第一講聲音

一、聲音的產(chǎn)生與傳播

（一）聲音的產(chǎn)生

在口常生活中，我們周圍充斥著各種各樣的聲音。聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，撥動(dòng)的琴弦、

被敲擊的鼓面、發(fā)聲的音叉等.都因振動(dòng)而發(fā)聲。固體、液體、氣體都會(huì)因振動(dòng)而發(fā)聲。當(dāng)

然，正在發(fā)聲的物體也一定在振動(dòng)C

（二）聲音的傳播

1.聲波

聲音的傳播需要介質(zhì)，聲音可以在固體、液體氣體中傳播,真空不能傳播聲音。我們把發(fā)聲

體的振動(dòng)在空氣或其他介質(zhì)中的傳播叫做聲波.聲波是一種疏密波，在傳播路徑上，介質(zhì)中密

部與疏部交替出現(xiàn)，但是介質(zhì)并不隨著聲音的傳播而發(fā)生移動(dòng)，如圖1所示。在均勻介質(zhì)中，

聲音從聲源處向四面八方傳播，若介質(zhì)靜止不動(dòng)，則聲音以球形波的形式向空間各個(gè)方向傳播,

如圖2所示。

密部武都二

聲音的傳播實(shí)際上也是能量的傳播，聲源在某瞬時(shí)發(fā)出的能量E以球面形式向遠(yuǎn)處傳播,

這些能量均勻分布在球面上。當(dāng)聲音傳播距離為r時(shí),球面表面積為S=47rr2,因此單位面積上

分布的能量為Eo=1=不鼠.可知單位球面面積上聲音的能量與傳播距離的平方成反比，因

此離聲源越遠(yuǎn)，感覺聲音越弱。

2.聲速

聲音■在單位時(shí)間內(nèi)傳播的距離叫做聲速，公式為v=*m/s（米/秒）。聲波在不同介質(zhì)

中的傳播速度不同.如表所示。

聲波在不同介質(zhì)中的傳播速度

介質(zhì)速度/(m/s)與空氣中聲速的比較（340m/s）

水15004.4倍

木材（松樹）33009.7倍

鐵、玻璃500014.7倍

聲音在空氣中的傳播速度與溫度有關(guān)，溫度低，聲速小。一般情況下，固體的傳聲效果;

比液體的傳聲效果好，液休的傳聲效果比氣體的傳聲效果好。

當(dāng)聲音從聲源處分別沿著兩種不同介質(zhì)傳入人耳時(shí)，由于不同介質(zhì)傳聲速度不同，因此

到達(dá)人耳的時(shí)間略有不同，當(dāng)時(shí)間差大于人耳的分辨時(shí)間時(shí)，人耳就可以分辨出這兩個(gè)聲音,

從而聽到兩次聲音。

［例1］聲音在鋼鐵中的傳播速度為5000m/s,在空氣中的傳播速度為340m/s。一人用

石塊敲擊長(zhǎng)鐵管的一端,另一人在鐵管的另一端用耳貼著管口傾聽，可以先后聽到兩次敲鐵管

的聲音。

(1)如果這兩次敲擊聲的時(shí)間間隔為0.2s,求這根鐵管的長(zhǎng)度。

(2)如果兩次聲音到達(dá)人的耳朵的時(shí)間間隔大于(或等于)0.1s,人耳就能夠把這兩次聲音

分辨開，求要想聽到兩次敲擊聲，人耳與敲擊處的距離。

［例2］一輛汽車以v=72km/h的速度通過(guò)破速帶，司機(jī)利用擱置在儀表盤上的車載計(jì)

時(shí)儀記錄汽車前輪和后輪與減速帶撞擊發(fā)聲的時(shí)間隔來(lái)測(cè)量聲速。車載計(jì)時(shí)儀位于前輪軸的

正上方，在前輪通過(guò)減速帶時(shí)開始計(jì)時(shí)，在H0.006s時(shí)第一次接收到聲音信號(hào)，在12=0.312

s時(shí)第二次接收到聲音信。已知汽車前后輪軸之間的距離L=5.86m”求聲音在空氣中傳播的

速度vo(不考慮除空氣外其他介質(zhì)對(duì)聲音傳播的影響，結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。

3.回聲與超聲波測(cè)速

聲波在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)，一部分被反射回來(lái)的現(xiàn)象叫做回聲。技術(shù)上經(jīng)常利用

超聲波反射現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行距離測(cè)定。

【例3】火車在進(jìn)人隧道前必須鳴笛。若火車速度為80km/h,聲音在空氣中的傳播速度

是340m/s,司機(jī)在鳴笛后2s時(shí)聽到自隧道口處的山崖反射的回聲，則鳴笛時(shí)火車到隧道口的

距離是m。

［例4］為了監(jiān)督司機(jī)遵守限速規(guī)定，交管部門在公路上安裝了固定測(cè)速儀。如圖所示,

汽車向放置在道路中間的測(cè)速儀勻速駛來(lái)，測(cè)速儀向汽車發(fā)出兩次短促的超聲波信號(hào)。第一

次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀接收到經(jīng)汽車反射回來(lái)的信號(hào)用時(shí)t,=0.5s,第二次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀

接收到經(jīng)汽車反射回來(lái)的信號(hào)用時(shí)t2=0.3s,若發(fā)出兩次信號(hào)的時(shí)間間隔是1.1s,超聲波的速

度v六=340m/s.則()

B.汽車接收到第一次信號(hào)時(shí)距測(cè)速儀102m7力777〃，〃〃，

C.汽車的速度是34m/s

D.汽車的速度是30.9m/s

二、沖擊波

當(dāng)介質(zhì)靜止而聲源以某一速度前進(jìn)時(shí),聲源在某點(diǎn)發(fā)出的聲音仍以該點(diǎn)為球心，以球面

波的形式均勻向外傳播，但是不同時(shí)刻發(fā)出的球面波球心位置不同，如圖(a)~(c)分別反映了

飛機(jī)以三種不同速度在空中(不考慮空氣的流動(dòng))水平飛行時(shí)，產(chǎn)生的聲波的情況。圖中一系列

圓表示聲波的傳播情況,A點(diǎn)表示飛機(jī)的位置。若已知聲音在空氣中的傳播速度為v聲，則我們

可以確定二種情況下飛機(jī)的飛行速度Vo方法如下:當(dāng)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)到某半徑為r的圓的圓心時(shí)，

在其周圍激發(fā)起聲波，聲波從圓心運(yùn)動(dòng)r和飛機(jī)從圓心運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用的時(shí)間相同。設(shè)A點(diǎn)

rxx

與該圓圓心距離為x,則有t=一=-=，得v=-U吉,x和r的比例關(guān)系可由如圖確定。

u聲vr尸

因此,從圖可以看出，圖(a)飛機(jī)速度小于聲速，圖(b)飛機(jī)速度等于聲速,圖⑹飛機(jī)速度大于聲

速。

對(duì)于圖(c)中的情況，飛機(jī)(聲源)速度大于聲速，聲源發(fā)出的聲音只能在聲源后面?zhèn)鞑ィ?/p>

如超音速飛機(jī)發(fā)出的裂空聲、子彈飛過(guò)時(shí)的嘯聲等，就是這種聲波。這種波叫做沖擊波，也叫

腦波。下面簡(jiǎn)述躺?波的特點(diǎn)。

如圖所示，若聲速為V聲，聲源以速度v(v>3)勻速前進(jìn).

則聲源形成的波為沖擊波，聲波從圓心0運(yùn)動(dòng)r距離和飛機(jī)

從圓心O運(yùn)動(dòng)x距離到達(dá)A點(diǎn)所用的時(shí)間相同，則有r=〃田,

v聲

x=vt,因此有sin0=5=—。由此可見，所有球面波的切

xv

線共線，圖中0角為定值。聲波在紙面內(nèi)的傳播方向垂直于如圖中切線AB,AC向外。

【例5】子彈在距人頭頂正上方5m高的水平線上從很遠(yuǎn)處以速度v=680m/s水平飛過(guò)，已知

聲速v產(chǎn)340m/s,問(wèn)：

(1)當(dāng)人剛聽到子彈的呼嘯聲時(shí)，子彈離人多遠(yuǎn)？

(2)當(dāng)人聽到子彈呼嘯聲從頭頂正上方傳來(lái)時(shí)，子彈離人多遠(yuǎn)？

練習(xí)題1

1.雷雨天.小明在看到閃電后又經(jīng)過(guò)1s聽到雷聲.小明快速計(jì)算得到他離閃電發(fā)生處的

距離約為1,則關(guān)于小明的計(jì)算方法，下列說(shuō)法正確的是()。

A.小明的方法沒有理論依據(jù)，是完全錯(cuò)誤、不可信的

B.由于空氣中的聲速約為333m/s,因此小明的估算是科學(xué)合理的

C.利用小明的估算方法，潛水員只需用從看到內(nèi)光到聽到爆炸聲所用的時(shí)間除以3,同

樣可以估算深水炸彈爆炸處離他的距離

D.小明的估算沒有考慮光的傳播也需要時(shí)間.因此誤差非常大

2.聲音在金屬中的傳播速度比在空氣中的大。已知聲音空氣中傳播距離s和在某金屬管

道內(nèi)傳播同樣距離所需時(shí)間差為I,且已知聲音在空氣中的傳播速度為v,則聲音在該金屬

管道內(nèi)的傳播速度是（）。

AgB要C5D2

s-vtvt-sss

3.甲，乙兩人站在一堵光滑的的墻壁前，兩人相距102m,且距離墻壁均為68m,如圖所示,

甲開了一槍后，乙先后聽到兩聲槍響的時(shí)間間隔為（已知聲音〃

的傳播速度為340m/s）（）。681n

A.0.1sB.0.2S---------------------------*

甲102m乙

C.0.3sD.0.4s

4.如圖是一張蜻蜓點(diǎn)水的俯視圖,該圖記錄了靖蜓連續(xù)3次點(diǎn)水過(guò)程中激起的波紋,其

形狀如圖所示。由圖可以得出（）。

A.蜻蜓的飛行方向向左

B.蜻蜓的飛行方向向右（\）Qj

C.蜻蜓飛行速度比水波傳播速度大

D.靖蜓飛行速度比水波傳播速度小

5.在無(wú)風(fēng)的狀況下，一列火車以恒定速度在平直軌道上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)司機(jī)鳴笛時(shí).靜止在地面上的

觀察者感到汽笛聲沿火車前進(jìn)方向的傳播速度（填“大于”“等于”或“小于”）相

反方向的傳播速度;在有風(fēng)的狀況下.司機(jī)在靜止的火車上鳴笛.靜止在地面上的觀察者感到

汽笛聲沿風(fēng)前進(jìn)方向上的傳播速度（填“大于”“等于”或“小于”）相反方向的

傳播速度。

6.如圖（a）所示為代號(hào)“黑鳥SR-71”的戰(zhàn)略偵察機(jī)。該偵察機(jī)以兩倍聲速在距離地面高

度為L(zhǎng)的高空水平飛行，某人站在地面上A點(diǎn)處.當(dāng)偵察機(jī)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)其正下方恰好是A點(diǎn)，

如圖（b）所示。人最先聽到的轟鳴聲是偵察機(jī)飛到距離A點(diǎn)處所發(fā)出的，當(dāng)人聽到

該聲音時(shí)，偵察機(jī)與A點(diǎn)的距離為

7.觀察員距爆炸點(diǎn)3km.爆炸后聽到爆炸直接傳來(lái)的聲音和云層反射的聲音。已知兩次爆炸

聲間隔6s.聲速為|km/s,求云動(dòng)層離地面的高度。

8.一架超音速飛機(jī)在高空沿水平方向飛行，當(dāng)飛機(jī)飛過(guò)某人頭頂上方后10s,這人才剛好

聽到飛機(jī)的轟鳴聲，此時(shí)飛機(jī)已飛到此人前方6800m處，已知聲音的傳播速度v聲二340m/s.

問(wèn)：（1）這架飛機(jī)的飛行高度是多少？

（2）這架飛機(jī)的飛行速度是聲速的幾倍？

三、多普勒效應(yīng)初步

當(dāng)聲源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí).觀察者接收到的聲音的頻率與聲源發(fā)出的聲音的頻

率不再相等.這-現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。特別地，若聲源不動(dòng)，觀察者向聲源靠近.則接收到的

聲音頻率大于聲源發(fā)出的頻率;反之，若聲源不動(dòng)，觀察者遠(yuǎn)離聲源，則接收到的聲音頻率小于

聲源發(fā)出的頻率。

聲源和觀察者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起接收到的聲波頻率與聲源實(shí)際頻率的不同的現(xiàn)象,可以理

解如下:在圖（a）中，聲源不動(dòng)，聲源發(fā)出的球面聲波是以聲源S為圓心的許多個(gè)同心圓，當(dāng)

觀察者A也不動(dòng)時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)聲源發(fā)出的波的個(gè)數(shù)等于通過(guò)觀察者A的波的個(gè)數(shù)，此時(shí)A

接收到的波的頻率等于聲源的頻率。若A以某一速度向S靠近，則A在單位時(shí)間內(nèi)“穿過(guò)”

的波的個(gè)數(shù)大于聲源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的波的個(gè)數(shù)，此時(shí)A接收到的波的頻率大于聲源的頻

率;同理，若A以某一速度遠(yuǎn)離S,則A接收到的波的頻率小于聲源的頻率。

在圖（b）中,觀察者C和D與聲源S共線，若C,D不動(dòng)，聲源以某一速度向C點(diǎn)靠近時(shí),

聲源前方的波形變得密集，而聲源后方的內(nèi)波形變得稀疏，則單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)C的波的個(gè)數(shù)

大于聲源發(fā)出的放的個(gè)數(shù)，而通過(guò)D的波的個(gè)數(shù)小于聲源發(fā)出的放的個(gè)數(shù)，因此C接收到

的波的頻率大于聲源頻率。D接收到的波的頻率小于聲源頻率。

值得一提的是，在多普勒效應(yīng)現(xiàn)象中.聲源發(fā)出的頻率并沒有發(fā)生變化，只是由于觀察者

與聲源的相對(duì)運(yùn)動(dòng).使得觀察者接收到的聲波的頻率發(fā)生改變而已。

［例6］如圖所示，聲源S和觀察者A都沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于地面的速率分別為心

和VA.空氣中聲音傳播的速率為Vp.設(shè)Vs<Vp,VA<Vp,空氣相對(duì)于地面沒有流動(dòng)。

(1)若聲源相繼發(fā)出兩個(gè)聲信號(hào)，時(shí)間間隔為請(qǐng)根據(jù)發(fā)出的這兩個(gè)聲信號(hào)從聲源傳播

到觀察者的過(guò)程.確定觀察者接收到這兩個(gè)聲信號(hào)的時(shí)間間隔加'。

(2)請(qǐng)利用⑴的結(jié)果，推導(dǎo)此情形下觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出的聲波頻率，

間的關(guān)系式。

A

【例7】?jī)伤掖珹與B,在t=0時(shí)從港口O同時(shí)以相同的速度v=10m/s分別向東、向南

勻速前進(jìn)，如圖所示。當(dāng)A船距0為L(zhǎng)尸50m處第一次發(fā)出短促的汽笛聲，以后每前進(jìn)50m

鳴笛一次。聲波以u(píng)=340m/s的速度向各個(gè)方向傳播。

(1)求B船上的水手首次聽到汽笛聲的時(shí)刻。

(2)求B船上的水手首次聽到汽笛聲到第二次聽到汽笛聲的時(shí)間間隔，并判斷B船上的

水手以后聽到相鄰兩次汽笛聲的時(shí)間間隔是否發(fā)生變化。

練習(xí)題2

1.下列哪些現(xiàn)象是多普勒效應(yīng)？（）

A.遠(yuǎn)去的汽車聲音越來(lái)越小

B.電鉆的聲音刺耳難聽

C.火車向你駛來(lái)時(shí)，音調(diào)變高,遠(yuǎn)離你而去時(shí)，音調(diào)變低

D.大風(fēng)中，遠(yuǎn)處人的說(shuō)話聲時(shí)強(qiáng)時(shí)弱.

2.如圖是一個(gè)聲源做勻速直線運(yùn)動(dòng)的情況，圖中的圓圈表示聲源產(chǎn)生的同一個(gè)波形。則:

①聲源正在移向（）o

A.A點(diǎn)B.B點(diǎn)

C.C點(diǎn)D.D點(diǎn)

②觀察到的波的頻率最低的點(diǎn)是（）。

A.A點(diǎn)B.B點(diǎn)

C.C點(diǎn)D.D點(diǎn)

3.即將進(jìn)站的列車發(fā)出一鳴號(hào)聲，持續(xù)時(shí)間為to若列車的速度為力,空氣中的聲速

為V2,則站臺(tái)上的人聽到鳴號(hào)聲持續(xù)的時(shí)間為（）0

A./B."%C.也當(dāng)D.*

v2v2v2

4.隨著科技的發(fā)展和作戰(zhàn)的需要,現(xiàn)在的戰(zhàn)斗機(jī)飛得越來(lái)越快。甚至有些飛機(jī)的飛行速度

超過(guò)了聲音在空氣中的傳播速度。假設(shè)某爆炸聲在空氣中的傳播速度為340m/s,一架戰(zhàn)斗機(jī)

正在爆炸點(diǎn)附近遠(yuǎn)離它飛行，要使飛行員聽不到爆炸聲，飛機(jī)的飛行速度至少為多大？

5.如圖所示，一輛小汽車沿水平路面以速度vo勻速靠近懸崖，其間司機(jī)連續(xù)兩次鳴笛.鳴

笛時(shí)間間隔為T.若聲音在空氣中的傳播速度為v,則司機(jī)聽到的經(jīng)懸星反射的兩次回聲的時(shí)

間間隔為多少？

第二講光現(xiàn)象初步1（光的直線傳播與反射）

一、光源與光速

光源:本身能能夠發(fā)光的物體叫做光源.例如太陽(yáng)、點(diǎn)燃的蠟燭、發(fā)光的燈泡等。按照幾

何形狀不同.光源可以分為點(diǎn)、線、面、體光源。它們都是實(shí)際光源的抽象和近似。

點(diǎn)光源:凡是本身的大小與被它照到的物體間的距離大小相比可以忽略不計(jì)的光源、都

可以看做“點(diǎn)光源”。點(diǎn)光源是一種理想化模型。

光線:物理學(xué)中用來(lái)表示光傳播的方向和路徑的-條帶箭頭的射線叫做光線。光線是由一

小光束抽象而建立的物理模型。

光束:光束分為會(huì)聚、平行、發(fā)散光束。點(diǎn)光源發(fā)出的是發(fā)散光束，太陽(yáng)發(fā)出的是平行光

束c

光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同。光可以在真空中傳播，并且在真空中的傳播速度最大,

為c=3.0x108m/s.光在空氣中的傳播速度十分接近光在真空中的傳播速度，通常也可以近似認(rèn)

為是3.0x108m/So光速c是速度的上限，任何物體的速度都不可能超過(guò)光速c。

二、光的直線傳播

光在同種均勻的介質(zhì)中沿直線傳播。陽(yáng)光下樹木、建筑物的影子，月食、日食以及小孔

成像.就是由于光的直線傳播形成的。光在不同的或不均勻的介質(zhì)中，則不一定沿直線傳播。

根據(jù)光沿直線傳播的性質(zhì),如果知道一個(gè)發(fā)光體S射出的兩條光線,只要把這兩條光線向

相反方向延長(zhǎng)到它們的交點(diǎn)，就能魂定發(fā)光體的位置，如圖所示。在

人用眼睛觀察物體的時(shí)候，根據(jù)兩只眼睛對(duì)物體的視線間的夾角可二_

以判斷物體的位置也是這個(gè)道理。

（一）影

點(diǎn)光源發(fā)出的光照射到不透明的物體上時(shí)，物體向光的表面被照亮,在背光面的后方形成

一個(gè)光照不到的黑暗區(qū)域.這就是物體的影。如圖1所示為點(diǎn)光源的影。

圖1圖2

影區(qū)是發(fā)自光源并與被照物體的表面相切的光線圍成的。如果用一個(gè)發(fā)光面比較大的光

源來(lái)代替點(diǎn)光源，影的情形就會(huì)不同。發(fā)光面上的每個(gè)發(fā)光點(diǎn)都可以看做一個(gè)點(diǎn)光源，它們

都在物體的背后造成影區(qū).這些影共有的完全不會(huì)受到光照射的范圍叫做本影。本影的周圍

還有一個(gè)能受到光源發(fā)出的一部分光照射的區(qū)域，叫做半影。如圖2所示為面光源的本影與

半影。光源的發(fā)光面越大,本影區(qū)越小。

（二）日食和月食

發(fā)生日食時(shí),太陽(yáng)、月球和地球位于同一直線上，月球在中間。太陽(yáng)發(fā)出的光線經(jīng)月

球遮擋后，形成如圖所示的a,b,c,d四個(gè)影區(qū)，其中a為本影區(qū)，沒有光線能夠照射到該區(qū)

域，b為偽本影區(qū)，只有太陽(yáng)邊緣發(fā)出的光線可以照射到該區(qū)域,c和d為半影區(qū)。當(dāng)?shù)厍蛏?/p>

的觀察者位于a區(qū)域內(nèi)時(shí)，將觀察到日全食，位于b區(qū)域時(shí)，可以觀察到日環(huán)食，位于c和d區(qū)域

時(shí)則可以觀察到口偏食。

發(fā)生月食時(shí)，太陽(yáng)、地球和月球位于同一直線上，地球在中間，如圖所示。當(dāng)月球有一部

分進(jìn)人地球的本影區(qū)時(shí),在本影區(qū)的部分由于沒有光線到達(dá)，因此該部分不能被看到，形成月

偏食。當(dāng)月球全部進(jìn)人地球的本影區(qū)a時(shí)，由于沒有太陽(yáng)的光線照射到月球表面，月球也不再

反光，因此地球上的觀察者會(huì)看到月全食。在月食現(xiàn)象中,不可能出現(xiàn)月環(huán)食。

地球

太陽(yáng)

三、光的反射

光在人射到兩種介質(zhì)的分界面上時(shí)，又返回到原來(lái)介質(zhì)中繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫做光的反射。

反射分為鏡面反射和漫反射。無(wú)論哪種反射，對(duì)每一條光線而言，都遵從光的反射定律。

（一）光的反射定律

在反射現(xiàn)象中，反射光線和人射光線、法線在同一平面內(nèi)，

反射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)，反射角等于人射角。

在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的（如圖）。

（二）平面鏡對(duì)光線的反射作用

平面鏡可以使光線發(fā)生鏡面反射，我們可以用平面鏡來(lái)控制和改變光路。

1.當(dāng)入射光線方向不變時(shí)，平面鏡旋轉(zhuǎn)9角，反射光線將轉(zhuǎn)過(guò)29角

【例1】人射光線與平面鏡的夾角為70。,若人射光線方向不變，使平面鏡繞人射點(diǎn)沿人射光線

與法線構(gòu)成的平面順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)40。后，人射光線與反射光線的夾角為（）。

A.400B.8O0C.1200D.1600

2.角鏡反射問(wèn)題

所謂角鏡，是指兩個(gè)平面鏡反射面相對(duì)，互成一定夾角。當(dāng)光線人射時(shí)，可以在兩平面

鏡間發(fā)生兩次甚至多次反射。

【例2】如圖所示，兩平面鏡OMi，OM2之間的夾角為8,人射光與平面鏡OM2平行，經(jīng)兩個(gè)鏡

面兩次反射后,出射光與OM平行，那么6角應(yīng)為（)

A.300B.45°

C.6O0D.75。

［例3］若使一束光先后經(jīng)兩平面鏡反射后，出射光線與人射光線垂直，這兩平面鏡應(yīng)如何放

置？

【例4］如圖所示,平面鏡OM與ON之間夾角為a,在兩平面鏡

角平分線上有一個(gè)點(diǎn)光源S,如果要保證S發(fā)出的任意一條光線

最多只能產(chǎn)生兩次反射，則a的最小值是（）。

A.121TB.91r

C.72°D.60°

【例5】如圖所示，平面鏡OM與ON的夾角為。.

一條平行于平面鏡ON的光線經(jīng)過(guò)兩個(gè)平面鏡的多

次反射后，能夠沿著原來(lái)的光路返回，則平面鏡之

間的夾角不可能是（）

A.l°B.2°

C.3°D.4°

［例6］如圖所示,平面鏡OM與ON鏡面之間的夾角為a,在

MN

兩平面鏡角平分線上有?個(gè)點(diǎn)光源S,如果要保證S發(fā)出的任

意一條光線最多只能產(chǎn)生四次反射，則a的最小值是（）。

【例7】如圖所示，兩平面鏡OM和ON的夾角為a,人射

光線平行于ON鏡且在兩鏡面間經(jīng)12次反射后不再與鏡

面相遇，則兩鏡面之間的夾角?？赡転椋ǎ?。

練習(xí)題

1.在陽(yáng)光照射下，豎立的木桿AB在地面上的投影為BC,如圖所示。圖1中點(diǎn)M為木桿AB的

中點(diǎn).S3c為/BCA的角平分線。由圖可知.陽(yáng)光的照射方向沿著（）。

A.SiAB.S4BC.S2MD.S3C

太陽(yáng)月球

2.月球位于太陽(yáng)和地球之間時(shí)，月球的影子如圖2所示，下面說(shuō)法中王確的是（）,>

A.位于區(qū)域a和b內(nèi)的人可看到月全食

B.位于區(qū)域c和d內(nèi)的人可看到日全食

C.位于區(qū)域b內(nèi)的人可看到日環(huán)食

D.位于區(qū)域c和d內(nèi)的人可看到日偏食

3.日食、月食是我們?cè)诘厍蛏贤ㄟ^(guò)肉眼能直接觀測(cè)到的天文現(xiàn)象，如吳定義月球的半徑為1,

則地球的半徑約為3.7,太陽(yáng)的半徑約為400,地、月距離約為220,地、日距離約為8.6X10*,

參考上述數(shù)據(jù)可以判斷，在地球上看不到的現(xiàn)象是（）。

A.月環(huán)食B.月全食C.日環(huán)食D.日全食

4.地球的半徑為R，地球的自轉(zhuǎn)周期為24h,某地球同步衛(wèi)星位于赤道上空且離地面的高度約

為5.6R,衛(wèi)星正下方地面上有一觀察者，用天文望遠(yuǎn)鏡觀察被太陽(yáng)光照射的此衛(wèi)星。若不考慮

大氣對(duì)光的折射，春分（即太陽(yáng)光直射赤道）那天在日落的時(shí)間內(nèi)，此人觀察不到衛(wèi)星的時(shí)間約

為（）。

A.40minB.70minC.100minD.140min

5.早在公元前305年,著名天文學(xué)家埃拉托色尼就已經(jīng)測(cè)量出了地球的周長(zhǎng)，與現(xiàn)代科學(xué)公

認(rèn)的地球周長(zhǎng)的真實(shí)值相差不到0.1%。他在研究中發(fā)現(xiàn)，每年夏至這天，塞恩城（今埃及阿

斯旺）正午的太陽(yáng)光正好直射到城內(nèi)一口深井的底部。而遠(yuǎn)在Skm以外的亞歷山大城，夏至

這天正午的太陽(yáng)光卻會(huì)使物體在地面上留下一個(gè)影子，他測(cè)得太陽(yáng)光方向與豎直方向之間

的夾角為0（單位:度），由此得出地球的周長(zhǎng)為（）。

?180

AA6?SLR360sLC9?SLnkm

--36Q5B.kmC.~kmD.Q

6.用轉(zhuǎn)動(dòng)八面鏡法可以測(cè)光速，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖3所示。S為發(fā)光點(diǎn),T為望遠(yuǎn)鏡,平面鏡

O與凹面鏡B構(gòu)成了反射系統(tǒng)。八面鏡M距反射系統(tǒng)的距離AB為UL可長(zhǎng)達(dá)幾十千米,

且遠(yuǎn)大于OB以及S和T到八面鏡的距離）。調(diào)整八面鏡的位置直到通過(guò)望遠(yuǎn)鏡能看到發(fā)光

點(diǎn)s,然后使八面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，并緩慢增大其轉(zhuǎn)速（1秒內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)）,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到時(shí)no,恰能在

望遠(yuǎn)鏡中再一次看見發(fā)光點(diǎn)S，由此得到光速c的表達(dá)式是（）

A.c=4Ln（）B.c=8LrbC.c=16LFloD.c=32LHo.

7.如圖4所示,平面鏡OM與ON的夾角為。，一條平行于平面鏡ON的光線經(jīng)過(guò)兩個(gè)平面鏡的

多次反射后，能夠沿著原來(lái)的光路返回。則兩平面鏡之間的夾角不可能是（）。

A.20°B.15°C.10°D.5°

8.如圖5所示,平面鏡OM與ON鏡;面之間夾角為a,在兩平面鏡角平分線上有一個(gè)點(diǎn)光源S,

如果要保證S發(fā)出的任意一條光線最多只能產(chǎn)生7次反射，則a的最小值是（）。

A.14°B.24°C.34°D.44”

圖5圖6

9.如圖6所示,光屏和正在旋轉(zhuǎn)著的六面鏡都豎直放置，六面鏡的橫截面為正六邊形，一束光

垂直通過(guò)光屏的小孔，正對(duì)六面鏡的轉(zhuǎn)軸OCT射來(lái)。如果鏡與光屏之間的距離為1,六面鏡的

鏡面寬度與1相比可以忽略不計(jì)，光屏足夠大，那么這束光經(jīng)鏡面反射在光屏上所成的光點(diǎn)軌

跡，其最大距離是（）o

9//

A.21B.2/tan60*C.D.—

tan60tan60

10.如圖7所示，兩塊平面鏡互成6。。角放置，平行于角平分線的兩條光線A0和CCT分別射到

兩塊平面鏡上，它們的反射光線0B的反向延長(zhǎng)線與OD的反向延長(zhǎng)線的夾角。為

11.如圖8所示，從光源發(fā)出的光垂直射到平面鏡上，經(jīng)反射在正對(duì)著平面鏡V5m處的墻上A

處有一光斑。若使光斑向上移動(dòng)1m至B處，平面鏡應(yīng)以0點(diǎn)為軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度為

12.如圖9所示,平面鏡OMi與0M2成0角，A為0M］上一點(diǎn)，光線從A點(diǎn)出發(fā)，對(duì)于0M?

的人射角是50。,經(jīng)過(guò)來(lái)回四次反射后跟OM2平行，則°角為.

第三講光現(xiàn)象初步2（平面鏡成像）

一、平面鏡的成像規(guī)律

平面鏡所成的像是正立的虛像，像與物大小相等，像與物到鏡面的距離相等且像與物的連

線與鏡面垂直。亦即像與物關(guān)于鏡面對(duì)稱。

物體發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)平面鏡反射后，反射光線的反向延長(zhǎng)線

在鏡后會(huì)聚為虛像，如圖所示。當(dāng)我們?cè)阽R前時(shí)，經(jīng)過(guò)平面鏡反射后VS

進(jìn)入人眼的光線看起來(lái)好像是從鏡后的虛像早發(fā)出的。

二、平面鏡的典型問(wèn)題/

（一）根據(jù)光路的可逆性確定平面鏡觀察范圍的光路圖

觀察者不動(dòng)，通過(guò)平面鏡能看到物體的范圍是多大?對(duì)這-問(wèn)題常應(yīng)用光路可逆性原理,

把眼睛看做“發(fā)光體”，眼睛發(fā)出的光照亮的區(qū)域即為能看到的區(qū)域。

【例1】如圖所示，某人躺在地在地板上，眼的位置在A處。一只小蟲在地板上從右向

左爬，從天花板上的平面鏡MN看到小蟲的像，間小蟲爬到何處時(shí)，人在平面鏡中就看不到

小蟲了?請(qǐng)畫圖說(shuō)明。

4小中

??-T

推析

［例2］內(nèi)表面只反射而不吸收光的圓筒內(nèi)有一半徑為R的黑球，距球心為2R處有一點(diǎn)

光源S,球心0和光源S皆在圓筒軸線上，如圖所示。若使點(diǎn)光源向右半邊發(fā)出的光最后全

被黑球吸收，筒的內(nèi)半徑r最大為多少？

（二）平面鏡與物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

由平面鏡成像特點(diǎn)一一像與物關(guān)于鏡面對(duì)稱，易得以下結(jié)論:

⑴若平面鏡不動(dòng)，物體沿垂直于鏡面的方向以速度V向鏡面運(yùn)動(dòng)廁像以速度V向鏡面運(yùn)

動(dòng)（對(duì)鏡的速度）,像相對(duì)于物體以速度2v運(yùn)動(dòng)。

⑵若物體不動(dòng)，鏡沿垂直于鏡面的方向以速度v向物體運(yùn)動(dòng)，則像相對(duì)鏡以速度v向鏡面

運(yùn)動(dòng)，像相對(duì)物體以速度2v運(yùn)動(dòng)。

【例3】一個(gè)點(diǎn)光源S放在平面鏡MN前\若MN不動(dòng)，光源S以2m/s的速度沿與鏡

面成60。角的方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則光源在鏡中的像將（）。

A.以4m/s的速率沿直線SO的方向向右平移

B.以2m/s的速率沿垂直于SO的方向向下平移

C.從鏡的另一側(cè)向0點(diǎn)做速率為2m/s的直線運(yùn)動(dòng)

D.在S上看到像以273m/s的速度向S靠近

【例4】如圖所示，點(diǎn)光源S放在平面鏡前，試問(wèn):

（1）若S不動(dòng)，鏡以速度v沿OS方向向右平移，S的像將如何運(yùn)動(dòng)?

（2）若S不動(dòng)，鏡以O(shè)為圓心、沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)6角,且轉(zhuǎn)動(dòng)角小于45。，S的像將繞O

點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)多少角度?

（三）互成夾角的平面鏡（角鏡）成像個(gè)數(shù)問(wèn)題

當(dāng)物體在一塊平面鏡前時(shí)，只能通過(guò)該平面鏡成一個(gè)像。但當(dāng)物體位于兩塊互成一

定夾角的平面鏡前時(shí)，成像個(gè)數(shù)卻比較復(fù)雜，下面分不同情況給出該類問(wèn)題的解決方法。

1.兩鏡面夾角A不能整除360。的情況

【例5】如圖所示，平面鏡OMi和OM?之間的夾角。=75。，在兩鏡之間有一物點(diǎn)S（為了容

易看，將S與平面鏡的交點(diǎn)O連為一直線，實(shí)際上也可以把這條直線視為一個(gè)物體）QS與兩

鏡面的夾角分別為a（=20。）和伙=55。），則S在OMi和OM2之間可以成多少個(gè)像？

2.兩鏡面夾角。能整除3603的情況。

【例6】把兩塊平面鏡豎直放置，并使它們之間的夾角為60。。在它們的夾角的角平分線上

放一點(diǎn)燃的蠟燭，則燭焰在兩個(gè)平面鏡里總共可成的虛像數(shù)是（

A.5個(gè)B.4個(gè)C.3個(gè)D.2個(gè)

練習(xí)題

1.如圖1所示,在井的上方放置一塊平面鏡，若與水平方向成40。角的太陽(yáng)光能豎直照到井底,

則平面鏡與水平方向的夾角e應(yīng)是（）。

A.25°B.40°

圖2

2.如圖2所示,兩平面鏡鏡面夾角為a（銳角）,點(diǎn)光源S位于兩平面鏡之間，在S發(fā)出的所有

光線中（）。

A.只有一條光線經(jīng)鏡面兩次反射后經(jīng)過(guò)S點(diǎn)

B.只有兩條光線經(jīng)鏡面兩次反射后經(jīng)過(guò)S點(diǎn)

C.有兩條以上的光線經(jīng)鏡面兩次反射后經(jīng)過(guò)S點(diǎn)

D,有幾條光線經(jīng)鏡面反射兩次經(jīng)過(guò)S點(diǎn)與S的位置有關(guān)

3.如圖3所示，a,b,c三條光線交于S點(diǎn)，如果在S點(diǎn)前任意位置放置一塊平面鏡，則a,

b,c的三條反射光線（）。/a

A.可能交于一點(diǎn)也可能不交于一點(diǎn)

B.一定不交于一點(diǎn)5.—

c.交于鏡前的一點(diǎn)，成為一實(shí)像點(diǎn)A

D.它們的延長(zhǎng)線交于鏡后一點(diǎn)，得到一個(gè)虛像點(diǎn)圖3

4.直線狀物體AB與平面鏡平行，當(dāng)平面鏡繞跟AB平行的某軸線轉(zhuǎn)過(guò)20。角時(shí)，AB跟它的

像之間的夾角是（）。

A.40°B.20°C.0°D.0。與40°之間的某角度

5.平面鏡前有一個(gè)長(zhǎng)為30cm的線狀物體MN,M端距鏡面為7cm.N端距鏡面為2Scm,如

圖4所示。則N點(diǎn)的像N'到M端的距離是（）。

A.20cmB.30cmC.40cmD.50cm

6.如圖5所示，在豎直平面xOy內(nèi)，人眼位于P（0,4）位置處，平面鏡MN豎直放置,其兩端M,N

的坐標(biāo)分別為（3』）和（3,0）,若某發(fā)光點(diǎn)S在該豎直平面y軸的右半部分某一區(qū)域內(nèi)自由移動(dòng)

時(shí)，此人恰好都能通過(guò)平面鏡看見S的像，則該區(qū)域的最大面積為（）。（圖中長(zhǎng)度單

位為m）

A.0.5m2B.3.5m2C.4m2D.4.5m2

7.平面鏡前有一個(gè)發(fā)光點(diǎn)S沿與鏡面成30。的方向，以速度v向鏡面運(yùn)動(dòng)，如圖6所示。則

S和它的像之間的接近速度是（）。

8.平面鏡前有一個(gè)發(fā)光點(diǎn)S,S到平面鏡的垂線的垂足為O,如圖7所示。

當(dāng)平面鏡繞過(guò)O點(diǎn)并與紙面垂直的軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，像點(diǎn)（）。

A.與平面鏡的距離保持不變B.沿一直線越來(lái)越接近平面鏡/

C.與發(fā)光點(diǎn)的距離越來(lái)越大D.按逆時(shí)針方向沿一圓弧運(yùn)動(dòng)

圖7

9.在圖8中,MN為一平面鏡,a,b,c,d表示一個(gè)不透明正方體的四個(gè)側(cè)面，其中b面與平面

鏡平行,e是觀察者的眼睛所在位置（位于正方體的正下后方），則下列結(jié)論中正確的是（）。

A.觀察者可以觀察到a,b,c,d四個(gè)側(cè)面c

B.觀察者通過(guò)平面鏡可以看到a面和d面"[]d

C.觀察者通過(guò)平面鏡可以看到a面及部分bi0>ae

D.觀察者通過(guò)平面鏡可以看到a面，不能看到b面的任何部位八、

圖8

10.如圖9中的be是一口水池，地面ab和cd與水面處在同一?水平面上。aT是高為10m的電

線桿,ab=4m,bc=2m,cd=2m。立在d點(diǎn)的觀察者彎腰觀察電線桿在水中的像。己知觀察

者的兩眼位置d距地面高為1.5m,則他能看到電線桿在水中所成像的長(zhǎng)度為（）o

A.4.5m.B.6mC.3mD.1.5m

11.如圖10所示，一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直薄木條上有兩個(gè)觀察小孔。兩小孔之間的距離為d,d

恰好是一個(gè)人兩眼間的距離，當(dāng)木條水平放置時(shí)，此人想通過(guò)兩觀察孔看見此木條在平面鏡

M里完整的像，那么選用的平面鏡寬度至少是（）。

圖9圖10

12.如圖11所示,光滑桌面上放有兩個(gè)光滑固定擋板OM,ON,

夾角為60。。角平分線上有兩個(gè)相同的彈性小球P和Q,某同

學(xué)給小球P一個(gè)速度，經(jīng)過(guò)擋板的一次或多次反彈后恰能擊中

小球Q,假如不允許讓小球P直接擊中Q，小球的大小不計(jì)，也

不考慮P球擊中O點(diǎn)時(shí)的情況，該同學(xué)要想實(shí)現(xiàn)上述想法，可

選擇的小球P運(yùn)動(dòng)的路線有（）。

A.2條B.4條

C.6條D.8條

13.如圖12所示，水平地面上有一不透光的邊長(zhǎng)為X的正方體物塊。在正方體正左方有一

點(diǎn)光源S,點(diǎn)光源和正方體物塊的距離也始終為X。在點(diǎn)光源S的上方距離為H處水平放置

平面鏡,H大小固定不變.平面鏡足夠大。如果不考慮其他光源的存在.那么在正方體的另一側(cè)

水平面上，將會(huì)由于點(diǎn)光源S發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射而被照亮.現(xiàn)改變X的大小，當(dāng)X增大

到________________時(shí).照亮區(qū)域?qū)⑾А?/p>

圖12圖13

14.如圖13所示，有一水平放置的平面鏡MN,在平面鏡上方45cm處有一與平面鏡平行放

置的平板ab,在ab靠鏡的一側(cè)有一點(diǎn)光源S?，F(xiàn)要在離平面鏡5cm的PQ虛線上的某一

處放一平行于平面鏡的擋光板，使反射光不能照射到ab板上的AB部分。已知SA=45cm,

AB=45cm.則擋光板的最小寬度是cm.

15.如圖所示，人立于河邊看對(duì)岸的一電線桿AB在水中的像，當(dāng)人離開河岸后退超過(guò)6m時(shí)

便不能看到整個(gè)電線桿的像。已知人窗EF=1.5m,河兩岸都高出水面1m,河寬為40m.求電

線桿而

16.一般人臉寬（包括兩耳）約為18cm,兩眼的光心相距約為7cm,兩眼光心離頭頂和下巴分

別為10cm和13emo當(dāng)平面鏡豎直放置時(shí)，至少要用多大的平面鏡（矩形），才能看到自己臉的

全部？

17.如圖所示，水平地面上有一障礙物ABCD,較大的平面鏡MN在某?高度上水平放置.試用

作圖法求出眼睛位于0點(diǎn)從平面鏡中所能看到的障礙物后方地面的范圍。如果想在原處看到

更大范圍的地面，水平放置的鏡子的高度該怎樣改變？

AB

0.

/7777777777777777777777777~

DC

18.如圖所示,在天花板上用彈簧懸掛一個(gè)小球，讓小球做幅度不變的上下振動(dòng)，A點(diǎn)和B點(diǎn)

分別是振動(dòng)中的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，在0'點(diǎn)放置一個(gè)平面鏡，00'是AB的中垂線，設(shè)

AB=AOJBOHL眼睛沿著OO,觀察平面鏡中的像。

(I)當(dāng)小球以6次/s的頻率振動(dòng)時(shí)，為了看到一個(gè)始終在OO，延長(zhǎng)線上的像，平面鏡應(yīng)該如何

運(yùn)動(dòng)?

(2)小球的像在OO，上前后移動(dòng)的最大距離為多少?

第四講光現(xiàn)象初步1(光的折射)

光的折射：當(dāng)光由一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中時(shí),光的傳播路徑發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫做

光的折射，光的折射遵從折射定律，它由荷蘭物理學(xué)家斯涅耳發(fā)現(xiàn)。

（一）折射定律

如圖1所示，在光的折射現(xiàn)象中，折射光線、人射光線和法線在同一平面內(nèi)；折射光線和人

射光線分居法線兩側(cè);當(dāng)光從真空斜射入其他介質(zhì)時(shí),人射角i與折射角丫滿足四"=幾式中n

sinr

叫做介質(zhì)的折射率。一般說(shuō)來(lái),介質(zhì)的折射率只與介質(zhì)種類有關(guān)。表1給出了幾種介質(zhì)對(duì)光

的折射率。

_介質(zhì)折射率

真空1

空氣1.0003

水1.33

玻璃1.4~1.9

酒精1.36

冰1.309

圖1表1

折射率反映了介質(zhì)對(duì)光折射本領(lǐng)的強(qiáng)弱，折射率越大，介質(zhì)對(duì)光的折射能力越強(qiáng)。同一

介質(zhì)對(duì)各種色光的折射率并不相同，紅光的折射率最小，紫光的折射率最大，這也是白光通

過(guò)三棱鏡后能發(fā)生色散的原因。表2.1實(shí)際上給出的是各種介質(zhì)對(duì)黃光的折射率。由于空氣

的折射率非常接近于真空，空氣的折射率也往往被認(rèn)為等于1。

【例I）如圖所示,水池的寬度為L(zhǎng),在水池右側(cè)距離池底高度為H處有一激光束，水池內(nèi)無(wú)

水時(shí)恰好在水池的左下角產(chǎn)生一個(gè)光斑。已知L=H,現(xiàn)向水池內(nèi)注水，水面勻速上升，則光

斑（）。

A.勻速向右移動(dòng)，口移動(dòng)速度小于水面上升的速度

B.勻速向右移動(dòng)，且移動(dòng)速度大于水面上升的速度

C.減速向右移動(dòng)，但速度始終大于水面上升的速度

D.加速向右移動(dòng)，但速度始終小于水面上升的速度

［例2］如圖所示，上下表面平行的玻璃磚，折射率n=V3,

厚度為h,某單色光以人射角i=60。從上表面的0點(diǎn)射人，試

畫出光線穿過(guò)玻璃磚的光路圖，并計(jì)算光線穿出玻璃磚時(shí)的偏

移量。

（二）光的全反射

當(dāng)光由水或其他介質(zhì)斜射向空氣時(shí)，在分界面上，有一部分光線會(huì)發(fā)生反射而返回到

原介質(zhì)中，另一部分光線發(fā)生折射，折射角大于人射角，從而折射光線遠(yuǎn)離法線。當(dāng)人射角

增大時(shí).折射角也會(huì)隨之增大,同時(shí)折射光強(qiáng)度變?nèi)?，反射光?qiáng)度增強(qiáng)。當(dāng)人射角增大到某一值

C(還未到90。時(shí)，折射角就已經(jīng)達(dá)到90。，折射光線與界面重合。如臭人射角再增大，折射

光會(huì)消失，而只有反射光，這種現(xiàn)象叫做光的全反射。整個(gè)過(guò)程如圖(a)~(c)所示。使折射

角恰好等于90。時(shí)的入射角稱為臨界角。當(dāng)光從水或玻璃棱鏡里射向它們和空氣的分界面時(shí),

只要人射角大于臨界角，光就全部反射回水或玻璃棱鏡中。根據(jù)折射定律，可以求得介質(zhì)的

-sin90°,1

臨界角—.由sin9(r=l,得sinC—.

全反射現(xiàn)象在生活和科技中應(yīng)用廣泛，圖2⑸中的全反射棱鏡被廣泛應(yīng)用干望遠(yuǎn)鏡和潛

望鏡中；圖2(b)是光導(dǎo)纖維中光的全反射現(xiàn)象。光導(dǎo)纖維是很細(xì)的玻璃絲，外表涂有很薄的

另一種材料的涂層,光在分界面上發(fā)生全反射。光導(dǎo)纖維制成的光纜以光速傳遞信號(hào).質(zhì)量和

信息量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了用金屬做成的電纜。

(?全反射棱鏡

(b)光導(dǎo)纖維

圖2

【例3】如圖所示，只含紅光和紫光的復(fù)色光束PO,沿半徑方向射入空氣中的玻璃半

圓柱后，如果只被分成OA和OB兩光束沿圖示方向射出，則()。

A.OA為紅光，OB為紫光

B.OA為紫光，OB為紅光

C.OA為紅光，OB為復(fù)色光

D.OA為紫光，OB為復(fù)色光

［例4］如圖所示,水面下距水面h處有一盞燈S(可視為點(diǎn)光源),現(xiàn)人在岸上看水中的

燈：

(1)人在光源S正上方的水面上觀察光源S,感覺到S深度為多少？(已知0-0時(shí),sin0卓

tan0）

（2）人發(fā)現(xiàn)該燈只能照亮水而上的一個(gè)圓形區(qū)域，已知水的折射率為n.水水而被點(diǎn)光源照亮

的圓形區(qū)域的面積。

（三）光速與折射率的關(guān)系

任何色光在真空中傳播的速度都是光速，真空中的光速為c=3.0xl08m/So但是在其他透

明介質(zhì)中，光的傳播速度小于直空中的光速「設(shè)光在介質(zhì)中傳播速度為v,介質(zhì)的折射率為n,

則有n=工，即介質(zhì)對(duì)某色光的折射率等于光在真空中的傳播速度與該色光在介質(zhì)中傳播速

v

度之比。

在可見光當(dāng)中，介質(zhì)對(duì)紅光的折射率最小，對(duì)紫光的折射率最大，因此可知，在同一介質(zhì)中.

4

紅光的傳播速度大于紫光的傳播速度。水的折射率為J因此光在水中的傳播速度為真空中光

速的

【例5】一束復(fù)色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a,b兩束單、

色光，其傳播方向如圖所示。設(shè)玻璃對(duì)a,b的折射率分別為na,,小---------

城端N

nb,且a,b在玻璃中的傳播速度分別為na?的，則na的，?

nam（均選填或"二”）。

練習(xí)題

1.下面表示光線通過(guò)半圓形玻璃磚的光路圖中正確的是（）。

2.光從一個(gè)盛有水的薄壁玻璃水缸射出，經(jīng)過(guò)空氣后射人另一個(gè)盛有水的薄壁玻璃水缸，若不

考慮玻璃水缸壁對(duì)光的折射影響，下圖中正確反映光路的是（卜

A.D.

3.在一塊玻璃磚上挖去一塊半圓形的玻璃，如有己條通過(guò)圓心的光線射到該玻璃磚上,則正確

4.地球的自轉(zhuǎn)讓我們每天能看到日出和日落現(xiàn)象，若地球表面不存在大氣層（假設(shè)），則日出和

日落時(shí)間相比現(xiàn)在（）

A.日出提削，日落推遲B.H出推遲,日落提前

C.日出和日落都會(huì)提前D.日出和日落都會(huì)推遲

5.如圖所示，兩個(gè)并排而且深度相同的水池，一個(gè)裝水，另一個(gè)未裝水，在兩池的中央各豎立

?支長(zhǎng)度相同而且比池深略長(zhǎng)的標(biāo)桿。此時(shí)，陽(yáng)光斜射到水池。下列關(guān)于兩水池中標(biāo)桿影子

的說(shuō)法中，正確的是（）o

太陽(yáng)太陽(yáng)

A.裝水的池中標(biāo)桿影子較長(zhǎng)