主講人：時(shí)間：第四章光現(xiàn)象202X.X目錄0102030405光的傳播光的反射平面鏡成像光的折射光的色散光的傳播Part.01能夠自行發(fā)光的物體叫做光源。例如太陽，它通過內(nèi)部的核聚變反應(yīng)源源不斷地釋放出巨大的能量，以光和熱的形式輻射到宇宙空間，是地球上最重要的自然光源；又如點(diǎn)亮的電燈，電流通過燈絲，使燈絲達(dá)到高溫而發(fā)光，屬于人造光源。01光源可以分為自然光源和人造光源。自然光源如太陽、螢火蟲、水母等；人造光源像電燈、蠟燭、手電筒等。02光源光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。在生活中，我們常見的小孔成像現(xiàn)象就是光沿直線傳播的有力證明。當(dāng)蠟燭的光通過小孔時(shí)，會(huì)在光屏上形成倒立的實(shí)像，這是因?yàn)楣鈴男】咨涑龊?，沿直線傳播到達(dá)光屏，從而形成了與物體上下顛倒、左右相反的像。0102光沿直線傳播的應(yīng)用非常廣泛。比如激光準(zhǔn)直，在開鑿隧道時(shí)，利用激光束的直線傳播特性，可以保證隧道挖掘方向的準(zhǔn)確性；射擊時(shí)的三點(diǎn)一線，通過使眼睛、準(zhǔn)星和目標(biāo)在同一條直線上，提高射擊的準(zhǔn)確性。光的直線傳播0102光在真空中的傳播速度是宇宙中最快的速度，約為$3×10^{8}m/s$。這個(gè)速度極快，如果光在真空中傳播一秒，它所經(jīng)過的距離大約可以繞地球赤道七圈半。光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，在空氣中的速度略小于在真空中的速度，在水中的速度約為真空中速度的3/4，在玻璃中的速度約為真空中速度的2/3。這是因?yàn)楣庠诓煌橘|(zhì)中傳播時(shí)，受到介質(zhì)分子的影響程度不同。光速光的反射Part.020201當(dāng)光射到物體表面時(shí)，有一部分光會(huì)被物體表面反射回來，這種現(xiàn)象叫做光的反射。比如我們能看到鏡子中的自己，就是因?yàn)楣庹丈涞轿覀兩砩虾?，反射到鏡子上，又被鏡子反射進(jìn)入我們的眼睛，從而讓我們看到了自己的像。生活中光的反射現(xiàn)象隨處可見，像平靜水面上倒映著岸邊的景物，汽車后視鏡能夠讓駕駛員觀察到車后情況，這些都是光的反射在起作用。光的反射現(xiàn)象0102反射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)；反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；反射角等于入射角。我們可以通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這些定律，在一個(gè)水平放置的平面鏡上，用激光筆射出一束光，讓它照射到平面鏡上，我們可以清晰地看到入射光線、反射光線和法線，通過測量角度，可以發(fā)現(xiàn)反射角始終等于入射角。入射角增大時(shí)，反射角也隨之增大；入射角減小時(shí)，反射角也相應(yīng)減小。無論入射角如何變化，光的反射定律始終成立。光的反射定律鏡面反射是指一束平行光照射到光滑表面時(shí)，反射光也是平行的。比如鏡子，它的表面非常光滑，當(dāng)平行光照射時(shí)，反射光會(huì)朝著同一個(gè)方向反射出去，所以我們能從鏡子中看到清晰的像。漫反射是當(dāng)一束平行光照射到粗糙表面時(shí)，反射光會(huì)射向四面八方。像我們平時(shí)看到的書本、墻壁等，它們的表面相對粗糙，光照射到上面后，會(huì)發(fā)生漫反射，使得我們可以從不同方向看到這些物體。漫反射同樣遵循光的反射定律。0102鏡面反射和漫反射平面鏡成像Part.03平面鏡所成的像是虛像，這意味著這個(gè)像不是實(shí)際光線會(huì)聚而成的，而是由反射光線的反向延長線相交形成的，我們無法用光屏承接。比如我們站在鏡子前看到的自己的像，就是虛像。01像與物體的大小相等，無論我們距離平面鏡遠(yuǎn)近，像的大小始終與我們自身大小相同。像和物體到平面鏡的距離相等，并且像與物體的連線與平面鏡垂直。我們可以通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這些特點(diǎn)，用兩根相同的蠟燭，一根放在平面鏡前，另一根在平面鏡后移動(dòng)，直到看上去與前一根蠟燭的像完全重合，此時(shí)就可以發(fā)現(xiàn)像與物體的大小、位置關(guān)系符合上述特點(diǎn)。02平面鏡成像的特點(diǎn)平面鏡成像的原理是光的反射。當(dāng)我們站在平面鏡前時(shí)，光線照射到我們身上，然后反射到平面鏡上，平面鏡又將這些反射光線反射回來，我們的眼睛接收到這些反射光線，大腦根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)，逆著反射光線的方向看去，就覺得這些光線好像是從鏡子后面的某個(gè)位置發(fā)出的，這個(gè)位置就是我們看到的像的位置。平面鏡成像的原理平面鏡在生活中有很多應(yīng)用。最常見的就是用于日常的梳妝打扮，讓我們能夠整理自己的儀容。在一些建筑裝飾中，利用平面鏡可以擴(kuò)大空間感，使狹小的空間看起來更加寬敞。在潛望鏡中，通過兩塊平行放置的平面鏡，能夠讓人們在水下觀察到水面上的情況。平面鏡的應(yīng)用光的折射Part.04光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫做光的折射。例如，當(dāng)我們把一根筷子斜插入水中時(shí)，會(huì)看到筷子好像在水面處折斷了，這就是光的折射現(xiàn)象。這是因?yàn)楣鈴目諝庑鄙淙胨袝r(shí)，傳播速度和方向發(fā)生了改變。生活中還有很多光的折射現(xiàn)象，比如我們看到水中的魚，實(shí)際看到的是魚的虛像，它的位置比魚的實(shí)際位置要淺一些，這是由于光從水中斜射入空氣中時(shí)發(fā)生折射造成的。0102光的折射現(xiàn)象01折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)；折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；當(dāng)光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角；當(dāng)光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角。入射角增大時(shí)，折射角也隨之增大；入射角減小時(shí)，折射角也相應(yīng)減小。當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，傳播方向不改變。同樣可以通過實(shí)驗(yàn)來探究這些規(guī)律，用激光筆將光斜射入玻璃磚，觀察光在玻璃磚中的傳播路徑和角度變化。光的折射規(guī)律透鏡成像也是基于光的折射原理。凸透鏡對光線有會(huì)聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用。我們?nèi)粘Ｊ褂玫姆糯箸R、眼鏡、照相機(jī)、投影儀等光學(xué)儀器，都利用了光的折射原理來實(shí)現(xiàn)其功能。02海市蜃樓是一種非常奇妙的折射現(xiàn)象。在海面或沙漠等特定環(huán)境下，由于不同高度的空氣密度不同，光線在傳播過程中不斷發(fā)生折射，使得遠(yuǎn)處的物體看起來好像出現(xiàn)在空中或地面上，形成了虛幻的景象。01生活中的折射現(xiàn)象光的色散Part.05太陽光通過三棱鏡后，被分解成各種顏色的光，這種現(xiàn)象叫做光的色散。最早由英國科學(xué)家牛頓發(fā)現(xiàn)，他讓太陽光通過三棱鏡，結(jié)果在光屏上出現(xiàn)了一條由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等顏色組成的彩色光帶，這表明太陽光是由多種色光混合而成的。色散現(xiàn)象01紅、綠、藍(lán)三種色光被稱為光的三原色，它們按不同比例混合，可以產(chǎn)生各種顏色的光。例如，電視屏幕、電腦顯示器等就是利用光的三原色混合原理來顯示出豐富多彩的畫面。當(dāng)紅色光和綠色光混合時(shí)，可以得到黃色光；紅色光和藍(lán)色光混合能得到品紅色光；綠色光和藍(lán)色光混合則得到青色光。色光的混合透明物體的顏色是由它透過的色光決定的。比如紅色的玻璃，它只允許紅色光透過，其他顏色的光被吸收，所