第四章光現(xiàn)象 1 光源 1 概念 能夠發(fā)光的物體叫光源 2 分類 自然光源 如太陽 螢火蟲 閃電等 人造光源 如點燃的蠟燭 發(fā)光的燈泡 篝火等 光的直線傳播 高頻考點 備注 判斷是否為光源的關(guān)鍵是看該物體能否自行發(fā)光 不發(fā)光的物體一定不是光源 而有些物體本身并不發(fā)光 但它們能反射太陽光或其他光源射出的光 好像它們也發(fā)光一樣 如月球 玻璃幕墻 電影銀幕 寶石等 它們并不是光源 2 光的直線傳播 1 光可以在空氣 水和玻璃等透明物質(zhì)中傳播 這些物質(zhì)叫做介質(zhì) 2 條件 光在 介質(zhì)中沿直線傳播 3 光線 為了表示光的傳播情況 我們通常用一條帶有 的直線表示光傳播的徑跡和 這樣的直線叫做光線 4 光直線傳播的應(yīng)用如 影子的形成 小孔成像 日食 射擊瞄準(zhǔn)等現(xiàn)象 同種均勻 箭頭 方向 備注 在小孔成像中 物體通過小孔成一個倒立的實像 是由實際光線形成的 像的形狀只跟孔的形狀相似 跟物體的形狀無關(guān) 像的大小跟物體到小孔的距離和光屏到小孔的距離有關(guān) 真空 3 108 備注 光線不是真實存在的 它只是一種物理模型 而光是真實存在的 光的反射 備注 對光的反射定律的理解 1 注意定律中的因果關(guān)系 先有入射 后有反射 反射光線是隨著入射光線的改變而改變的 所以敘述反射定律內(nèi)容時必須先說反射 后說入射 即不能把 反射角等于入射角 說成 入射角等于反射角 2 反射光線隨入射光線的改變而改變 入射光線 靠近 或 遠(yuǎn)離 法線 反射光線也相應(yīng)地 靠近 或 遠(yuǎn)離 法線 即反射角隨入射角的增大而增大 隨入射角的減小而減小 3 當(dāng)光線垂直鏡面入射時 入射角為0 反射角也為0 反射光線與入射光線在同一直線上 方向相反 并不是沒有發(fā)生反射 3 可逆性在反射現(xiàn)象中 光路是可逆的 4 光的反射類型 1 鏡面反射 鏡面很光滑 一束平行光照射到鏡面上后 會被平行地反射 這種反射叫做鏡面反射 如圖甲所示 2 漫反射 凹凸不平的表面會把平行的入射光線向著四面八方反射 這種反射叫做漫反射 如圖乙所示 備注 鏡面反射與漫反射的異同 平面鏡成像特點 高頻考點 光的反射 4 平面鏡的應(yīng)用 1 利用平面鏡改變光的傳播方向 如潛望鏡 光纖等 2 利用平面鏡可以成像 如穿衣鏡等 5 凸面鏡和凹面鏡 1 凸面鏡 對光有 作用 起到擴(kuò)大視野的作用 應(yīng)用 汽車后視鏡 路口的反光鏡 2 凹面鏡 對光有 作用 起到會聚光能的作用 應(yīng)用 太陽灶 汽車前燈的反光裝置 發(fā)散 會聚 備注 利用平面鏡成像特點作圖的注意事項 作圖時法線 光線的延長線 輔助線都要用虛線 平面鏡成的像為虛像 一定要用虛線畫出 反射面 實際光線一定用實線畫出 且光線一定要畫出箭頭 表示光的傳播方向 1 光的折射光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中時 傳播方向會發(fā)生偏折 與 的夾角叫做入射角 與 的夾角叫做折射角 如圖所示 光的折射 高頻考點 入射光線 法線 折射光線 法線 可逆的 備注 光的折射與光的反射的異同相同點 三線共面 兩線分居 折射角 反射角隨對應(yīng)入射角增大而增大 隨對應(yīng)入射角減小而減小 光在反射和折射時 光路都是可逆的 不同點 反射是發(fā)生在同一種透明介質(zhì)中的光現(xiàn)象 是永恒的 而折射是發(fā)生在兩種透明介質(zhì)中的光現(xiàn)象 有折射一定有反射 但有反射不一定有折射 反射角始終等于對應(yīng)的入射角 而折射角與對應(yīng)的入射角一般不相等 只有當(dāng)光垂直界面入射時 折射角和入射角才相等 且等于零度 1 光的色散太陽光是白光 它通過棱鏡后被分解成各種顏色的光 這種現(xiàn)象叫做光的色散 如果用一個白屏來承接 在白屏上就形成一條彩色的光帶 顏色依次是紅 橙 黃 綠 藍(lán) 靛 紫 2 三原色光的三原色是 顏料的三原色是 黃 3 物體的顏色透明物體的顏色由 決定 不透明物體的顏色由 決定 光的色散 紅 藍(lán) 綠 紅 藍(lán) 它透過的色光 它反射的光 備注 物體的顏色白色的物體可以反射各種顏色的光 白色物體在什么顏色的光的照射下就呈現(xiàn)什么顏色 黑色物體吸收各種顏色的光 不論什么顏色的光照到黑色物體上 物體都呈現(xiàn)黑色 除了黑 白色物體 其他顏色的物體只有在白光和本色光的照射下呈現(xiàn)物體本色 在其他顏色光的照射下 物體都呈現(xiàn)黑色 4 看不見的光 1 紅外線 我們把紅光之外的輻射叫做紅外線 應(yīng)用 紅外線夜視儀 電視遙控器等 2 紫外線 在光譜的紫光以外 還有一種看不見的光 叫做紫外線 紫外線能殺死微生物 使熒光物質(zhì)感光 應(yīng)用 驗鈔機(jī) 紫外線燈等 1 實驗器材 平面鏡 兩塊紙板連接起來的光屏 激光筆 量角器 筆 2 實驗步驟 1 將平面鏡放在水平桌面上 將紙板豎直地立在平面鏡上 2 驗證線的位置關(guān)系 不斷改變?nèi)肷涔饩€的位置 觀察反射光線的變化 3 驗證角的關(guān)系 多次改變?nèi)肷浣堑拇笮?分別測量反射角的大小 保證實驗結(jié)論的普遍性 實驗一 探究光反射時的規(guī)律 4 驗證線的共面關(guān)系 把紙板nof向前折或向后折 在紙板上不能看到反射光線 5 驗證光路的可逆性 將激光筆沿fo入射 可看到反射光線沿oe射出 說明光路是可逆的 3 實驗結(jié)論 反射光線 入射光線和法線在同一平面 反射光線 入射光線分居法線兩側(cè) 反射角等于入射角 注意事項 1 實驗所用的紙板是用來顯示光路的 2 實驗過程中要使紙板與鏡面垂直 3 在確定入射角和反射角的過程中 注意角度是對應(yīng)的光線與法線的夾角 不是光線與反射面的夾角 4 在實驗時 應(yīng)多次改變?nèi)肷浣?從而測出多組反射角 這樣得出的結(jié)論才具有普遍性 為了驗證光的反射定律 小明同學(xué)準(zhǔn)備了一塊平面鏡 一塊畫有法線on的平整硬紙板 其中f可繞接縫on轉(zhuǎn)動 直尺 鉛筆 1 這個實驗還需要的重要器材是 2 硬紙板放在平面鏡上時 要保持與鏡面 針對訓(xùn)練1 量角器 光源 垂直 3 將入射光線ao向法線靠近時 看到反射光線ob 選填 靠近 或 遠(yuǎn)離 法線 4 將紙板e f置于同一平面后 若將一束光貼著紙板f沿bo射到o點 反射光將沿圖中的oa方向射出 說明光在反射時 光路是 的 5 將一束光貼著紙板e沿ao射到o點 若將紙板f向后折 此時在紙板f上看不到反射光 說明了 靠近 可逆 入射光線 法線 反射光線在同一平面內(nèi) 實驗二 探究平面鏡成像的特點1 實驗原理 光的反射 2 實驗器材 薄玻璃板 兩支完全相同的蠟燭 刻度尺 筆 火柴或打火機(jī) 3 實驗方法 等效替代法 4 實驗步驟 1 在桌面上 鋪一張大紙并在其上豎立一塊玻璃板作為平面鏡 把一支點燃的蠟燭放在玻璃板的前面 透過玻璃板看后面的像 2 拿另一支完全相同的不點燃的蠟燭 在玻璃板后面移動 直到和像完全重合 3 用直線把物 像的位置連起來 并用刻度尺分別測量它們到玻璃板的距離 并記錄數(shù)據(jù) 4 將物 像用線連接 測量連線與玻璃板的位置關(guān)系 5 改變點燃的蠟燭的位置 重做上面的實驗 5 實驗結(jié)論 平面鏡所成的像為虛像 像的大小與物體的大小相等 像和物體到平面鏡的距離相等 像和物體的連線與鏡面垂直 利用對稱知識 平面鏡成像規(guī)律也可以表述為 平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對稱 注意事項 1 為了使像更加明顯 實驗時應(yīng)選擇較暗環(huán)境 2 用玻璃板代替平面鏡的原因是玻璃板透明 易于確定像的位置和大小 3 選擇薄玻璃板是為了防止有重影 太厚的玻璃板的前后表面都會成像 會產(chǎn)生重影 4 選用兩支完全相同的蠟燭的原因是便于對比物 像的大小關(guān)系 5 實驗時要求玻璃板豎直放置 否則水平桌面上的蠟燭無法與像重合 6 刻度尺的作用是測量像與物到鏡面的距離 7 在桌子上鋪白紙的目的是便于記下蠟燭 玻璃板和像的位置 從而確定物與像到玻璃板的距離關(guān)系及物 像的連線與鏡面的關(guān)系 8 將另一支未點燃的蠟燭放到點燃的蠟燭所成的像的位置使之完全重合 來確定像的位置 這是應(yīng)用了 等效替代法 9 多做幾次實驗是為了使實驗結(jié)論更具有普遍性 探究 平面鏡成像特點 的實驗時 小夢從實驗室里帶來了兩支完全相同的蠟燭 一塊平面鏡 一塊與平面鏡大小相同的透明簿玻璃板 一塊與平面鏡大小相同的透明厚玻璃板 一把刻度尺 針對訓(xùn)練2 1 為了便于實驗觀察 你認(rèn)為選擇 選填 平面鏡 薄玻璃板 或 厚玻璃板 來觀察所成的像 為了使像看起來更清晰 實驗最好在 選填 較亮 或 較暗 的環(huán)境中進(jìn)行 2 如圖所示 他將選擇的器材前面的蠟燭a點燃 移動平面鏡后面豎直放置的蠟燭b 發(fā)現(xiàn)蠟燭b與蠟燭a的像完全重合 若用光屏替換器材后面的蠟燭b 在器材后面觀察光屏 將不會觀察到點燃蠟燭的像 說明平面鏡成的像是 選填 實 或 虛 像 3 將蠟燭逐漸遠(yuǎn)離玻璃板時 蠟燭所成的像的大小 選填 變大 變小 或 不變 薄玻璃板 較暗 虛 不變 實驗三 探究光折射時的特點1 實驗器材 玩具激光筆 無色透明的塑料 或玻璃 水槽 清水 刻度尺 白紙 筆等 2 實驗步驟 1 將白紙的對角連接得到一條斜線 在塑料水槽中注入大半盒水后正放在白紙前 使得直線斜經(jīng)過水槽 2 拿激光筆沿直線射去 使得激光從空氣斜射向水槽 最后從水槽的另一側(cè)射出 3 畫出水槽的位置與空氣中的光的傳播路徑 最后將水槽拿走 連接激光的入射點與出射點 4 畫出界面的法線并標(biāo)出入射角與折射角 觀察入射光線 折射光線與法線的位置關(guān)系 比較入射角與折射角的關(guān)系 5 改變?nèi)肷浣堑拇笮?重復(fù)上述步驟 3 實驗結(jié)論 反射光線 入射光線和法線在同一平面內(nèi) 反射光線 入射光線分居法線的兩側(cè) 當(dāng)光從空氣中斜射入到水中或其他透明介質(zhì)中時 折射角小于入射角 當(dāng)光從水中或其他透明介質(zhì)中斜射入到空氣中時 折射角大于入射角 入射角增大時 折射角也增大 入射角減小時 折射角也減小 注意事項 1 實驗中一定要讓激光斜著射入水槽 2 在空氣中用煙來顯示光路 在水中加牛奶來顯示光路 3 為了使實驗現(xiàn)象明顯 最好要以長方形水槽的長作為實驗時的界面 4 為了使實驗現(xiàn)象明顯 水槽中的水最好要半盒以上 但注意不要太滿 以防水溢出 弄濕書本 某同學(xué)在做探究光的折射特點實驗 如圖是光從空氣射入水中時的光路 實驗中發(fā)現(xiàn) 入射光線 折射光線和法線在同一平面內(nèi) 折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè) 通過實驗還得到如下數(shù)據(jù) 針對訓(xùn)練3 1 分析表中數(shù)據(jù) 可得出結(jié)論 光從空氣斜射到水面時 將同時發(fā)生 和 現(xiàn)象 光從空氣斜射到水面時 折射角隨入射角的變化關(guān)系是 且折射角 選填 大于 等于 或 小于 入射角 當(dāng)光從空氣垂直射到水面時 折射角等于 該同學(xué)根據(jù)上述實驗中的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論 總結(jié)出了光的折射特點 反射 折射 折射角隨入射角的增大而增大 小于 零 2 請你對該同學(xué)通過上述探究實驗得出光的折射特點的過程作出評價 是否存在不足 答 選填 是 或 否 請簡要說明理由 是 五次實驗數(shù)據(jù)可以 但沒有換用其他透明介質(zhì)做此實驗 例1 2015 云南1題 2015年5月9日 中國人民解放軍三軍儀仗隊?wèi)?yīng)邀到俄羅斯紅場參加紀(jì)念蘇聯(lián)衛(wèi)國戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年閱兵 彰顯國威 軍威 儀仗隊整齊列隊時利用了光的 a 直線傳播b 反射c 折射d 色散 生活中的光現(xiàn)象 精析 本題考查了光現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用 光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播 所以儀仗隊是利用光在空氣中沿直線傳播 使隊伍整齊列隊 答案 a 例2 2015 云南18題 如圖甲所示 為使在墻壁上懸掛的畫框水平 可用一段兩端開口注有適量水的透明塑料軟管找水平位置 這利用了 原理 如圖乙所示 物體a在平面鏡中所成的像為a a到o點的距離為l 將鏡面om繞o點轉(zhuǎn)過90 至om a 的移動軌跡是 形 平面鏡成像特點 精析 本題考查連通器和平面鏡成像特點 難度中等 利用兩端開口裝有水的透明塑料軟管找水平位置 利用的是連通器原理 連通器兩端與空氣接觸的液面始終是相齊平的 根據(jù)平面鏡成像特點 即物體和像到平面鏡的距離始終相等 像與物關(guān)于平面鏡對稱 分別作出物體a的像 可以發(fā)現(xiàn) 像是以o為圓心l為半徑的圓弧 答案 連通器以o為圓心l為半徑的圓弧 例3 2013 云南11題 雨后的天空 常常出現(xiàn)彩虹 這屬于光的 現(xiàn)象 我國是世界上電視用戶最多的國家 彩色電視機(jī)屏幕上各種艷麗色彩是由紅 藍(lán)三種光通過適當(dāng)?shù)谋壤旌系玫降?光的色散 精析 本題考查光的色散 色光的三原色和顏料的三原色 夏天 雨過天晴時 常在天空出現(xiàn)彩虹 這是太陽光通過懸浮在空氣中細(xì)小的水珠折射而