁平整的表面上,反射光也平行射出的反射现象
一束平行光照射到凹凸不平的表面上,反射光向各个方向射出的反射现象
图示
反射面
光滑
凹凸不平
反射光的特点
仍然平行
反射光向各个方向
实例
“光污染”、水面反光、玻璃幕墙等
电影银幕、桌上的书等
相同点
都遵循光的反射定律
【易错点警示】认为镜面反射遵守光的反射定律,漫反射不遵守。
(1)我们能从不同方向看到书上的字,是因为光在纸面上发生了漫反射;
(2)物体发出或反射的光浸入人眼越多,人眼就会感觉该物体越亮。所以,当发生镜面反射时,如果反射光正好进入人眼,人就会感觉镜面特别亮;
(3)无论镜面反射还是漫反射,都遵循光的反射定律。
知识点三、平面镜成像
一、探究平面镜成像特点实验的课例
【提出问题】平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系。
【实验方法】等效替代法
【猜想与假设】平面镜所成的像的大小可能与物体的大小相等,像到平面镜的距离可能物体到平面镜的距离相等。
【实验器材】薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支相同的蜡烛、刻度尺、白纸等。
【设计并进行实验】(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块薄的玻璃板作为平面镜,在纸上沿着玻璃板画一条直线,这条直线代表玻璃板的位置;
(2)如图所示,把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,透过玻璃板进行观察,可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蜡烛(未点燃),竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那个蜡烛的像的位置;
(3)在纸上记录下两支蜡烛的位置,并注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同;
(4)移动点燃的蜡烛,重做实验;
(5)用直线把两次实验中的蜡烛和它的像在纸上的位置连接起来,用量角器测量蜡烛和像连线与镜面的夹角;
(6)用刻度尺分别测量蜡烛和像到玻璃板的距离,将测得的数据记录在表格中
【实验数据】薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支相同的蜡烛、刻度尺、白纸等。
次数
蜡烛到平面镜的距离
蜡烛的像到平面镜的距离/cm
蜡烛的像与蜡烛的大小关系
蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面位置的关系
1
10
10
等大
垂直
2
15
15
等大
垂直
3
20
20
等大
垂直
4
25
25
等大
垂直
【分析论证】(1)未点燃的蜡烛可以与点燃的蜡烛的像完全重合,说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等;
(2)由实验数据可知,蜡烛和它的像的连线与镜面垂直,蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等。
【实验结论】平面镜成像的特点:平面镜所成像的大小与物体大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物体的连线与平面镜垂直,即平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
二、平面镜成像的特点
1.平面镜成像的原理:光的反射。
2.实像和虚像
(1)实像:是实际光线会聚而成的,能(能/不能)用光屏承接到。
(2)虚像:不是由实际光线会聚成的,而是实际光线的反向延长线相交而成的,不能(能/不能)用光屏承接到。
3.平面镜成虚像原理
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。
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)。
【易错点警示】
1. 正确理解平面镜成像的大小问题
(1)平面镜成像大小只与物体大小有关,与物体距平面镜的距离、平面镜的大小及薄厚都无关。
(2)物体向“平面镜”靠近时,会发现“平面镜”中物体的像“变大”,远离时像在“变小”,这是由于眼睛看物体的视角在变化,造成视觉的假象,像的实际大小是不变。
2. 认为平面镜所成的像用实线画清楚,不必用虚线画
(1)实际光线要画成实线,并用箭头表示光的传播方向,反向延长线要画成虚线;实物用实线表示,虚像用虚线表示;法线用虚线表示;因为平面镜所成的像是实际光线的反向延长线交点形成,所以必须用虚线画。
(2)实物和虚像要标注上对应的字母,并用上下标区分。
知识点四、光的折射
一、光的折射
1.光的折射定义: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.光的折射现象中涉及的基本概念“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
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居法线两侧;光从空气斜射入水或其他介质时,折射角小于入射角;光从水或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。
二、生活中的折射现象
现象1. 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。
现象2. 池底变“浅”(渔民叉鱼等):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)
现象3.“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
现象4.“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
知识点五、光的色散
一、光的色散
1.光的色散现象
太阳光是白光,它射入、射出棱镜会发生折射,被分解成各种颜色的光,这种现象叫作光的色散。如果用一个白屏来承接,在白屏上就形成一条彩色的光带,颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。说明白光可分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光。可见,白光是由各种色光混合而成的。
知道了光的色散,就能解释雨后彩虹形成的原因。原来,雨后的天空悬浮着大量的细小水珠,太阳光照射到这些小水珠上时,便被分解成不同颜色的光。如果这些色光刚好进入我们的眼睛,我们就能看见绚丽的彩虹了。
2.光的色散的原理:光的折射。白光是由各种色光混合而成的,不同色光的波长不同,在发生折射时的偏折程度不同。红光的偏折程度最小,紫光的偏折程度最大。
二、光的三原色及色光的混合
1.色光的三原色:红、绿、蓝三种颜色的光被称为光的“三原色”,如图所示。
2.色光的混合:把红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合后,可以产生各种颜色的光,而这三种色光都不能由其他色光混合而成。
三、看不见的光(拓展)
红外线
紫外线
概念
可见光谱红端之外的辐射叫作红外线
可见光谱紫端之外的辐射叫作紫外线
特性
①热作用强;
②穿透云雾能力强;
③抗干扰能力强
①能使荧光物质发光;
②杀菌
应用
红外夜视仪、红外探测器、红外遥控器、红外线加热物体
紫外线灭菌、验钞机、适当的紫外线照射可促进骨骼生长
相同点
都是看不见的光
【易错点警示】对红外线与紫外线的认识
(1)红外线和紫外线都是不可见光,不能误认为红外线是红色的光,紫外线是紫色的光。
(2)紫外线灯看起来是淡蓝色的,是因为紫外线灯除了辐射紫外线外,还发出少量的蓝光和紫光.
(3)一切物体都在不停地辐射红外线。
(4)过量的紫外线照射可能致病、致癌。
重要考点例题解析及变式练
考点一、探究光的反射定律
【例题1】(2026山东省)小明用红色激光笔、平面镜等器材探究光的反射定律。
(1)如图甲,将一束激光入射到平面镜的O点,为了看清光在空气中的传播路径,可以采取的方法是__________,显示出光的路径后,观察到一束入射光只对应一束反射光。
(2)为了记录图甲中的光路,将图乙中的纸板A放在镜面上,使A的小缺口对准O点,调整A,直到在A上同时观察到入射光和反射光。小明在两束光路的合适位置各做一个标记点,并将标记点与__________连线、标注方向,即可在A上得到入射光线和反射光线。
(3)保持A板位置不变,调节激光笔,使入射光离开A,从另一个面入射到O点,将图乙中的纸板B与A拼插,调整B直至在B上同时呈现入射光与反射光,此时B与A的交线过O点,记为,如图丙;任意改变入射到O点的光的方向,重复实验,观察到B与A始终相交于。以上实验表明,的空间位置与射向O点的入射光的方向_________(选填“有关”或“无关”)。测量发现与镜面垂直,在物理学中被称为法线。分析现象得到结论:反射光线总在_________所确定的平面内,反射光线和入射光线分别位于法线两侧。
(4)为了探究反射角与入射角的关系,小明继续实验,得到下表数据。
实验次数
1
2
3
4
5
6
入射角/度
10
31
49
58
70
85
反射角/度
10
31
49
59
70
84
分析表中数据得到结论:____________________________________________________________________。
(5)小明总结出光的反射定律后,反思是否只有红光反射时遵循以上规律?为了使实验结论更具有普遍性,他应该_________,继续实验。
【答案】(1)在空气中喷一些烟雾 (2)O点 (3) 无关 入射光线与法线
(4)光反射时,反射角等于入射角 (5)换用不同颜色的激光
【解析】(1)光在均匀空气中传播时路径不可见,通过烟雾等微小颗粒对光的散射,可以显示出光的传播路径。
(2)通过两点确定一条直线,用O点和光路上的标记点连线,即可画出完整的光路图。
(3)无论入射光方向如何改变,B板与A板始终相交于ON,说明ON的位置与入射光方向无关。
ON始终与镜面垂直,这就是法线,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,即反射光线总在入射光线和法线所确定的平面内。
(4)由第1~5次实验可得,反射角都等于入射角,第6次实验和存在的误差,属于实验误差范围,不影响结论。
(5)小明使用的是红色激光笔,为了验证反射定律是否适用于所有颜色的光,需要换用其他颜色的光源进行多次实验,使结论更具普遍性。
【变式练1】用如图所示的装置探究光的反射定律,下列说法正确的是( )
A.图甲中反射角大小为55°
B.使入射光线逐渐靠近法线ON,反射角会逐渐减小
C.图乙中将纸板NOF向后折叠,反射光线会消失
D.我们能在纸板上看到光线,是因为光在纸板上发生了镜面反射
【变式练2】如图所示,在探究光的反射定律的实验中,若将光线逆着的方向射向点,发现光线沿OA射出,这说明在光的反射中,光路是 的。为了得到“反射角等于入射角的大小关系”,本实验需要改变入射角进行多次实验,目的是为了 。
【变式练3】(2026山东烟台)在“探究光的反射定律”实验中,探究过程如下:
方案·证据
(1)①把平面镜放在水平桌面上,将纸板EF____放置在平面镜上;
②打开激光笔,让光沿着纸板EF表面斜射到O点,观察并记录____,如图甲所示;
③多次改变入射光的角度重复上述操作;
④取下纸板,用量角器测量入射光、反射光与ON的夹角,实验数据记录在表格中;
⑤如图乙所示,把纸板的右侧沿ON向后折,再次实验,观察现象。
实验次数
角
角
1
2
3
解释·论证
(2)由步骤②③观察到的现象可以得出什么结论?
(3)在步骤③中为什么要多次改变入射光的角度?
(4)分析表格中的数据可以得出什么结论?
(5)由步骤⑤观察到的现象可以得出什么结论?
交流·评估
(6)实验中纸板的作用是什么?
(7)让光逆着反射光的方向射到镜面 点,会观察到什么现象?
考点二、探究平面镜成像的特点
【例题2】(2026重庆)小渝发现小轿车倾斜的挡风玻璃中有车内物体的像,他进行了如下探究。
(1)将玻璃板适当倾斜模拟挡风玻璃,放置在铺有白纸的水平桌面上,如图甲所示。点亮电子蜡烛A,发现不方便确定像的位置。如图乙所示,将玻璃板调整为竖直放置,用另一支外形______但未点亮的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到与蜡烛A的像______,在白纸上标记蜡烛A和像的位置。
(2)改变蜡烛A的位置重复上述实验,将白纸上像和物的对应点连接,发现连线与玻璃板前表面MN垂直。用______测量像和物到MN的距离,如图丙所示,说明像和物到平面镜的距离______。
(3)根据探究结论,请在图甲中画出烛焰上S点在玻璃板中所成的像S′(保留作图痕迹)。据此,挡风玻璃做成倾斜的可以减少对驾驶的干扰。
【答案】(1) 相同 完全重合 (2) 刻度尺 相等
(3)
【解析】(1)实验中使用与蜡烛A外形相同的蜡烛B,是为了比较像与物的大小关系。移动蜡烛B,直到它与蜡烛A的像完全重合,此时蜡烛B的位置即为像的位置。
(2)测量像和物到平面镜的距离需要使用刻度尺。根据图丙所示数据,物到镜面的距离(如 到 的距离为 )与像到镜面的距离(如 到 的距离为 )相等。
(3)根据平面镜成像的特点,像与物关于镜面对称。作图时,过S点作玻璃板的垂线,并延长至镜后,在延长线上截取 (O为垂足),即可得到像点 。
【变式练1】(2026云南)用如图所示装置探究平面镜成像的特点,下列说法正确的是( )
A. 用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置
B. 蜡烛靠近玻璃板时,像将远离玻璃板
C. 蜡烛远离玻璃板时,像的大小将变大
D. 蜡烛在平面镜中所成的像是实像
【变式练2】利用如图甲所示的器材探究平面镜成像的特点。将茶色玻璃板垂直放置在白纸上,在玻璃板前放一点燃的蜡烛A,将 (选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B放在玻璃板后,接着 (填写操作过程),即可得到蜡烛A像的位置;多次改变A的位置,将白纸沿放置玻璃板的直线折叠,发现点B1和A1,B2和A2,B3和A3基本重合,由此得到像与物关于平面镜的位置关系是 。
【变式练3】(2026四川眉山)古人“以铜为镜”,发现铜镜成像“形影相肖、左右相异”。生活中照镜子时小明也观察到相同现象,于是他用玻璃板、蜡烛和直尺等器材在水平桌面上进行平面镜成像的实验探究。
(1)为保证实验顺利进行,应选用较________(填“薄”或“厚”)的玻璃板;
(2)选用两根完全相同的蜡烛A、B是为了比较像与物的________关系;实验过程中,当他将蜡烛A向玻璃板移动过程中,蜡烛像的大小________(填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)如图乙所示,将光屏放在蜡烛B的位置,然后在________(填“a”或“b”)处进行观察,发现光屏上没有蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是________像;
(4)为了研究像与物的位置关系是不是“左右相异”,现有“F、T、V”三种字母形状的LED光源可供选择,小明应该选择“________”形状光源进行实验。
考点三、光现象辨析
【例题3】(2026四川自贡)许多古诗词中蕴含着光影之妙,下列属于折射现象的是( )
A. 影徒随我身 B. 潭清疑水浅
C. 峰多巧障日 D. 明镜可鉴形
【答案】B
【解析】A. 影子的形成是光沿直线传播遇到不透明物体,在后方形成暗区,属于光的直线传播现象,故A不符合题意;
B. 池底反射的光从水斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看,会觉得池底变浅,属于光的折射现象,故B符合题意;
C. 山峰挡住太阳光,是光沿直线传播被障碍物遮挡,属于光的直线传播现象,故C不符合题意;
D. 镜子成像利用光的反射原理,属于光的反射现象,故D不符合题意。
故选B。
【变式练1】(2026四川眉山)下列光现象中,由光的直线传播形成的是( )
A. 图甲:小孔成像 B. 图乙:放大镜成像
C. 图丙:“折断”的铅笔 D. 图丁:京剧演员照镜子
【变式练2】(2026江苏苏州)在拙政园内的池塘边,游人在树荫下欣赏水中游鱼。树荫是由于光的________形成的,能看到水中的鱼是光的________现象。
【变式练3】下列成语中所涉及的光现象,由光的反射形成的是( )
A.海市蜃楼 B.临川羡鱼 C.一叶障目 D.杯弓蛇影
考点四、光现象四个规律的应用
【例题4】(2026新疆)圭表是我国古代的天文仪器。通过观察正午时表在圭上影子的长度变化来判断节气,这是利用了光的( )
A. 直线传播 B. 反射 C. 折射 D. 色散
【答案】A
【解析】影子是由于光在同种均匀介质中沿直线传播,当光遇到不透明的表时,在圭的背光面形成暗区域,圭表通过影子长度变化判断节气,利用了光的直线传播, 故选A。
【变式练1】(2026江苏连云港)如图所示,被隔板隔开的两个人偶不能直接“看到”对方,但人偶A可以从平面镜中“看到”人偶。人偶_____ (选填“能”或“不能”)从平面镜中“看到”人偶A,理由是_______。
【变式练2】(2026天津)京剧是国家级非物质文化遗产。图1中,京剧演员通过平面镜看到他头饰上的点,图2中能正确表示演员看到点像的光路是( )
A. B. C. D.
【变式练3】冬天,小明往玻璃杯中倒入热水,发现杯口出现了大量的“白气”;过一会儿,小明将一支铅笔插入杯中,发现铅笔好像在水面“折断”了,如图所示。请你解释这两种现象产生的原因。
考点五、光现象作图
【例题5】(2026云南)一束光从空气斜射入玻璃中,请在图甲中画出玻璃中大致的折射光线。
【答案】如图所示
【解析】经过折射点垂直玻璃面作出法线,在法线的右侧作出折射光线,且折射角小于入射角。
【变式练1】大货车周围有很多视野盲区,我们要尽量远离。如图所示是一辆大货车的车头,A点表示货车司机的眼睛,B点表示挡风玻璃下边沿,请画出一条关键光线找到车头正前方的视野盲区,并正确标注光线方向。
【变式练2】如图甲所示,塔式太阳能电站是把许多平面镜按照一定的规律排列起来,把太阳光反射后汇聚到同一位置。请根据图乙中的光路,画出平面镜的位置并标出入射角(平面镜用“”表示,入射角用“i”表示)。
【变式练3】(2026江苏苏州)如图所示,作出物体AB在平面镜中的像。
重难点问题解题思维方法与技巧
一、光现象辨析(重点)方法
熟练掌握光的直线传播现象、光的反射现象、光的折射现象的定义以及对应的生产生活实例是快速解答光现象辨析问题的关键。
1.光的直线传播有关的现象: 光在同种均匀介质中 沿直线传播.
(1)影子:光在传播过程中,遇到不透明的物体,会使物体后面光不能到达的区域形成一个阴暗区域,即物体的影子;
(2)日食和月食
①月食:当地球处于月球和太阳之间时,地球挡住了射向月球的光,由于光沿直线传播,我们能看到月食。
②日食:当月球运行到太阳和地球之间时,由于光沿直线传播,月球就挡住了太阳射向地球的光,我们看到了日食。
(3)小孔成像:给一个带有小孔的板遮挡在光屏与蜡烛之间,光屏上就会形成烛焰倒立的像,我们把这样的现象叫小孔成像。
2.光的反射现象:光从一种介质射向另一种介质的表面时,会有一部分光在介质表面反射回原介质中,这种传播现象叫光的反射。掌握生活中的一些反射现象对于解决光现象辨析问题会非常顺利。
(1)生活中,大部分物体表面反射的都是漫反射,因而才使我们能够从不同方向看清物体。比如,教室黑板用的毛玻璃、投影仪屏幕用的是粗布,其表面反射的都是漫反射,从而使各个方向的人都能字迹或影像;
(2)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”;
(3)水中倒影是最典型的光的反射现象;还有“猴子捞月”、“照镜子”等也都是由光的反射引起的。
紧紧抓住光的反射现象的定义,是快速区分光线的重要根本方法。
3.光的折射现象:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生了偏折,这种现象叫光的折射。
注意:光从空气垂直射入另一种介质时,传播方向不发生改变。
光的折射现象实例:
(1)水中的鱼的位置看起来比实际位置浅一些;由于光的折射,池水看起来比实际的浅一些;因为人们看到的是水中的鱼的虚像,它比鱼的实际位置浅,所以要瞄准看到的“鱼”的下方才能叉到鱼。
(2)水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些;透过厚玻璃看钢笔,笔杆好像弯折了;斜放在水中的筷子好像向下弯折了。
(3)海市蜃楼:夏天,海面附近空气温度较低,密度较大,来自地平线以下远处的物体的光,传播时由于不同高度空气的密度不同而向地面多次弯曲后进入我们的眼中,形成“蜃景”的现象
二、光现象作图(重点)方法
1.光的直线传播规律作图
(1)理论依据
①根据光在同种均匀介质中沿直线传播的特点;
②利用两点决定一条直线的公理。
(2)基本类型
①人眼所能看到的的范围视野.
如:“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉,图中M点表示青蛙。请根据光的直线传播知识画图说明为什么“坐井观天,所见甚小”。(温馨提示:必须标出光的传播方向)
作图的基本方法:光在同种均匀介质中沿直线传播,被井口挡住的光不能进入井中青蛙的眼睛,所以青蛙看不到井口以外的世界,连接井口两侧到青蛙的眼睛,此范围以内为井底青蛙所见范围。
②物体经过小孔所成的像。
如:小李利用自制的针孔照相机看到学校操场上一棵柳树照片的场景,请在图中画出成像光路图并找出针孔的位置O。
作图的基本方法:照片上的像是光的直线传播形成的。柳树上端选一点与照片上树影下端对应点连线,再柳树下端选一点与照片上树影上端对应点连线,两条线交点即为O点,如图所示
2.光的反射作图
(1)已知反射面、入射光线做反射光线(标出反射角等)
作图的基本方法:先过入射点O作出法线,确定入射角的大小,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,如下图所示。
(2)已知反射面、反射光线作入射光线
作图的基本方法:先过入射点作出法线,确定反射角的大小,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,如下图所示。
(3)已知入射光线和反射光线,画出平面镜的位置
作图的基本方法: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。
3.平面镜成像作图
(1)根据平面镜成像特点作图(对称法)
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)作图方法
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。
4. 光的折射作图应注意的问题
(1)要借助工具作图,作图一定要规范。
(2)实际光线画实线,辅助线画虚线。
(3)光线要带箭头,入射光线与折射光线之间不要断开。
(4)作图时应先过入射点作出法线(虚线),当光从空气斜射入玻璃或水等其他介质时,折射角小于入射角;反之,则折射角大于入射角。
(5)作图时,一定要注意:折射角与入射角分居在法线的两侧,而不是同侧。
三、判断物体颜色(难点)的方法
解决这类问题需要分两种情况来研究:
1. 对于透明物体而言,透明物体的颜色由该物体能透过的色光决定。例如,红色玻璃片呈红色,是因为它只能透过红色的光,其他色光被吸收。
2. 对于不透明物体而言
(1)不透明物体的颜色由该物体能反射的色光决定。例如,绿纸呈绿色,是因为它只反射绿色光,而其他色光被吸收。
(2)黑色物体吸收各种色光,不反射任何色光。
(3)白色物体反射所有的色光,不吸收任何色光。
四、解决探究光的反射定律实验(重点)关键点
(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)实验中应选用表面粗糙(粗糙/光滑)白纸板,目的是为了使光在纸板上发生漫反射,便于从各个方向观察光的传播路径。
(4)实验过程中严禁将激光对着人眼,以防灼伤眼睛;
(5)通过镜面对入射光的反射作用,可以看出镜子有改变光路的作用;
(6)本实验是一个归纳性实验,改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据,从而得出普遍规律,避免实验结论的偶然性。
(7)能根据表格数据总结归纳实验结论: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。
(8)“反射角等于入射角”说法中两角前后顺序不可颠倒(先有入射角,才有反射角)。
(9)当光垂直镜面入射时,入射角为0°,反射角也为0°,反射光线与入射光线在同一直线上、方向相反,并不是没有发生反射现象。
五、解决探究平面镜成像的特点实验(重点)关键点
(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,并比较物像的大小关系,原因是玻璃板既能反射光又能透过光,即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛,也能看到点燃的蜡烛所成的像;
(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)实验中,使用两支完全相同的蜡烛,目的是比较像与物体的大小关系;
(6)用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮,便于观察;
(7)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;
(8)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。
(9)若实验中没有白纸,而是用方格纸,用方格纸代替白纸优点:不需要用刻度尺,且可以更直接地比较像与物的位置关系;
(10)平面镜左右平移时,成像位置不变;
(11)观察像时,眼睛应与蜡烛A同侧透过玻璃板观察;
(12)蜡烛点燃情况:前面的蜡烛点燃会有更多的光射向镜面,使成像更清晰。后面的蜡烛不点燃,是为了防止光线太强干扰对像的观察,且像的烛焰与点燃的蜡烛的烛焰不能完全重合,影响实验结论的得出。
第 1 页 共 4 页
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
第三章 光的世界
举一反三单元复习讲义目录
明确课标要求及考点考法.......................................................................................................1
思维导图忆知识结构...............................................................................................................2
单元知识梳理及易错点警示...................................................................................................2
重要考点例题解析及变式练..................................................................................................10
考点一、探究光的反射定律..................................................................................................10
考点二、探究平面镜成像的特点..........................................................................................14
考点三、光现象辨析..............................................................................................................17
考点四、光现象四个规律的应用..........................................................................................19
考点五、光现象作图..............................................................................................................21
重难点问题解题思维方法与技巧..........................................................................................23
一、光现象辨析(重点)方法.............................................................................................23
二、光现象作图(重点)方法.............................................................................................24
三、判断物体颜色(难点)的方法.....................................................................................27
四、解决探究光的反射定律实验(重点)关键点.............................................................27
五、解决探究平面镜成像的特点实验(重点)关键点......................................................28
明确课标要求及考点考法
课标要求
1.探究并了解光的反射定律。通过实验,了解光的折射现象及其特点。
例1:探究并了解光束在平面镜上反射时,反射角与入射角的关系。
例:2:通过光束从空气射入水(或玻璃)中的实验,了解光的折射现象及其特点。
2.探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。
3.通过实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象。
例3:观察红、绿、蓝三束光照射在白墙上重叠部分的颜色。
考点
考法
考点一、探究光的反射定律
可以以选择题、填空题形式考查,以实验题形式考查为主。
考点二、探究平面镜成像的特点
可以以选择题、填空题形式考查,以实验题形式考查为主。
考点三、光现象辨析
常以选择题形式考查。
考点四、光现象四个规律的应用
常以选择题、填空题形式考查。
考点五、光现象作图
常以作图题形式考查,但选择题、实验题中考查作图是一种创新命题方式。有的省市在填空题里也渗透作图。
思维导图忆知识结构
单元知识梳理及易错点警示
知识点一、光的直线传播
一、光源
1. 光源的定义:把正在发光的物体叫做光源。
2. 光源的分类:①自然光源,如:恒星、萤火虫、水母等;②人造光源,如点燃的蜡烛、点亮的小灯泡、正在工作的手电筒等。
说明: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、光的直线传播规律
1. 内容:光在同种均匀介质中沿直线传播。
2.光线定义:为了表示光的传播情况,我们通常用一条带有箭头的直线(如图所示)表示光的传播径迹和方向,这样的直线叫光线。光线实际上是不存在的,是一种物理模型。
3.光沿直线传播的现象
现象
影子
小孔成像
日食
月食
示意图
成因
光遇到不透明的物体时,在物体后面形成一个阴暗的区域
烛焰发出的光经小孔沿直线传播(树林中的光斑是太阳光通过小孔形成的)
当月球转到地球和太阳之间时挡住了一部分太阳射向地球的光
当地球转到月球和太阳之间时挡住了太阳射向月球的光线
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,是迄今为止速度的最大值,在物理学中用c表示,c=2.99792×108m/s。实际常用的数值是: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。
【易错点警示】
1. 对光与声传播特点的正确认识
光的传播,能在透明物质中传播,也能能在真空中传播,光在真空中传播速度最大;声的传播,需要介质,能在固体、液体和气体中传播,真空不能传声,一般情况下固体中声速较大。
两者传播速度都与介质的种类有关。
2. 小孔成像和影子的区别与联系
影子是光照射不到的区域,影子的形成不一定和物体的形状相同,而且影子是黑暗的。通过小孔成的像是光实际照射到的区域,像的形状和物体的形状相同,而且像是亮的。它们的相同点就是都是光的直线传播现象。
知识点二、光的反射
一、光的反射现象
1.反射现象:光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生反射。
2.看到物体的原因
我们能够看到太阳、明亮的日光灯等光源,是因为光源发出的光进入了我们的眼睛,产生视觉。同时,我们也能看到本身不发光的物体,如书、桌子等,是因为光在这些物体表面发生反射,反射的光进入了我们的眼睛,从而产生视觉。
3.光的反射现象的实例:水中的倒影、黑板“反光”、自行车的尾灯、照镜子、汽车后视镜等。
4.光的反射现象的光路图中涉及的几个基本概念
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
二、探究光的反射规律实验课例
【实验猜想】(1)光的反射光线、入射光线与镜面的夹角相等;(2)反射光线和入射光线关于法线是对称的。
【实验器材】平面镜一块、红色激光笔、直尺、不同颜色的笔、量角器、一张可绕中线折转的白色硬纸片。
【进行实验与收集证据】(1)如图甲所示,把平面镜放在水平桌面上,再将白色硬纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,右侧纸板NOF可绕直线ON旋转;
(2)先将纸板EON和纸板NOF处在同一平面内,然后使入射光贴着纸板沿某一角度射向O点,观察反射光的方向。在硬纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹;
(3)改变光束的入射角度,进行多次实验(寻找普遍规律),换用不同颜色的笔记录每次光的径迹;
(4)取下纸板,用量角器分别测量ON两侧的入射角和反射角的大小,并将数据记录在表格中;
(5)如图乙所示,将纸板NOF向前或向后折转,在纸板上观察反射光的径迹。
实验次数
入射角
反射角
1
60°
60°
2
45°
45°
3
30°
30°
…
【分析论证】(1)当纸板EON和NOF在同一平面内时,能观察到反射光的径迹,且入射光、反射光分居发现两侧,反射光线的方向随着入射光线方向的改变而改变;
(2)分析表中的数据可知,反射角等于入射角。反射角随着入射角的减小而减小;
(3)把纸板NOF向前折或向后折时,观察不到反射光的径迹,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【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。
三、光的反射现象类型:镜面反射和漫反射
镜面反射
漫反射
定义
一束平行光照射到光洁平整的表面上,反射光也平行射出的反射现象
一束平行光照射到凹凸不平的表面上,反射光向各个方向射出的反射现象
图示
反射面
光滑
凹凸不平
反射光的特点
仍然平行
反射光向各个方向
实例
“光污染”、水面反光、玻璃幕墙等
电影银幕、桌上的书等
相同点
都遵循光的反射定律
【易错点警示】认为镜面反射遵守光的反射定律,漫反射不遵守。
(1)我们能从不同方向看到书上的字,是因为光在纸面上发生了漫反射;
(2)物体发出或反射的光浸入人眼越多,人眼就会感觉该物体越亮。所以,当发生镜面反射时,如果反射光正好进入人眼,人就会感觉镜面特别亮;
(3)无论镜面反射还是漫反射,都遵循光的反射定律。
知识点三、平面镜成像
一、探究平面镜成像特点实验的课例
【提出问题】平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系。
【实验方法】等效替代法
【猜想与假设】平面镜所成的像的大小可能与物体的大小相等,像到平面镜的距离可能物体到平面镜的距离相等。
【实验器材】薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支相同的蜡烛、刻度尺、白纸等。
【设计并进行实验】(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块薄的玻璃板作为平面镜,在纸上沿着玻璃板画一条直线,这条直线代表玻璃板的位置;
(2)如图所示,把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,透过玻璃板进行观察,可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蜡烛(未点燃),竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那个蜡烛的像的位置;
(3)在纸上记录下两支蜡烛的位置,并注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同;
(4)移动点燃的蜡烛,重做实验;
(5)用直线把两次实验中的蜡烛和它的像在纸上的位置连接起来,用量角器测量蜡烛和像连线与镜面的夹角;
(6)用刻度尺分别测量蜡烛和像到玻璃板的距离,将测得的数据记录在表格中
【实验数据】薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支相同的蜡烛、刻度尺、白纸等。
次数
蜡烛到平面镜的距离
蜡烛的像到平面镜的距离/cm
蜡烛的像与蜡烛的大小关系
蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面位置的关系
1
10
10
等大
垂直
2
15
15
等大
垂直
3
20
20
等大
垂直
4
25
25
等大
垂直
【分析论证】(1)未点燃的蜡烛可以与点燃的蜡烛的像完全重合,说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等;
(2)由实验数据可知,蜡烛和它的像的连线与镜面垂直,蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等。
【实验结论】平面镜成像的特点:平面镜所成像的大小与物体大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物体的连线与平面镜垂直,即平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
二、平面镜成像的特点
1.平面镜成像的原理:光的反射。
2.实像和虚像
(1)实像:是实际光线会聚而成的,能(能/不能)用光屏承接到。
(2)虚像:不是由实际光线会聚成的,而是实际光线的反向延长线相交而成的,不能(能/不能)用光屏承接到。
3.平面镜成虚像原理
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。
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)。
【易错点警示】
1. 正确理解平面镜成像的大小问题
(1)平面镜成像大小只与物体大小有关,与物体距平面镜的距离、平面镜的大小及薄厚都无关。
(2)物体向“平面镜”靠近时,会发现“平面镜”中物体的像“变大”,远离时像在“变小”,这是由于眼睛看物体的视角在变化,造成视觉的假象,像的实际大小是不变。
2. 认为平面镜所成的像用实线画清楚,不必用虚线画
(1)实际光线要画成实线,并用箭头表示光的传播方向,反向延长线要画成虚线;实物用实线表示,虚像用虚线表示;法线用虚线表示;因为平面镜所成的像是实际光线的反向延长线交点形成,所以必须用虚线画。
(2)实物和虚像要标注上对应的字母,并用上下标区分。
知识点四、光的折射
一、光的折射
1.光的折射定义: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.光的折射现象中涉及的基本概念“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
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居法线两侧;光从空气斜射入水或其他介质时,折射角小于入射角;光从水或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。
二、生活中的折射现象
现象1. 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。
现象2. 池底变“浅”(渔民叉鱼等):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)
现象3.“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
现象4.“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
知识点五、光的色散
一、光的色散
1.光的色散现象
太阳光是白光,它射入、射出棱镜会发生折射,被分解成各种颜色的光,这种现象叫作光的色散。如果用一个白屏来承接,在白屏上就形成一条彩色的光带,颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。说明白光可分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光。可见,白光是由各种色光混合而成的。
知道了光的色散,就能解释雨后彩虹形成的原因。原来,雨后的天空悬浮着大量的细小水珠,太阳光照射到这些小水珠上时,便被分解成不同颜色的光。如果这些色光刚好进入我们的眼睛,我们就能看见绚丽的彩虹了。
2.光的色散的原理:光的折射。白光是由各种色光混合而成的,不同色光的波长不同,在发生折射时的偏折程度不同。红光的偏折程度最小,紫光的偏折程度最大。
二、光的三原色及色光的混合
1.色光的三原色:红、绿、蓝三种颜色的光被称为光的“三原色”,如图所示。
2.色光的混合:把红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合后,可以产生各种颜色的光,而这三种色光都不能由其他色光混合而成。
三、看不见的光(拓展)
红外线
紫外线
概念
可见光谱红端之外的辐射叫作红外线
可见光谱紫端之外的辐射叫作紫外线
特性
①热作用强;
②穿透云雾能力强;
③抗干扰能力强
①能使荧光物质发光;
②杀菌
应用
红外夜视仪、红外探测器、红外遥控器、红外线加热物体
紫外线灭菌、验钞机、适当的紫外线照射可促进骨骼生长
相同点
都是看不见的光
【易错点警示】对红外线与紫外线的认识
(1)红外线和紫外线都是不可见光,不能误认为红外线是红色的光,紫外线是紫色的光。
(2)紫外线灯看起来是淡蓝色的,是因为紫外线灯除了辐射紫外线外,还发出少量的蓝光和紫光.
(3)一切物体都在不停地辐射红外线。
(4)过量的紫外线照射可能致病、致癌。
重要考点例题解析及变式练
考点一、探究光的反射定律
【例题1】(2026山东省)小明用红色激光笔、平面镜等器材探究光的反射定律。
(1)如图甲,将一束激光入射到平面镜的O点,为了看清光在空气中的传播路径,可以采取的方法是__________,显示出光的路径后,观察到一束入射光只对应一束反射光。
(2)为了记录图甲中的光路,将图乙中的纸板A放在镜面上,使A的小缺口对准O点,调整A,直到在A上同时观察到入射光和反射光。小明在两束光路的合适位置各做一个标记点,并将标记点与__________连线、标注方向,即可在A上得到入射光线和反射光线。
(3)保持A板位置不变,调节激光笔,使入射光离开A,从另一个面入射到O点,将图乙中的纸板B与A拼插,调整B直至在B上同时呈现入射光与反射光,此时B与A的交线过O点,记为,如图丙;任意改变入射到O点的光的方向,重复实验,观察到B与A始终相交于。以上实验表明,的空间位置与射向O点的入射光的方向_________(选填“有关”或“无关”)。测量发现与镜面垂直,在物理学中被称为法线。分析现象得到结论:反射光线总在_________所确定的平面内,反射光线和入射光线分别位于法线两侧。
(4)为了探究反射角与入射角的关系,小明继续实验,得到下表数据。
实验次数
1
2
3
4
5
6
入射角/度
10
31
49
58
70
85
反射角/度
10
31
49
59
70
84
分析表中数据得到结论:____________________________________________________________________。
(5)小明总结出光的反射定律后,反思是否只有红光反射时遵循以上规律?为了使实验结论更具有普遍性,他应该_________,继续实验。
【答案】(1)在空气中喷一些烟雾 (2)O点 (3) 无关 入射光线与法线
(4)光反射时,反射角等于入射角 (5)换用不同颜色的激光
【解析】(1)光在均匀空气中传播时路径不可见,通过烟雾等微小颗粒对光的散射,可以显示出光的传播路径。
(2)通过两点确定一条直线,用O点和光路上的标记点连线,即可画出完整的光路图。
(3)无论入射光方向如何改变,B板与A板始终相交于ON,说明ON的位置与入射光方向无关。
ON始终与镜面垂直,这就是法线,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,即反射光线总在入射光线和法线所确定的平面内。
(4)由第1~5次实验可得,反射角都等于入射角,第6次实验和存在的误差,属于实验误差范围,不影响结论。
(5)小明使用的是红色激光笔,为了验证反射定律是否适用于所有颜色的光,需要换用其他颜色的光源进行多次实验,使结论更具普遍性。
【变式练1】用如图所示的装置探究光的反射定律,下列说法正确的是( )
A.图甲中反射角大小为55°
B.使入射光线逐渐靠近法线ON,反射角会逐渐减小
C.图乙中将纸板NOF向后折叠,反射光线会消失
D.我们能在纸板上看到光线,是因为光在纸板上发生了镜面反射
【答案】B
【解析】A.图甲中入射光线与镜面的夹角为55°,则入射角大小为
反射角等于入射角,则反射角大小为35°,故A错误;
B.因为反射角等于入射角,所以图甲中入射角增大10°,反射角将增大10°,故B正确;
C.为了探究“反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内”,图乙中将纸板NOF向后折叠,此时看不到反射光线,但反射光线仍然是存在的,故C错误;
D.我们能在纸板上看到光线,是因为光在纸板上发生了漫反射,故D错误。
故选B。
【变式练2】如图所示,在探究光的反射定律的实验中,若将光线逆着的方向射向点,发现光线沿OA射出,这说明在光的反射中,光路是 的。为了得到“反射角等于入射角的大小关系”,本实验需要改变入射角进行多次实验,目的是为了 。
【答案】 可逆 寻找普遍规律避免偶然性
【解析】让光线逆着OB的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OA方向射出,即入射光线沿着原来反射光线的路径入射,则反射光线沿着原来入射光线的路径射出,说明在反射现象中,光路是可逆的;为避免实验的偶然性,可以改变入射光线的方向,再观测几组入射角和反射角,为了多次实验可以归纳出一般性结论,即寻找光反射的普遍规律。
【变式练3】(2026山东烟台)在“探究光的反射定律”实验中,探究过程如下:
方案·证据
(1)①把平面镜放在水平桌面上,将纸板EF____放置在平面镜上;
②打开激光笔,让光沿着纸板EF表面斜射到O点,观察并记录____,如图甲所示;
③多次改变入射光的角度重复上述操作;
④取下纸板,用量角器测量入射光、反射光与ON的夹角,实验数据记录在表格中;
⑤如图乙所示,把纸板的右侧沿ON向后折,再次实验,观察现象。
实验次数
角
角
1
2
3
解释·论证
(2)由步骤②③观察到的现象可以得出什么结论?
(3)在步骤③中为什么要多次改变入射光的角度?
(4)分析表格中的数据可以得出什么结论?
(5)由步骤⑤观察到的现象可以得出什么结论?
交流·评估
(6)实验中纸板的作用是什么?
(7)让光逆着反射光的方向射到镜面 点,会观察到什么现象?
【答案】(1) 垂直##竖直 反射光线和入射光线的传播路径
(2)光发生反射时,反射光线与入射光线分居法线两侧
(3)避免单次实验的偶然性,得到普遍适用的光的反射规律,使结论更具普遍性
(4)光发生反射时,反射角等于入射角
(5)光发生反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内
(6)①显示光的传播路径;②方便探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
(7)会观察到反射光沿着原来入射光线的方向射出,说明反射现象中光路是可逆的
【解析】(1)实验需要法线(垂直平面镜)落在纸板平面内,才能在纸板上呈现光路,因此纸板需要垂直/竖直放在平面镜上;
记录反射光线和入射光线的传播路径后,后续才能取下纸板测量入射角和反射角。
(2)改变入射角度后,始终能观察到反射光线出现在法线的另一侧,由此得出该结论:光发生反射时,反射光线与入射光线分居法线两侧。
(3)略
(4)表格中三组实验数据均显示反射角和入射角大小相等,由此得出该结论:光发生反射时,反射角等于入射角。
(5)纸板右侧向后折后,无法在折叠的纸板上观察到反射光线,说明只有反射光线、入射光线、法线在同一平面内,才能呈现反射光线,由此得出结论:光发生反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(6)纸板的作用:①显示光的传播路径;②方便探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
(7)略
考点二、探究平面镜成像的特点
【例题2】(2026重庆)小渝发现小轿车倾斜的挡风玻璃中有车内物体的像,他进行了如下探究。
(1)将玻璃板适当倾斜模拟挡风玻璃,放置在铺有白纸的水平桌面上,如图甲所示。点亮电子蜡烛A,发现不方便确定像的位置。如图乙所示,将玻璃板调整为竖直放置,用另一支外形______但未点亮的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到与蜡烛A的像______,在白纸上标记蜡烛A和像的位置。
(2)改变蜡烛A的位置重复上述实验,将白纸上像和物的对应点连接,发现连线与玻璃板前表面MN垂直。用______测量像和物到MN的距离,如图丙所示,说明像和物到平面镜的距离______。
(3)根据探究结论,请在图甲中画出烛焰上S点在玻璃板中所成的像S′(保留作图痕迹)。据此,挡风玻璃做成倾斜的可以减少对驾驶的干扰。
【答案】(1) 相同 完全重合 (2) 刻度尺 相等
(3)
【解析】(1)实验中使用与蜡烛A外形相同的蜡烛B,是为了比较像与物的大小关系。移动蜡烛B,直到它与蜡烛A的像完全重合,此时蜡烛B的位置即为像的位置。
(2)测量像和物到平面镜的距离需要使用刻度尺。根据图丙所示数据,物到镜面的距离(如 到 的距离为 )与像到镜面的距离(如 到 的距离为 )相等。
(3)根据平面镜成像的特点,像与物关于镜面对称。作图时,过S点作玻璃板的垂线,并延长至镜后,在延长线上截取 (O为垂足),即可得到像点 。
【变式练1】(2026云南)用如图所示装置探究平面镜成像的特点,下列说法正确的是( )
A. 用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置
B. 蜡烛靠近玻璃板时,像将远离玻璃板
C. 蜡烛远离玻璃板时,像的大小将变大
D. 蜡烛在平面镜中所成的像是实像
【答案】A
【解析】A.玻璃板是透明的,实验中用玻璃板代替平面镜,可以在观察到前方蜡烛像的同时,观察到玻璃板后方的蜡烛,便于确定像的位置,故A正确;
B.根据平面镜成像特点,像与物体到平面镜的距离相等,蜡烛靠近玻璃板时,像也会靠近玻璃板,故B错误;
C.根据平面镜成像特点,像的大小与物体的大小始终相等,蜡烛远离玻璃板时,蜡烛本身大小不变,因此像的大小也不变,故C错误;
D.平面镜所成的像是由光的反射形成的虚像,不能用光屏承接,故D错误。故选 A。
【变式练2】利用如图甲所示的器材探究平面镜成像的特点。将茶色玻璃板垂直放置在白纸上,在玻璃板前放一点燃的蜡烛A,将 (选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B放在玻璃板后,接着 (填写操作过程),即可得到蜡烛A像的位置;多次改变A的位置,将白纸沿放置玻璃板的直线折叠,发现点B1和A1,B2和A2,B3和A3基本重合,由此得到像与物关于平面镜的位置关系是 。
【答案】 未点燃 人眼在A侧观察,移动蜡烛B,直至与A的像重合 对称
【解析】为使得明暗对比更强烈,成像更清晰,玻璃板后的蜡烛B不点燃。
实验中将茶色玻璃板垂直放置在白纸上,在玻璃板前放一点燃的蜡烛A,将未点燃的蜡烛B放在玻璃板后,接着人眼在A侧观察,移动蜡烛B,直至与A的像重合,蜡烛B替代了蜡烛A的像,此时蜡烛B的位置即为像的位置。
多次改变A的位置,将白纸沿放置玻璃板的直线折叠,发现点B1和A1,B2和A2,B3和A3基本重合,说明像的大小与物体的大小是相等的,像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等,像与物体的连线与镜面是垂直的,即像与物关于平面镜对称。
【变式练3】(2026四川眉山)古人“以铜为镜”,发现铜镜成像“形影相肖、左右相异”。生活中照镜子时小明也观察到相同现象,于是他用玻璃板、蜡烛和直尺等器材在水平桌面上进行平面镜成像的实验探究。
(1)为保证实验顺利进行,应选用较________(填“薄”或“厚”)的玻璃板;
(2)选用两根完全相同的蜡烛A、B是为了比较像与物的________关系;实验过程中,当他将蜡烛A向玻璃板移动过程中,蜡烛像的大小________(填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)如图乙所示,将光屏放在蜡烛B的位置,然后在________(填“a”或“b”)处进行观察,发现光屏上没有蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是________像;
(4)为了研究像与物的位置关系是不是“左右相异”,现有“F、T、V”三种字母形状的LED光源可供选择,小明应该选择“________”形状光源进行实验。
【答案】(1)薄 (2) 大小 不变 (3) b 虚 (4)F
【解析】(1)厚玻璃板的两个面都会反射成像,会出现两个像,干扰实验判断,薄玻璃板可以减小这种误差。
(2)因为A、B完全相同,B能和A的像完全重合,就直接证明平面镜所成的像和物体大小相等,所以两根等大蜡烛的作用是对比像和物的大小关系。
平面镜成像时像与物大小始终相等,所以蜡烛 A 向玻璃板移动过程中,蜡烛像的大小不变。
(3)虚像不是实际光线会聚形成,不能用光屏承接;实像由真实光线会聚,光屏上能直接呈现。
在a处观察,透过玻璃看到的是玻璃板反射形成的像,要检验光屏上有没有像,必须站在玻璃板后侧的b处,直接观察光屏;光屏承接不到像,说明平面镜成的是虚像。
(4)F左右不对称,能明显观察到左右相反的成像特点;T、V左右对称,无法直观看出 “左右相异” 的效果。
考点三、光现象辨析
【例题3】(2026四川自贡)许多古诗词中蕴含着光影之妙,下列属于折射现象的是( )
A. 影徒随我身 B. 潭清疑水浅
C. 峰多巧障日 D. 明镜可鉴形
【答案】B
【解析】A. 影子的形成是光沿直线传播遇到不透明物体,在后方形成暗区,属于光的直线传播现象,故A不符合题意;
B. 池底反射的光从水斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看,会觉得池底变浅,属于光的折射现象,故B符合题意;
C. 山峰挡住太阳光,是光沿直线传播被障碍物遮挡,属于光的直线传播现象,故C不符合题意;
D. 镜子成像利用光的反射原理,属于光的反射现象,故D不符合题意。
故选B。
【变式练1】(2026四川眉山)下列光现象中,由光的直线传播形成的是( )
A. 图甲:小孔成像 B. 图乙:放大镜成像
C. 图丙:“折断”的铅笔 D. 图丁:京剧演员照镜子
【答案】A
【解析】A.小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播,经过小孔后在光屏上形成倒立实像,是光的直线传播形成的,故A符合题意;
B.放大镜是凸透镜,成像是利用光的折射,不符合要求,故B不符合题意;
C.水中铅笔看起来“折断”,是光从水斜射入空气时发生折射形成的虚像,属于光的折射,不符合要求,故C不符合题意;
D.照镜子是平面镜成像,原理是光的反射,不符合要求,故D不符合题意。
故选A。
【变式练2】(2026江苏苏州)在拙政园内的池塘边,游人在树荫下欣赏水中游鱼。树荫是由于光的________形成的,能看到水中的鱼是光的________现象。
【答案】 直线传播 折射
【解析】当光被不透明的树叶遮挡时,在地面形成树荫,因此该现象是光的直线传播形成的;水中鱼反射的光从水斜射入空气时发生偏折,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线看到鱼的虚像,这是光的折射现象。
【变式练3】下列成语中所涉及的光现象,由光的反射形成的是( )
A.海市蜃楼 B.临川羡鱼 C.一叶障目 D.杯弓蛇影
【答案】D
【解析】A.海市蜃楼是由于光在不均匀的大气中传播时发生折射形成的虚像,不是光的反射现象,故A不符合题意;
B.看到水中的鱼,是光从水中斜射入空气中时发生折射,我们看到的是鱼的虚像,属于光的折射现象,并非光的反射,故B不符合题意;
C.“一叶障目”是因为光沿直线传播,树叶挡住了光线,所以看不到后面的物体,和光的反射无关,故C不符合题意;
D.“杯弓蛇影”是弓在酒中的倒影,倒影属于平面镜成像,而平面镜成像是光的反射形成的,所以该现象由光的反射形成,故D符合题意。故选D。
考点四、光现象四个规律的应用
【例题4】(2026新疆)圭表是我国古代的天文仪器。通过观察正午时表在圭上影子的长度变化来判断节气,这是利用了光的( )
A. 直线传播 B. 反射 C. 折射 D. 色散
【答案】A
【解析】影子是由于光在同种均匀介质中沿直线传播,当光遇到不透明的表时,在圭的背光面形成暗区域,圭表通过影子长度变化判断节气,利用了光的直线传播, 故选A。
【变式练1】(2026江苏连云港)如图所示,被隔板隔开的两个人偶不能直接“看到”对方,但人偶A可以从平面镜中“看到”人偶。人偶_____ (选填“能”或“不能”)从平面镜中“看到”人偶A,理由是_______。
【答案】 能 在光的反射现象中,光路是可逆的
【解析】人偶A能从平面镜中看到人偶B,说明B反射的光经平面镜反射后能进入A的眼睛;根据光的反射中光路可逆的,A反射的光经平面镜反射后也能进入B的眼睛,因此人偶B也能从平面镜中看到人偶A。
【变式练2】(2026天津)京剧是国家级非物质文化遗产。图1中,京剧演员通过平面镜看到他头饰上的点,图2中能正确表示演员看到点像的光路是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】演员能通过平面镜看到A点的像,本质是A点的光经平面镜反射后,进入演员的眼睛,因此光路方向为光从A出发,射向平面镜,反射后进入人眼,箭头方向需要符合这个传播方向,同时像与物关于平面镜对称。故选C。
【变式练3】冬天,小明往玻璃杯中倒入热水,发现杯口出现了大量的“白气”;过一会儿,小明将一支铅笔插入杯中,发现铅笔好像在水面“折断”了,如图所示。请你解释这两种现象产生的原因。
【答案】见解析
【解析】“白气”是由温度较高的水蒸气遇冷液化形成的小水珠;笔在水面“折断”是因为光从水中斜射入空气中时,在水面发生折射,折射光线向远离法线的方向偏折,眼睛逆着折射光线看到的是铅笔变高的虚像,所以铅笔看起来好像在水面“折断”了。
考点五、光现象作图
【例题5】(2026云南)一束光从空气斜射入玻璃中,请在图甲中画出玻璃中大致的折射光线。
【答案】如图所示
【解析】经过折射点垂直玻璃面作出法线,在法线的右侧作出折射光线,且折射角小于入射角。
【变式练1】大货车周围有很多视野盲区,我们要尽量远离。如图所示是一辆大货车的车头,A点表示货车司机的眼睛,B点表示挡风玻璃下边沿,请画出一条关键光线找到车头正前方的视野盲区,并正确标注光线方向。
【答案】如图所示
【解析】由于光在同种均匀介质中是沿直线传播,连接AB并向下延长,光的方向是进入人的眼睛中,如图所示:
【变式练2】如图甲所示,塔式太阳能电站是把许多平面镜按照一定的规律排列起来,把太阳光反射后汇聚到同一位置。请根据图乙中的光路,画出平面镜的位置并标出入射角(平面镜用“”表示,入射角用“i”表示)。
【答案】如图所示
【解析】由光反射定律知,反射角等于入射角,所以先作出反射光线与入射光线的夹角的平分线,即为法线,然后再过入射点作这个角平分线的垂线即为平面镜的位置,入射角i是入射光线与法线的夹角,如图所示:
【变式练3】(2026江苏苏州)如图所示,作出物体AB在平面镜中的像。
【答案】如图所示
【解析】平面镜成像中,物与像关于平面镜对称,因此作A、B关于平面镜的对称点、,连接、,即为物体AB在平面镜中的像。据此作图。
重难点问题解题思维方法与技巧
一、光现象辨析(重点)方法
熟练掌握光的直线传播现象、光的反射现象、光的折射现象的定义以及对应的生产生活实例是快速解答光现象辨析问题的关键。
1.光的直线传播有关的现象: 光在同种均匀介质中 沿直线传播.
(1)影子:光在传播过程中,遇到不透明的物体,会使物体后面光不能到达的区域形成一个阴暗区域,即物体的影子;
(2)日食和月食
①月食:当地球处于月球和太阳之间时,地球挡住了射向月球的光,由于光沿直线传播,我们能看到月食。
②日食:当月球运行到太阳和地球之间时,由于光沿直线传播,月球就挡住了太阳射向地球的光,我们看到了日食。
(3)小孔成像:给一个带有小孔的板遮挡在光屏与蜡烛之间,光屏上就会形成烛焰倒立的像,我们把这样的现象叫小孔成像。
2.光的反射现象:光从一种介质射向另一种介质的表面时,会有一部分光在介质表面反射回原介质中,这种传播现象叫光的反射。掌握生活中的一些反射现象对于解决光现象辨析问题会非常顺利。
(1)生活中,大部分物体表面反射的都是漫反射,因而才使我们能够从不同方向看清物体。比如,教室黑板用的毛玻璃、投影仪屏幕用的是粗布,其表面反射的都是漫反射,从而使各个方向的人都能字迹或影像;
(2)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”;
(3)水中倒影是最典型的光的反射现象;还有“猴子捞月”、“照镜子”等也都是由光的反射引起的。
紧紧抓住光的反射现象的定义,是快速区分光线的重要根本方法。
3.光的折射现象:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生了偏折,这种现象叫光的折射。
注意:光从空气垂直射入另一种介质时,传播方向不发生改变。
光的折射现象实例:
(1)水中的鱼的位置看起来比实际位置浅一些;由于光的折射,池水看起来比实际的浅一些;因为人们看到的是水中的鱼的虚像,它比鱼的实际位置浅,所以要瞄准看到的“鱼”的下方才能叉到鱼。
(2)水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些;透过厚玻璃看钢笔,笔杆好像弯折了;斜放在水中的筷子好像向下弯折了。
(3)海市蜃楼:夏天,海面附近空气温度较低,密度较大,来自地平线以下远处的物体的光,传播时由于不同高度空气的密度不同而向地面多次弯曲后进入我们的眼中,形成“蜃景”的现象
二、光现象作图(重点)方法
1.光的直线传播规律作图
(1)理论依据
①根据光在同种均匀介质中沿直线传播的特点;
②利用两点决定一条直线的公理。
(2)基本类型
①人眼所能看到的的范围视野.
如:“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉,图中M点表示青蛙。请根据光的直线传播知识画图说明为什么“坐井观天,所见甚小”。(温馨提示:必须标出光的传播方向)
作图的基本方法:光在同种均匀介质中沿直线传播,被井口挡住的光不能进入井中青蛙的眼睛,所以青蛙看不到井口以外的世界,连接井口两侧到青蛙的眼睛,此范围以内为井底青蛙所见范围。
②物体经过小孔所成的像。
如:小李利用自制的针孔照相机看到学校操场上一棵柳树照片的场景,请在图中画出成像光路图并找出针孔的位置O。
作图的基本方法:照片上的像是光的直线传播形成的。柳树上端选一点与照片上树影下端对应点连线,再柳树下端选一点与照片上树影上端对应点连线,两条线交点即为O点,如图所示
2.光的反射作图
(1)已知反射面、入射光线做反射光线(标出反射角等)
作图的基本方法:先过入射点O作出法线,确定入射角的大小,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,如下图所示。
(2)已知反射面、反射光线作入射光线
作图的基本方法:先过入射点作出法线,确定反射角的大小,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,如下图所示。
(3)已知入射光线和反射光线,画出平面镜的位置
作图的基本方法: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。
3.平面镜成像作图
(1)根据平面镜成像特点作图(对称法)
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)作图方法
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。
4. 光的折射作图应注意的问题
(1)要借助工具作图,作图一定要规范。
(2)实际光线画实线,辅助线画虚线。
(3)光线要带箭头,入射光线与折射光线之间不要断开。
(4)作图时应先过入射点作出法线(虚线),当光从空气斜射入玻璃或水等其他介质时,折射角小于入射角;反之,则折射角大于入射角。
(5)作图时,一定要注意:折射角与入射角分居在法线的两侧,而不是同侧。
三、判断物体颜色(难点)的方法
解决这类问题需要分两种情况来研究:
1. 对于透明物体而言,透明物体的颜色由该物体能透过的色光决定。例如,红色玻璃片呈红色,是因为它只能透过红色的光,其他色光被吸收。
2. 对于不透明物体而言
(1)不透明物体的颜色由该物体能反射的色光决定。例如,绿纸呈绿色,是因为它只反射绿色光,而其他色光被吸收。
(2)黑色物体吸收各种色光,不反射任何色光。
(3)白色物体反射所有的色光,不吸收任何色光。
四、解决探究光的反射定律实验(重点)关键点
(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)实验中应选用表面粗糙(粗糙/光滑)白纸板,目的是为了使光在纸板上发生漫反射,便于从各个方向观察光的传播路径。
(4)实验过程中严禁将激光对着人眼,以防灼伤眼睛;
(5)通过镜面对入射光的反射作用,可以看出镜子有改变光路的作用;
(6)本实验是一个归纳性实验,改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据,从而得出普遍规律,避免实验结论的偶然性。
(7)能根据表格数据总结归纳实验结论: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。
(8)“反射角等于入射角”说法中两角前后顺序不可颠倒(先有入射角,才有反射角)。
(9)当光垂直镜面入射时,入射角为0°,反射角也为0°,反射光线与入射光线在同一直线上、方向相反,并不是没有发生反射现象。
五、解决探究平面镜成像的特点实验(重点)关键点
(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,并比较物像的大小关系,原因是玻璃板既能反射光又能透过光,即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛,也能看到点燃的蜡烛所成的像;
(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)实验中,使用两支完全相同的蜡烛,目的是比较像与物体的大小关系;
(6)用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮,便于观察;
(7)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;
(8)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。
(9)若实验中没有白纸,而是用方格纸,用方格纸代替白纸优点:不需要用刻度尺,且可以更直接地比较像与物的位置关系;
(10)平面镜左右平移时,成像位置不变;
(11)观察像时,眼睛应与蜡烛A同侧透过玻璃板观察;
(12)蜡烛点燃情况:前面的蜡烛点燃会有更多的光射向镜面,使成像更清晰。后面的蜡烛不点燃,是为了防止光线太强干扰对像的观察,且像的烛焰与点燃的蜡烛的烛焰不能完全重合,影响实验结论的得出。
第 1 页 共 4 页
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。