專題04光現(xiàn)象

一、思維導(dǎo)圖

二、新課標要求

2.3.3探究并了解光的反射定律。通過實驗，了解光的折射現(xiàn)象及其特點。

2.3.4探究并了解平面鏡成像時像與物的關(guān)系。知道平面鏡成像的特點及應(yīng)用。

2.3.6通過實驗，了解白光的組成和不同色光混合的現(xiàn)象。

三、知識梳理與典例

一、光的直線傳播

1.光源

（1）能夠發(fā)光的物體叫做光源。

（2）光源的分類

①天然光源:自然界本身存在的光源。如太陽、螢火蟲、水母、燈籠魚等。

②光源：人為制造的光源。如點燃的火把、點燃的油燈、發(fā)光的手電筒、發(fā)光的電燈、發(fā)光

的無影燈等。

（3）提示：光源是指自身能夠發(fā)光的物體。有些物體本身不發(fā)光，但由于它們能反射陽光或其它

光源的光，好像它們也在發(fā)光，不要誤認為是光源，如月亮、所有行星和反光的鏡子等。

2.光的直線傳播

（1）光的傳播介質(zhì)：空氣、水、玻璃等透明物質(zhì)可以作為光傳播的介質(zhì)。

（2）光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。在不同介質(zhì)或同種不均勻的介質(zhì)中，不沿直線傳播。

3.光線

（1）概念：通常用一條帶有箭頭的直線表示光的傳播徑跡和方向，這樣的直線叫做光線。

（2）光線是一種物理模型法。實際.上光線是不存在的，人們是為了方便研究光的傳播路徑而引入

的一種物理模型。

4.光的直線傳播的一些現(xiàn)象

（1）影子：光在傳播過程中，遇到不透明的物體，在物體背面形成的陰暗區(qū)叫做影子。

（2）日食、月食的形成

①原理：光的直線傳播。

②成因：日食是地球上的人看太陽，由于光是沿直線傳播的，太陽光被月球擋住了（圖甲）。月食

是地球上的人看月球，由于光是沿直線傳播的，太陽光被地球擋住了（圖乙）。

當(dāng)月球運行到太陽和地球中間時，太陽光被不透明的月球擋住，月球的黑影落在地球上，就形成

了旦食。當(dāng)?shù)厍蜻\行到太陽和月球中間時，太陽光被不透明的地球擋住，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：光的直線傳播。如圖所示，燭焰上部的光，由于光的直線傳播，通過小孔后，

射到了下部；同理，燭焰下.部的光通過小孔后，射到了上部。

②成像性質(zhì)：是倒立的實像，上下顛倒、左右相反。像的大小與物體到小孔的距離以及光屏到小

孔的距離有關(guān).

③像的形狀：與物體的形狀相同,與小孔的形狀無關(guān)。。

5.光的直線傳播的應(yīng)用

利用激光引導(dǎo)開鑿隧道；射擊瞄準時的“三點一線”；站隊列時，隊列是否整齊等。

二.光的傳播速度

1.光在真空中的傳播速度

光在真空中的傳播速度（用。表示）最快，通常情況下，真空中光速取。=血血m/s.

2.光在其他介質(zhì)中的速度

（1）光在空氣中的傳播速度接近光在真空中的傳播速度，可以認為等于c。

（2）光在水中的傳播速度約為卜，在玻璃中的傳播速度約為竟。

43

3.光年：“光年”是長度的單位,它等于光在1年內(nèi)傳播的距離。

1光年=3x|（）gm/sx（365x24x3600）s=9.4608x10,5m=9.4608x10,2km

【例題1】小明在學(xué)習(xí)“光的傳播”時，看到實驗過程如下：①用激光筆射向水中，觀察到光線是

一條直線（如圖）：②用漏斗從容器底向水中緩慢注入濃鹽水，觀察到光線發(fā)生了彎曲；③經(jīng)攪拌

后，觀察到光線又變直。該實驗?zāi)康氖菫榱说玫较铝心膫€結(jié)論（）

A.光在水中沿直線傳播B.光在鹽水中沿直線傳播

C.光在任何液體中都可以傳播D.光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播

【答案】D

【詳解】從①中我們發(fā)現(xiàn)光在水中沿直線傳播，而②中的光線不再沿直線傳播，不同于①的是介

質(zhì)不再均勻，③現(xiàn)象中的光線又沿直線傳播，是由于經(jīng)攪拌后，介質(zhì)又變得均勻，故可以得出，光在

同一種均勻介質(zhì)中才沿直線傳播。故選D。

【例題2】在體育50m跑步的測試中，起點發(fā)令的體育老師吹哨的同時將旗子向卜揮，終點計時

的體育老師以（選填“哨聲”或“旗子”）為準開始計時；若按另一種方式計時，會導(dǎo)致運動

員成績（選填“偏好”或“偏差”），這說明在空氣中光速比聲速______（選填“大”或

“小”）。

【答案】旗子，偏好，大。

【詳解】根據(jù)物理常識可知，空氣中光速約為3xl0Mvs,聲速約為340m/s,若聽到哨聲時再計

時，因為聲音傳播50m距離需要一定時間，會導(dǎo)致計時偏晚，根據(jù)速度公式，距離一定時，所用時間

越少，速度就越快，運動員成績偏好，所以應(yīng)以旗子為準開始計時，因為光速遠大于聲速，其傳播

50m的時間可以忽略不計。

【例題3】在“制作小孔成像觀察儀”活動中，需要在紙筒的A端蒙上用半透明薄紙做成的光

屏，再將紙筒插入易拉罐中（易拉罐頂部已切去），如圖所示。

（1）小孔成像原理是;小孔觀察儀最好放在較（選填“亮”或“暗”）的環(huán)境

中進行觀察；

（2）將點燃的蠟燭置于小孔前的適當(dāng)位置，能在光屏上看見（選填“正立”或“倒立”）

的像，

移動紙筒位置，增大光屏與小孔之間距離，則光屏上像將（選填“變大”“變小”或

“不變”）。

【答案】（I）光的直線傳播，暗；（2）倒立，變大。

【詳解】（1）小孔成像是光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播的具體應(yīng)用。

燭焰是成像物體，在明亮的環(huán)境中，燭焰和明亮環(huán)境的對比度降低，成像不太清晰。故該實驗在

較喑的環(huán)境下效果更好。

（2）物體與小孔的距離不變時，像的大小與光屏和小孔之間的距離有關(guān)，光屏與小孔之間的距離

增大時，光屏上的像將變大；小孔成像是光的直線傳播形成的，燭焰經(jīng)小孔成倒立的實像。

三、光的反射定律

1.光的反射

光遇到桌面;水面以及其他許多物體的表面都會發(fā)生反射。我們能夠看見不發(fā)光的物體，是因為

物體反射的光進入了我們的眼睛o

面、拋光的金屬面、各種鏡面的反射都是鏡面反射。

（2）現(xiàn)象：迎著太陽看平靜的水面，特別亮；背著太陽看平靜的水面，很暗；黑板“反光”會

“晃眼”等。

2.漫反射

（1）概念：凹凸不平的表面會把平行的入射光向著圓面25反射，這種反射叫做漫反射。

（2）現(xiàn)象：能從各個方向看到本身不發(fā)光的物體，是由干光照射到物體上發(fā)生了漫反射。

【例題4】小明用如圖所示的裝置探究光反射時的規(guī)律，將平面鏡放在水平桌面上，紙板E2豎

直地立在平面鏡上。下列說法正確的是（）

A.為了便于觀察，紙板EN尸最好用光滑的白色紙板

B.把紙板N。尸向后折，在紙板上看不到反射光線，說明反射光線與入射光線不在法線兩側(cè)

C.若紙板與平面鏡不垂直，則不能在紙板上同時看到入射光E0和反射光OF

D.圖中所示的入射角為46。

【答案】C

【詳解】A.為了看清楚紙板上的光路，紙板材質(zhì)應(yīng)是較粗糙，光線射在上面發(fā)生了漫反射，反射

光線射向各個方向，無論從哪個角度看，都能看得清楚，故A錯誤；

B.把紙板NO尸向后折，這時，在NO/上看不到反射光線，說明反射光線、入射光線和法線在同

一平面內(nèi)，反射光線與入射光線在法線兩側(cè)，故B錯誤：

C.法線在紙板上，法線與跪面垂直，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，如果紙板與平面

鏡不垂直，則鏡面的法線不在紙板上，入射光沿紙板照射后，反射光線不在紙板上，則我們在紙板上

看不到反射光線，故C正確；

D.已知入射光線與鏡面的夾角為46。，所以入射角為90,46。=44。，故D錯誤。

故選C。

【例題5】如圖所示，小明想利用一塊平面鏡使此時的太陽光直射入枯井中。請你在圖中畫出平面

鏡的位置______,并標出反射角的度數(shù)。如果入射九線逆時針旋轉(zhuǎn)io。，耍想使反射光線依然直射入井

中，平面鏡需要（選填“順時針”或“逆時針”）旋轉(zhuǎn)度。

【答案】見右圖，逆時針，5。

【詳解】（I）由于反射光線豎直射入井內(nèi)，過入射點。豎直向下做出反射光線OB；然后作N

AOB的角平分線即為法線OM由圖可知，反射光線和入射光線的夾角為

ZAOB=40°+90°=130°

則反射角為ZBON=|ZAOB=x130°=65°,如圖所示。

（2）如果入射光線逆時針旋轉(zhuǎn)10。，太陽光與地平線的夾角為40。10。=30。

因為反射光線與水平面垂直，所以反射光線和入射光線的夾角為

NA08=30°+90°=120°

入射光線與平面鏡夾角為；（180。-120。）=3（）。

故平面鏡與水平方向的夾角為30°+30°=60°

即平面鏡應(yīng)繞入射點逆時針旋轉(zhuǎn)的角度為65°60°=5°

【例題6】鏡面反射和漫反射是光的反射兩種類型（如圖所示）。雨后的夜晚，迎著月光行走在有

積水的路上時，會發(fā)現(xiàn)水坑處和干燥的地面亮度不一樣。結(jié)合光的反射知識，下列說法正確的是

-）

A.水面發(fā)生漫反射，遵循光的反射定律

B.干燥的地面發(fā)生漫反射，不遵循光的反射定律

C.干燥的地面比較暗，水坑處比較完

D.干的地面比較亮，水坑處比較暗

【答案】C

【詳解】A.水面表面光滑，月光經(jīng)水面發(fā)生鏡面反射，遵循光的反射定律，故A錯誤；

B.地面凹凸不平，月光經(jīng)地面發(fā)生漫反射，遵循光的反射定律，故B錯誤；

CD.迎看月光走，月光經(jīng)水面發(fā)生鏡面反射，進入人的眼睛反射光多，所以人感覺水洼處比較

亮；月光經(jīng)地面發(fā)生漫反射，進入人眼睛的光少，所以人感覺地面比較暗，故C正確，D錯誤。

故選C。

五、平面鏡成像

1.平面鏡成像的特點

平面鏡所成的像的大小與物體的大小屜笠，像和物體到平面鏡的距離是笠，像和物的連線與鏡面

垂直。

利用數(shù)學(xué)對稱的知識，平面鏡成像規(guī)律也可表述為：平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面邂。

2.平面鏡成虛像

（1）平面鏡成像的原理：光的反射。

（2）平面鏡成虛像：如圖所示，從光源點S處射來的一部分光經(jīng)平面鏡反射后進入眼睛，引起視

覺。由于有光沿直線傳播的經(jīng)驗，人會感覺這些光好像是從進入人眼光線的反向延長線的交點5'處發(fā)

出的。8就是S在平面鏡中的像。由于平面鏡后并不存在光源S，，進入眼睛的光并非真正來自掌，所以

把卜叫做虛像。

平面鏡成虛像原理小孔成實像原理

3.平面鏡的應(yīng)用

（1）利用平面鏡來成像。如在練功房內(nèi)，利用平面鏡演員可以矯正自己的舞姿：家庭用的穿衣

鏡；醫(yī)生用來檢查牙齒的小鏡子等。

（2）利用平面鏡可以改變光的囹甑迫。如潛水艇用的潛組鏡、顯微鏡、投影儀中的平面鏡等，

都利用到了平面鏡能改變光路的特點。

（3）利用平面鏡來擴大視覺空間。理論上，在一個房間內(nèi)安裝一個尺寸合適的平面鏡，能使人感

覺到空間增大了一倍。

4.平面鏡成像作圖的兩種方法

（1）利用平面鏡的成像原理作圖。如圖甲所示，步驟如下：

①從發(fā)光*S引出兩條光線，照射到平面鏡上；

②作兩條入射光線的法線；

③根據(jù)光的反射定律，作兩條入射光線的反射光線；

④作反射光線的反向延長線，交點S即為發(fā)光點5的像點。

S.

甲乙

（2）用像與物關(guān)于鏡面對?稱作圖。如圖乙所示，步驟如下：

①過發(fā)光點5'點作平面鏡的垂線（像與物的連線跟鏡面垂宜），用虛線表示；

②取5'點，使V到鏡面的距離等于S到鏡面的距離（像與物到鏡面的距離相等）;

③用虛線畫出像點S，（像與物大小相等）。

六、凸面鏡和凹面鏡

1.球面鏡

如果鏡子的反射面是球面的一部分，這樣的鏡子叫做球面鏡。球面鏡分為凸面鏡和凹面鏡。

2.凸面鏡

（1）概念：反射面是凸面的鏡子叫凸面鏡。

（2）作用：凸面鏡對光有紋散作用，常用來擴大視野。

（3）應(yīng)用：汽車的后視鏡、街頭路口的反光鏡。

凸面鏡對光的發(fā)散凹面鏡時光的會聚

3.凹面鏡

（1）概念：反射面是凹面的鏡子叫凹面鏡。

（2）作用：凹面鏡對光有會聚作用。

（3）應(yīng)用：太陽灶、手電筒反光鏡、醫(yī)生檢查耳朵用的醫(yī)用反光鏡。

4.凸面鏡和凹面鏡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。

【例題7】雨過天晴，地面上會出現(xiàn)建筑物的影子，影子是由于形成的。通過地面上?層

薄薄的積水還可以看到建筑物的像，如圖所示，像的大小與建筑物的大小。一些建筑物外部采

用了玻璃幕墻作為裝飾，強光照射到玻璃幕墻時會發(fā)生反射，造成“光污染”。

【答案】光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，相等，鏡面。

【詳解】影子是由于光傳播過程中遇到不透明障礙物，在光達不到的區(qū)域形成的陰影，是光的直

線傳播形成的。

地面上一層薄薄的枳水可以看成平面鏡，還可以看到建筑物的像，實際上是通過平面鏡（水面）

成的像，由平面鏡成像特點可知，平面鏡成的像與建筑物的大小始終相等。

一些建筑物外部采用了玻璃幕墻作為裝飾，當(dāng)強烈的太陽光照射到這些光滑的表面時，就會發(fā)生

鏡面反射，反射光線非常集中，炫目的光干擾人們的正常生活，造成光污染。

【例題8】水平過道上方有一盞燈（如圖）。小明站在1號地磚上時，通過2號地磚看到燈的像;

走到2號地磚上時，通過3號地磚看到燈的像。則小明通過兩塊地磚所看到的像（）

A.大小相同、位置不同B.大小相同、位置相同

C.大小不同、位置相同D.大小不同位置不同

【答案】B

【詳解】根據(jù)平面鏡成像的特點可知，平面鏡所成的像是虛像，物體和像大小相等，物體和平面

鏡的距離與像和平面鏡的距離相等，燈的位置和大小不變，所以小明通過兩塊地磚所看到的像大小相

同、位置相同，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。

【例題9】小紅發(fā)現(xiàn)生活中用到很多特殊“反光鏡”，這些“反光鏡”引起小紅濃厚的興趣，她仔

細觀察，并思考其中的物理原理。請你幫助小紅將以下內(nèi)容補充完整：

（1）小紅看到“街頭路口口勺反光鏡”如圖所示，小紅發(fā)現(xiàn)它是一個凸面鏡，凸面鏡能起到

〔選填“擴大”或“縮小”）視野的作用。

（2）小紅和爸爸、媽媽一起到西藏旅行時，看到藏民用面積很大的凹面鏡制成的太陽灶燒水，如

圖甲所示，小紅很好奇，于是她用不銹鋼湯勺的內(nèi)表面當(dāng)作凹面鏡，將平行光正對“凹面鏡”照射，

依據(jù)反射和入射情況繪制出了如圖乙所示的光路圖，可見凹面鏡可以使光線（選填“會聚”或“發(fā)

散。使用太陽灶燒水時，水壺應(yīng)放在圖乙中的（選填“〃”、"b”或"c”）點。

（3）小紅騎自行車放學(xué)時，發(fā)現(xiàn)自行車尾燈的“反光鏡”利用了相互垂直的鏡面組合。它本身不

發(fā)光，但在夜晚，當(dāng)有汽車燈光照射到自行車尾燈上時，可以引起汽車司機的注意。尾燈的結(jié)構(gòu)如圖

丙、丁所示。

①請完成圖戊中的光路圖。

②自行車尾燈采用相互垂直的鏡面組合，從光學(xué)角度分析，這樣做的突出優(yōu)點是o

【答案】（1）擴大；（2）會聚，b；（3）見解析；光可按原來方向返回到汽車司機眼睛。

【詳解】（1）街頭路II的反光鏡，從中可以看到更廣的地方，說明凸面鏡對光具有發(fā)散的作用，

凸面鏡成正立、縮小的虛像，能增大司機的觀察范圍，減少了交通事故的發(fā)生。

（2）由圖可知，凹面鏡對光線有會聚作用，所以在使用太陽灶燒水時，水壺應(yīng)放在焦點位置，即

應(yīng)放在圖乙中的b點。

（3）①先畫出垂直于鏡面的法線，再根據(jù)反射角等于入肘角畫出反射光線，同理，再面出經(jīng)過第

二塊鏡面時的反射光線，如圖所示：

②由圖可知，自行車尾燈采用相互垂直的鏡面組合能夠把車后任何方向射來的光都朝著相反方向

反射回去，從而引起司機的注意，防止交通事故的發(fā)生。

七、光的折射

1.光的折射現(xiàn)象

（1）光的折射：光從?種介質(zhì)斜射入另?種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫光的折射。

（2）發(fā)生折射的條件

①光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)。若垂直入射，則傳播方向不發(fā)牛改變。

②光在同種不均勻介質(zhì)中傳播時，也會發(fā)生折射現(xiàn)象。如太陽光穿過大氣層時傳播方向會發(fā)生改

變。

（3）光從一種透明介質(zhì)進入另一種透明介質(zhì)時，在兩種介質(zhì)的分界面上，一部分光發(fā)生折射，同

時還有一部分光發(fā)生反射返回到原介質(zhì)中，即反射和折射現(xiàn)象同時發(fā)生。

（4）光發(fā)生折射的原因：光在不同種介質(zhì)中傳播的速度不同。

2.光的折射規(guī)律

（1）描述光的折射的概念

①法線：過入射點0垂直與兩分界面的直線OM

②入射角：入射光線與法線之間的夾角i；

③折射角：折射光線與法線之間的夾角小

（2）光的折射規(guī)律內(nèi)容

①光從空氣斜射入水或其它介質(zhì)時，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角；當(dāng)入射角增

大時，折射角也增大；當(dāng)入射角減小時，折射角也減小。

②光從空氣垂直射入水（或其它介質(zhì)）中時，傳播方向不變。

③折射時光路反逆。

（3）對光的折射規(guī)律的理解

①折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi);折射光線和入射光線分居法線的西側(cè)。

②折射角隨入射角的增大（減?。┒龃螅p?。?，敘述時應(yīng)先說折射角后說入射角。

③無論光是從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中，還是光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中，在空氣中的

角（入射角或折射角）總是大于在水中或其他介質(zhì)中的角（折射角或入射角）。

八、生活中的折射現(xiàn)象

1.“池水變淺”：從岸上看水中的物體（池底、魚等），會看到它們的位置“升高”。

如圖甲所示,從魚身上A點反射出的光線經(jīng)折射后射入人眼,因為光從水中斜射入空氣中，折射

角大于入射角，所以折射光線遠離法線，人眼逆著折射光線看，感覺光好像是從S點發(fā)出的，S點就是

人看到的佗的虛像，它比例的實際位置偏離。

2.從水中看岸上的物體“變高”，例如水中的人看岸上的樹或建筑物“變高”。

如圖乙所示，從昆蟲上點A射出的光線經(jīng)折射后射入魚眼，因為光由空氣中斜射入水中，折射先

小于入射角，所以折射光線靠攏法線，魚眼逆著折射光線看，感覺光好像是從A'點發(fā)出的.A'點就

是魚看到的昆蟲的虛像，它比魚的實際位置偏高。

3.海市蜃樓和沙漠蜃景

多發(fā)生在夏天的海面上或沙漠上。夏天空氣較熱，但是海水比較涼，海面附近空氣的溫度比較

低。海面地表上方不同高度的空氣層相當(dāng)于一層層密度不同的透明介質(zhì)。遠方景物射出的光在層與層

之間連續(xù)發(fā)生折射。從整體來看，光逐漸向地面彎曲進入觀察者的眼中。在觀察者看來，光好像是從

海面上空的物體射出的。

海市蜃樓的成因

【例題10】“大漠孤煙直，長河落日圓”蘊含了光的折射知識，如圖所示屬于光的折射的是

)

A

A.橋在水中的倒影B.河底看起米變淺

C.透過樹林的光束D.長廊上的樹影

【答案】B

【詳解】A.橋在水中的倒影是由于光的反射形成的虛像,故A不符合題意;

B.河底看起來變淺，是由于光的折射造成的，故B符合題意;

C.透過樹林的光束是由于光的直線傳播形成的，故C不符合題意;

D.長廊上的樹影是由于光的直線傳播形成的，故D不符合題意。

故選Bo

【例題11］岸上的人看到不中小魚的光路圖是（）

ABCD

【答案】B

【詳解】人在岸邊看水中的魚，是魚反射的光進入人的眼睛；光由水斜射入空氣中，而AD選項

中的傳播方向不對，表示的是從空氣斜射入水中；光由水斜射入空氣中折射角大于入射角，C選項折

射用小于入射角，因此符合要求的是B選項。故選B。

【例題12】學(xué)校新建成一人噴水池，在池底中央安裝了一只射燈。射燈發(fā)出的一束光照在右邊的

池壁上，當(dāng)池內(nèi)無水時，站在池旁左邊的人，看到在S點形成一個亮斑，如圖所示?，F(xiàn)往池內(nèi)灌水，

水面升至。位置時，人看到亮斑的位置在P點；如果水面升至。位置時，人看到亮斑的位置在。點，

則（）

A.尸點在S點的上方，。點與S點重合

B.尸點在S點的下方，Q點與S點重合

C.P點在S點的上方，。點在S點的上方

D.P點在S點的下方，Q點在S點的上方

【答案】D

【詳解】如圖所示，往池內(nèi)灌水，水面升至a位置時，光從水中斜射到空氣發(fā)生折射，折射角大

于入射角，折射光線向遠離法線的方向偏折，所以人看到亮斑的位置P點在S點的下方；如果水面升

至方位置時，光在同種介質(zhì)中沿直線傳播，光點仍然落在S點，但這個光點在水下，由于光從水里斜

射到空氣中要發(fā)生折射現(xiàn)象，葉以岸上的人看到的光點是在折射光線的反向延長線上，故人看到痙斑

的位置。點在S點的上方。故ABC不符合題意，D符合題意,故選D。

九、光的色散

1.光的色散概念

太陽光（白光）經(jīng)過三棱鏡后，被分解成紐、橙、黃、綠、遹、靛、紫等七種顏色的光，這種現(xiàn)

象叫光的色散。

2.單色光與復(fù)色光

（1）不能分解的光叫單色光,如紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。

（2）由幾種單色光混合而成的光叫復(fù)色光，白光（太陽光）是復(fù)色光。

3.光發(fā)生色散的實質(zhì)

光發(fā)生色散的實質(zhì)是光的近射現(xiàn)象。不同顏色的光經(jīng)三棱鏡后，偏折（折射）程度不同，其中組

光偏折程度最小，紫光偏折程度最大；所以白光經(jīng)三棱鏡后，在光屏由上到下呈現(xiàn)為紅、橙、黃、

綠、藍、靛、紫七種顏色。

4.生活中的色散現(xiàn)象

彩虹是太陽光被空氣中水滴色散形成的；彩色的肥皂泡是太陽光經(jīng)氣泡發(fā)生色散形成的。

卜、色光的混合

1.光的三原色

把紐、綠、遁三種色光叫做色光的三原色。

紅、綠、藍三種色光按不同的比例混合可以產(chǎn)生各種不同的色光；紅、綠、藍三種色光按等比例

混合可以產(chǎn)生o光。但是自然界中的紅、綠、藍三種顏色的光無法用其他顏色的光混合的。

2.彩色電視機畫面上的豐富色彩就是由二M色光混合而成的。

十一、看不見的光

1.可見光譜：把可見光按照紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序排列形成的光譜叫可見光譜。

2.紅外線

（1）在光譜中，把組比之外的輻射光叫做紅外線。

（2）特點與應(yīng)用

①一切物體都在不停地向外輻射紅外線,物體的溫度越高，輻射的紅外線越強。根據(jù)這一特點，

可以用紅外膠片拍攝“熱譜圖”，此外，還制成了紅外線夜視儀、紅外線體溫計等。

②紅外線遙控。如電視機遙控器的發(fā)光二極管，可以發(fā)出紅外線對電視機遙控。

③穿透云霧的能力比較強?？梢灾v行紅外線高空攝像機、紅外線謠感儀等。

3.紫外線

（1）在光譜的紫端以外，還有一種看不見的光，叫做紫外線。

（2）特點與應(yīng)用

①適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射對于骨骼的生長和身體健康的許多方面都有好處。

②紫外線能殺死微生物。在醫(yī)院的手術(shù)室、病房里，常用紫外線燈來滅菌。

③紫外線能使熒光物質(zhì)出^鈔票或商標的某些位置用熒光物質(zhì)印上標記，在紫外線下識別這些

標記，這是一種有效的防偽措施。

【例題13】2022年4月28日，君君中午一進家門就激動地喊道：“媽媽快看，太陽好漂亮！”

媽媽到陽臺往天空一看，原來達州上空出現(xiàn)了漂亮的日暈。日暈，又叫圓虹，是一種大氣光學(xué)現(xiàn)象。

它形成的原因是：在高空中有卷層云時，高空中會飄浮著無數(shù)由水蒸氣（填物態(tài)變化）成的

冰晶，當(dāng)光線射入卷層云中的冰晶后會發(fā)生反射和,太陽光被分解成紅、黃、綠、紫等多種

色九，這樣太陽周圍就出現(xiàn)個巨大的彩色）匕環(huán)，稱為暈。

【答案】凝華，折射。

【詳解】水蒸氣變成小冰晶，物質(zhì)由氣態(tài)變成固態(tài)，屬于凝華過程。太陽光被分解成紅、黃、

綠、紫等多種色光的現(xiàn)象是光的色散現(xiàn)象，光的色散是由光的折射形成的。

【例題14］如圖，是某興趣小組學(xué)完光現(xiàn)象后做的實驗。

（1）太陽的熱主要以（選填“紅外線”或“紫外線”）的形式傳送到地球上的。太

陽光經(jīng)過三棱鏡后，被分解成各種色光，這是現(xiàn)象。將三種色光適當(dāng)混合能產(chǎn)生其它任

何色光，這三種色光分別是紅光、和藍光；

（2）如圖，讓一束太陽光照射三棱鏡，射出的光射到啜直放置的白屏上。如果我們把照相底片放

在區(qū)域（選填“①”、"②”或“③”）發(fā)現(xiàn)底片感光了；

（3）下列應(yīng)用中：①遙控器②驗鈔機③激光準直器④滅菌消毒，屬于①區(qū)域光線應(yīng)用的是

1選填序號）。

【答案】（1）紅外線，色故，綠光；（2）③；（2）②。

【詳解】（1）實驗發(fā)現(xiàn)，太陽的熱主要以紅外線的形式傳送到地球.上的；太陽光經(jīng)過三棱鏡后，

被分解成各種色光，及星光的色散現(xiàn)象，說明太陽光時燈色光。將三種色光適當(dāng)混合能產(chǎn)牛其它仟何

色光，這三種色光分別是紅光、綠光、藍光，稱為光的三原色。

（2）紅外線膠片對可見光不敏感，而紅外線卻能使它感光，因此如果我們把照相底片放在區(qū)域③

發(fā)現(xiàn)底片感光了。

（3）①區(qū)域的光線是紫外線，遙控器利用的是紅外線，驗鈔機、滅菌消毒是利用了紫外線可以使

熒光物質(zhì)發(fā)光的特點，激光準直器利用的是紅外線，故只有②驗鈔機符合題意。

四、實驗專題

一、探究光的反射定律

1.設(shè)計實驗

（1）實驗器材：激光筆、鉛筆、量角器、平面鏡、可折轉(zhuǎn)的白色粗糙硬紙板等。

①量角器：測量入射角和反射角的度數(shù)。

②可折轉(zhuǎn)白色粗糙硬紙板的作用：一是顯示光的傳播路徑,對光線起漫反射作用；二是探究入射光

線、法線和反射光線是否在同一平面內(nèi)。

（2）實驗與裝置

把一個平面鏡放在水平桌面上，再把一張紙板ENF豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于

鏡面。用激光代替光線照射到鏡面上，為了能觀察到激光傳播的路徑，將激光筆貼著可以折的白紙板照

射，并用筆記錄下激光傳播徑跡，觀察激光傳播徑跡并進行比較，從而找到光反射時遵循的規(guī)律。

2.進行實驗

（1）如圖甲所示，把一個平面鏡放在水平桌面上，再把一張白色硬紙板豎直地立在平面鏡上

〔ON垂直于鏡面）。

（2）讓激光束貼著硬紙板沿某一角度射到。點，經(jīng)平面舞反射，沿另一個方向射出，在硬紙板上

用鉛筆描出入射光E0和反射光。尸的徑跡。

（3）改變?nèi)肷涔釫O跟法線之間的夾角，重做兩次實驗，均用鉛筆描出入射光和對應(yīng)的反射光

的徑跡.

（4）把右側(cè)紙板NOF向前或向后折轉(zhuǎn)某一角度（如圖乙所示），仍使激光束貼著硬紙板射到

。點,觀察是?否還能在右側(cè)的紙板上看到反射光線。

（5）如圖丙所示，讓激光筆發(fā)出的光逆著原來的反射光射向鏡面時，這時的反射光將沿著什么方

向射出？

3.收集證據(jù)

（1）記錄表一

（2）入射光和對應(yīng)的反射光的徑跡

次數(shù)ZZZr

130°30。

245°45。

335°35°

（3）記錄表二

紙板的位置是否看到反射光

紙板NOF向前折看不見

兩紙板在同一平面內(nèi)看見

紙板NOF向后折看不見

4.分析與論證

（1）分析實驗現(xiàn)象

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分析反射光線、入射光線和法線的位置關(guān)系：可看到兩半塊紙板在一個平面內(nèi)時有反射光線，

右半部分向前折或向后折，觀察不到反射光線。說明：反射光線、入射光線、和法線在同一平面內(nèi)。

③改變?nèi)肷涔饩€的路徑，分別沿A。、BO.CO的方向射到平面鏡，記錄對應(yīng)反射光線的路徑分別

為04、OB\OC.發(fā)現(xiàn)：反射光線和入射光線總是分居法線的西側(cè)（選填“同側(cè)”或“異側(cè)”）。

④將光線逆著反射光線的方向射入，觀察到新的反射光的傳播路徑與原來的入射光線重合。表明

光路可逆。

（2）實驗結(jié)論

光的反射定律：在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；反射光線和入射光線

分居法線的兩側(cè)；反射角等于入射角。

在反射現(xiàn)象中，光路可逆。

5.交流與評估

（1）對應(yīng)關(guān)系：每一條反射光線對應(yīng)一條入射光線。

（2）讓光線緊貼紙板（光屏）射向。點的目的：在硬紙板（光屏）上能顯示光路。

（3）實驗描繪光的傳播路徑的方法：在入射光線和反射光線上取一個點，將該點與反射點連接。

（4）區(qū)分每一組的對應(yīng)的入射光線和反射光線的方法：對每一組入射光線和反射光線分別用不同

顏色的筆進行描繪，或者對每一-組入射光線和反射光線進行編號。

二、探究平面鏡成像的特點

1.設(shè)計實驗

（1）實驗器材：薄玻璃板、白紙、兩根相同的蠟燭、火柴、刻度尺、支架。

（2）確定像的位置方法：把一支點燃的蠟燭放在玻璃板的前面，再拿另一支未點燃的蠟燭放在成像

的位置，直到看上去與像完全重合,這個位置就是像的位置。

（3）判斷平面鏡后面的蠟燭與像完全重合的方法：在玻璃板的前面，改變眼睛的位置，直到從不同

位置看起來后面的蛤燭好像被點燃。

（4）實驗時，用玻璃板代替平面鏡的目的：使用玻璃板，既可以成像，又可以看到后面的蠟燭是

否與像完全重合，這是“等效替代法”。

（5）準備兩支完全一樣的蠟燭的目的：便于驗證像與物體大小是否始。

2.進行實驗

（1）如圖所示，在桌面上鋪一張白紙，沿著紙中間的直線上豎直放置一塊玻璃板作為平面鏡。

透明平板薄玻璃

（2）在玻璃板前放一支點燃的蠟燭，移動玻璃板后的那支相同的未點燃的蠟燭，直到看上去好像

被點燃一樣，此時玻璃板后蠟燭的位置就是像的位置，然后記下兩支蠟燭的位置。

（3）移開玻璃板，用刻度尺畫直線把兩支蠟燭的位置連接起來，量出兩支蠟燭到玻璃板的距離，

記錄卜.來，再觀察它們是否與鏡面垂直。把測量結(jié)果填在表格中。

（4）改變點燃的蠟燭的位置，重做幾次實驗。

（5）在玻璃板的后面像的位置放一張白紙時，觀察白紙上面有沒有燭焰的像。

（6）記錄實驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)象：

蠟燭到平面鏡像到平面鏡像與物的

次數(shù)

的距離心n距離/cm大小關(guān)系

1

2

3

3.分析論證

（1）分析實驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)象，川得：

①因為兩支蠟燭完全一樣，其像與物完全重合，表明平面鏡所成像的大小與物體的大小擔(dān)笠。

②比較兩支蠟燭到玻璃板的距離，發(fā)現(xiàn)平面鏡所成的像和物體到平面鏡的距離相等嶼。

③平面鏡所成的像和物體的連線與鏡面亙。

④把光屏放在像的位置觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)光屏上沒有（選滇“有”或“沒有”）出現(xiàn)蠟燭的像，實

驗說明：平面鏡所成的像是虛（虛/實）像。

（2）歸納結(jié)論

平面鏡成像的特點：平面鏡所成的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，

像和物的連線與鏡面垂直。

利用數(shù)學(xué)對.稱的知識，平面鏡成像規(guī)律也可表述為：平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對控。

三、探究光折射時的特點

1.設(shè)計實驗

（I）實驗器材：激光筆、半圓形玻璃磚、圓形刻度光盤（標有角度），或光的折射演示器。

（2）實驗方案

如圖所示，讓激光筆發(fā)出的一束光從空氣以不同的角度射入玻璃磚中，觀察光束在空氣和玻璃磚

中的徑跡，并比較折射角和入射角的大小。

讓激光筆發(fā)出的一束光從玻璃斜射入空氣中，重復(fù)上述實驗。

讓激光筆發(fā)出的一束光從空氣垂直射入玻璃中（或從玻璃垂直射到空氣），觀察光的傳播路線。

2.進行實驗

（1）讓光從空氣斜射入玻璃中，觀察光的整個傳播路徑，比較折射角和入射角的大小且汜錄在表格

中。

（2）改變?nèi)肷浣堑拇笮?，觀察并記錄折射角的變化情況。

（3）讓光從玻璃斜射入空氣中，觀察光的整個傳播路徑，比較折射角和入射角的大小。

（4）改變?nèi)肷浣堑拇笮?觀察折射角的變化情況。

（5）讓光垂直射入玻璃，觀察光的整個傳播路徑。

（6）讓光從空氣斜射入玻璃，同時逆著折射光射入另一束光，觀察兩束光在空氣中的傳播途徑。

實驗數(shù)據(jù)記錄表格：

實驗次數(shù)介質(zhì)入射角折射角

光從空氣斜射入玻璃

1

2光從空氣斜射入玻璃

3光從空氣斜射入玻璃

4光從空氣垂直入玻璃

3.分析論證

（1）當(dāng)光從空氣斜射入玻璃中時，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角。當(dāng)入射角增大時，

折射角也增大;當(dāng)入射角減小時，折射角也減小。

（2）當(dāng)光從空氣垂直射入玻璃中時，傳播方向不變。

（3）光從玻璃斜射入空氣中時，可以看到，進入空氣中的折射光線就逆著原來入射光線的方向射

出，就是說，在折射中光路也是可逆的,這時的折射角大于入射角。

（4）綜合以上分析，歸納出實驗結(jié)論：

光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角。當(dāng)入射角增大

時，折射角也增大：當(dāng)入射角減小時，折射角也減小。

當(dāng)光從空氣垂直射入水中或其他介質(zhì)中時，傳播方向不變。

在折射現(xiàn)象中，光路可逆。

【例題15］如圖甲所示，AI是水平放置的小鏡子，上面豎直放置一塊的長方形硬紙板（用來顯示

光的傳播路徑）,紙板是由兩個大小相同的小紙板人“連接而成的。E、〃可繞接縫ON轉(zhuǎn)動，ON是

鏡面的法線，AO表示入射光線,08表示反射光線。利用上述器材和量角器、激光筆等探究“光的反

射規(guī)律”。

（1）實驗小組的每一位同學(xué)從不同方向都能看到入射光A。在紙板E上的徑跡，這是因為光在紙

板上發(fā)生了（選填“鏡面”或“漫”）反射；

（2）根據(jù)測量可以得出：2B0NNAON（選填“等于”或“不等于”）；

（3）在其他條件不變的情況下，將紙板廠繞ON向后折，此時在紙板”上看不到反射光，如圖乙

所示。再多次改變?nèi)肷涔釧0與ON的夾角，在紙板尸上均看不到反射光。此實驗現(xiàn)象初步得出：光

在發(fā)牛反射時，：

（4）利用這些實驗器材還可以進行的實驗探究有：。

【答案】（I）漫；（2）等于；（3）反射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi)；（4）在光的反

射現(xiàn)象中，光路是否可逆.

【詳解】（1）當(dāng)光入射到坂粗糙的表面時，由于表面凹凸不平，反射光線就會雜亂無章地射向不

同的方向，使不同方向上的同學(xué)都能看到光在紙板上的路徑，這種反射叫作漫反射。

（2）在光的反射規(guī)律中，反射角等于入射角；如圖NA6W為反射角，NAON為入射缸ZBON

等于NA0M

（3）將紙板F繞ON向后折，此時F與E不再在同一平面內(nèi)，在F上看不到反射光線；這說明，

在光的反射中，反射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi)。

（4）利用這些實驗器材還可以探究“光路是否可逆”：把光沿著原來的反射光線入射，觀察現(xiàn)在的

反射光線是否沿著原來的入射光線射出。

【例題16】小紅為探究平面鏡成像的特點，她在水平桌面上鋪上白紙，用支架將薄透明玻璃板立

在白紙上，再取來兩支相同的蠟燭A和B,如圖所示。

（1）實驗中她把點燃的蠟燭A放在玻璃板的前面，將未點燃的蠟燭B放在玻璃板后面，借助蠟

燭B探究蠟燭A所成像的情況，此操作中蠟燭B的作用是為了便于確定和比較;

（2）實驗中在尋找蠟燭A像的位置時，眼睛應(yīng)該在蠟燭（選填"A”或"B"）這一側(cè)觀

察，把光屏放在蠟燭A所成像的位置處，在光屏上并沒有看到蠟燭A的像，說明平面鏡所成的是

（選填“虛”或“實”）像；

（3）若實驗過程中無論怎樣在水平桌面上調(diào)節(jié)蠟燭B的位置，發(fā)現(xiàn)都不能使之與蠟燭A的像完

全重合，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因可能是。

【答案】（1）像的位置，像與物的大??；（2）A,虛；（3）玻璃板沒有豎直放置.

【詳解】（1）實驗中將未點燃的蠟燭B放在玻璃板后面，借助蠟燭B探究蠟燭A所成像的情

況，可以在觀察到蠟燭B的同時能觀察到蠟燭A的像，便于確定像的位置和比較像和物的大小。

（2）平面鏡成的像是由光的反射形成的，A蠟燭發(fā)出的光線經(jīng)玻璃板反射后，被人眼接收，才能

看到像，故實驗中在尋找蠟燭A像的位置時，眼睛應(yīng)該在蠟燭A這一側(cè)觀察。

因光屏上只能承接實像，不能承接虛像，故把光屏放在蠟燭A所成像的位置處，在光屏上并沒有

看到蠟燭A的像，說明平面鏡所成的是虛像。

（3）若實驗過程中無論怎樣在水平桌面上調(diào)節(jié)蠟燭B的位置，發(fā)現(xiàn)都不能使之與蠟燭A的像完

全重合，說明此時蠟燭B與蠟燭A的像不在同一平面內(nèi)，故原因可能是玻璃板沒有豎直放置。

【例題17］如圖所示，是小武探究“光的折射知律”的實騙情景。他將一塊半圓形玻璃磚吸附在

金屬光具盤上，用激光筆照射，讓光線貼著光具盤從空氣斜射入玻璃磚中，多次改變?nèi)肷浣嵌炔⒂涗?/p>

數(shù)據(jù)如表格所示：

（1）讓光線貼著光具盤照射，是為了:

（2）分析表格中的數(shù)據(jù)可知：光從空氣斜射入玻璃中時，折射角入射角。當(dāng)入射先增大

時，折射角將;

（3）當(dāng)光以30。的入射角從玻璃射入空氣中時，其折射角是。

入射角?30,45°60。

折射角B2P30°38°

【答案】（1）顯示光從空氣斜射入玻璃磚中時的光路；（2）小于，增大；（3）45°

【詳解】（1）讓光線貼著光具盤照射，是為了顯示光從空氣斜射入玻璃磚中時的光路。

（2）由圖知，光不管是從空氣斜射入水中，還是從空氣斜射入玻璃中，折射角隨著入射角的增大

而增大，而且折射角總小于入射角。

（3）根據(jù)在光的折射中，光路是可逆的，當(dāng)光由玻璃射入空氣時，折射角大于入射角，且當(dāng)入射

角等于30°時，折射角為450°

五、綜合練習(xí)

1.黑暗的房間里有兩盞電燈，只有一盞燈點亮，但人能看到未點亮的燈泡。以下對于“看到未點亮

燈泡”所畫的光路圖，正確的是（）

【答案】D

【詳解】點亮的燈泡屬于光源,會發(fā)出光，未點亮的燈泡會反射點亮的燈泡的光線，使光線進入

人的眼睛，從而人看到了未點亮的燈泡，故D光路圖正確，ABC錯誤。故選D。

2.晚上，小明在客廳的窗戶玻璃上看到了客廳里邊燈的像，水平向左緩緩?fù)苿硬ＡТ?，則小明通

過玻璃所看到的像的運動情況和大小情況是（）

A.水平向左運動，像的大小不變B.水平向左運動，像的大小變大

C.靜止，像的大小不變D.靜止，像的大小變大

【答案】C

【詳解】根據(jù)平面鏡成像特點：物與像大小相等，所以像的大小不變,由于燈在平面鏡中成像

時，像與燈相對平面鏡對稱，水平向左緩緩?fù)苿硬ＡТ埃吹降南袷庆o止的，故C符合題意，ABD不

符合題意。故選C。

3.小明給弟弟變了個魔術(shù)，他將裝有一枚硬幣的杯子放在弟弟面前，如圖所示，弟弟在A處看不

到硬幣，這是因為光沿傳播。小明向杯中緩緩注水后，弟弟能看到硬幣了，這是由光的產(chǎn)

生的現(xiàn)象，弟弟看到的是硬幣的（選填“實”或“虛”）像。

【答案】直線傳播，折射，虛。

【詳解】硬幣放在杯底，因為光沿直線傳播，杯子擋住了硬幣到眼睛的光線，人眼看不到硬幣。

倒入水后，硬幣出來的光在水面發(fā)生折射，遠離法線，人逆著光看，能看到硬幣，這是光的折射

現(xiàn)象。

弟弟看到的硬幣是杯底硬幣的像，是折射形成的虛像，是光反向延長線的交點會聚而成的。

4.有一工作間，人在B處要想看到外間A處的花盆，需要在某處安裝一塊平面鏡。請把平面鏡C

畫到合適的位置，并完成由8看到A的光路（只需在圖中畫出一條光的完整路徑）。

【答案】見右圖。

【詳解】利用平面鏡成像，像與物關(guān)于平面鏡對稱的規(guī)律作花盆A的像，用直線連接B和花盆A

的像與工作間的邊界相交，交點為入射點，則平面鏡即應(yīng)該在入射點的位置，入射點到8點的光線為

反射光線，花盆A到入射點的光線為入射光線，如圖所示：

5.如圖所示，點S為光源，點S'為S通過平面鏡所成的像，在光源發(fā)出的光線中，有一條經(jīng)平

面鏡反射后經(jīng)過點A,S、A、S