2018屆中考物理基礎(chǔ)知識手冊第四章光現(xiàn)象.doc

第四章 光現(xiàn)象知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建高頻考點透析序號考點考頻1光沿直線傳播的條件2光的反射定律3平面鏡成像的特點4光的折射規(guī)律5 光的色散現(xiàn)象6紅外線和紫外線的應(yīng)用第一講光的直線傳播、反射和平面鏡成像知識能力解讀知能解讀：(一)光源概念能夠發(fā)光的物體叫光源分類按形成原因分自然光源如太陽、螢火蟲、水母等人造光源如：火把、油燈、蠟燭、電燈等按光束形狀分點光源如：電燈、蠟燭等平行光源如：激光筆、太陽等說明光源指的是自身能發(fā)光的物體，不包括反射光明情況。如月亮靠反射太陽的光、自行車的尾燈、公路上的交通標(biāo)志牌及放電影時的銀幕是靠反射射向它們的光，它們本身不能發(fā)光，因此不是光源知能解讀：(二)光的直線傳播1光沿直線傳播的條件：光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。2光沿直線傳播的現(xiàn)象：在有霧的天氣組，可以看到從汽車燈射出的光束是直的；穿過森林的光束是直的；在電影院中可以看到放映機射向銀幕的光束是直的。由現(xiàn)實生活中的這些現(xiàn)象，我們可以知道光是沿自線傳播的。拓展：光沿直線傳播是有條件的，如果介質(zhì)不均勻，光線會發(fā)生彎曲。例如地球周圍的大氣層就是不均勻的，離地面越高，空氣越稀薄，從大氣層外射到地面的光線就會發(fā)生彎曲。早晨，當(dāng)太陽還在地平線以下時，我們就看見了它，就是不均勻的大氣層使光線變彎曲的緣故，如圖所示。因此應(yīng)該說，光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。由于光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，所以經(jīng)常用一條帶箭頭的直線來表示光的傳播徑跡和方向，箭頭的方向表示光的傳播方向這樣的直線叫做光線，如圖所示。應(yīng)注意的是，光線不是實際存在的線，而是在研究光的行進過程中對細(xì)窄光束的抽象。它是人們研究光現(xiàn)象的一種方法，即建立物理模型的方法。 知能解讀： (三)影的形成1影的形成原因：光在一傳播過程中，遇到不透明的物體，在物體后面光不能到達(dá)的區(qū)域城所形的跟物體相似的黑暗區(qū)域稱為“影”。它是由光的直線傳播而產(chǎn)生的，手影游戲是很好的例證。如圖所示。2實例：自然界中的一些自然現(xiàn)象，如日食和月食的產(chǎn)生都可以用光的直線傳播規(guī)律來解釋。如圖所示為日食形成的原因。當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)到月球的影子里時，處在區(qū)和區(qū)的地球上的人可以看到日偏食；處在區(qū)的地球上的人可以看到日全食；處在區(qū)的地球上的人可以看到日環(huán)食。 知能解讀：(四)小孔成像小孔成像原理：光沿直線傳播。小孔成像的實驗：暗室里在光源和光屏之間放一個帶小孔的屏，調(diào)節(jié)小孔的大小，使孔足夠小，在光屏上得到光源倒立的實像，如圖所示。知能解讀： (五)光速光速與介質(zhì)種類的關(guān)系：光在不同的介質(zhì)中傳播速度不同。光可以在真空中傳播，真空中的光速是宇宙中最快的速度，在物理學(xué)中用字母c表示，其值為。光在空氣中的速度十分接近在真空中的速度，也可以視為，光在水中的速度約為真空中的，在玻璃中的速度約為真空中的。點撥：由于光的速度比聲的速度快得多，因此打雷下雨時，雖然雷聲和閃電是同時發(fā)生的，但是我們總是先看到閃電，后聽到雷聲。光年是光在一年里傳播的距離，是天文學(xué)中的距離單位。知能解讀：(六)光的反射1光的反射現(xiàn)象：光射到物體表面時，有一部分光會被物體表面反射回去，這種現(xiàn)象叫做光的反射。所有物體的表面都會發(fā)生光的反射現(xiàn)象。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。 2實例：看見不發(fā)光的物體、倒影等。3基本概念一點光的入射點，用一字母“O”表示兩角入射角入射光線與法線的夾角，如圖中的i反射角反射光線與法線的夾角，如圖中的r三線入射光線射到反射面的光線，如圖中的AO法線經(jīng)過入射點O并垂直于反射面的直線，它是一條輔助線，通常用虛線表示，如上圖中的ON反射光線入射光線射到反射面上后被反射面反射的光線，如圖中的OB注意：入射光線與反射光線有方向，用字母表示時，應(yīng)沿光的傳播方向敘述字母，如AO、OB等。4光的反射定律：在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)；反射光線、入射光線分別位于法線兩側(cè)；反射角等于入射角。方法：光的反射定律描述了“三線”“兩角”的關(guān)系，可縮記為：“三線共面，法線居中(三線位置關(guān)系)，兩角相等(兩角量值關(guān)系)”。5光路可逆：在光的反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。如圖甲所示，AO為入射光線，OB為反射光線，如果光線從BO的方向入射，則反射光線一定從OA的方向反射出去，如圖乙所示，即在光的反射現(xiàn)象中，光路可逆。 知能解讀：(七)鏡面反射和漫反射1鏡面反射：平行光線入射到光滑反射面上將沿同一方向平行地反射出去，像這種反射稱為鏡面反射。在鏡面反射中，反射光線向著同一方向，其他方向上沒有反射光線。(如圖甲所示)2漫反射：平行光線入射到凹凸不平的反射面上將沿各個方向反射出去，像這種反射稱為漫反射。漫反射中，即使入射光線平行反射光線也將沿各個方向反射出去。(如圖乙所示)注意：無論是鏡面反射還是漫反射，每一條光線都遵循光的反射定律。知能解讀：(八)平而鏡成像1平面鏡成像的原理：平面鏡所成的像是物體發(fā)出(或反射出)的光線射到鏡面上發(fā)生反射，由反射光線的反向延長線在鏡后相交而形成的。如圖所示。光源S在鏡后的像S并不是實際光線會聚而形成的，而是由反射光線的反向延長線相交而形成的，所以S是S的虛像。如果把光屏放在S處，是接收不到這個像的，所以虛像只能用眼睛看到，而不能成在光屏上。2平面鏡成像的特點：平面鏡成像的特點是“對稱、虛像”，可以解釋為：“大小相等，線面垂直，距離相等，左右相反，像為虛像”。(1)大小相等：像和物體的大小相等。(與物體到平面鏡的距離無關(guān)，與平面鏡的大小無關(guān))(2)線面垂直：像和物體的對應(yīng)點連線跟鏡面垂直。(3)距離相等：像和物體到鏡面的距離相等。(4)左右相反：像和物體的左右是相反的。(5)像為虛像：物體在鏡中所成的像是正立的虛像。只能用眼睛觀察到，不能用光屏去承接，且在鏡后用障礙物遮擋不住虛像。3平面鏡的應(yīng)用：(1)利用平面鏡可以改變光的傳播方向，起到控制光路的作用，如制作潛望鏡，在挖井、掘山洞時，用平面鏡把太陽光反射到作業(yè)區(qū)照明；(2)利用平而鏡成像，如制作各種鏡子，商場和家庭裝飾時利用平面鏡成像增強寬敞明亮的空間效果；(3)利用平而鏡反射光可以使微小的形變放大，以便觀測。知能解讀：(九)三種面鏡的比較平面鏡凸面鏡凹面鏡反射面平面凸面凹面示意圖對平行光的反射特點(1)既不會聚也不發(fā)散(2)光路可逆(3)遵循光的反射定律(1)有發(fā)散作用(2)F為虛焦點(3)光路可逆(4)遵循光的反射定律(1)有會聚作用(2)F為實焦點(3)光路可逆(4)遵循光的反射定律應(yīng)用式衣鏡汽車觀后鏡太陽灶解題方法技巧方法技巧：(一)根據(jù)反射定律作圖的方法(1)根據(jù)入射光線作反射光線：先作法線確定入射角，再依據(jù)入射角的大小作出反射角和反射光線。(2)根據(jù)反射光線作入射光線：先作法線確定反射角，再依據(jù)反射角的大小作出入射角和入射光線。(3)根據(jù)反射光線和入射光線確定平面鏡的位置：先作入射光線與反射光線夾角的角平分線，并以此為法線，再過角的頂點作法線的垂線，即為平面鏡的位置。警示：作圖時，法線用虛線，光線的箭頭標(biāo)在表示光線線段的中間。方法技巧：(二)利用平面鏡成像的特點作圖的方法方法：平面鏡成像的特點簡記為：對稱、虛像。利用對稱法可以方便地解決四種類型的平面鏡作圖題：(1)確定虛像的位置；(2)確定觀察范圍或光照范圍；(3)確定光路；(4)確定發(fā)光點的位置。具體方法：先借助數(shù)學(xué)中軸對稱圖形的畫法，畫出物體上各對應(yīng)點的虛像，然后根據(jù)平面鏡成像的特點用虛線連接虛像?？缭剿季S誤區(qū)思維誤區(qū)：誤認(rèn)為像的大小與物體距平面鏡的遠(yuǎn)近有關(guān)；誤認(rèn)為要更清楚地看清像，應(yīng)照亮像由平面鏡成像特點知像與物體的大小相等。我們觀察物體時，從物體兩端(上下或左右)射出的光線在眼球內(nèi)交叉而成的角叫視角(如圖)。物體離人越近視角越大，人感到物體越大；反之，人感到物體越小。同樣的道理，我們在鏡中看到自己離鏡子越遠(yuǎn)像“越小”，也是受視角的影響。其實，像與自己的大小是相等的，即像的大小是不變的。若要更清楚地看清像，即增加通過平面鏡反射后進入眼睛的光線，則應(yīng)增加物體的亮度，從而有更強的入射光線通過反射進入眼睛。物理思想方法思想方法：(一)理想模型法為了更形象、簡單地描述和研究光現(xiàn)象及規(guī)律，物理學(xué)采用建立理想模型的方法，用光線來表示光的傳播路線，而實際上光線并不存在，只是在研究光的行進過程中對細(xì)窄光束的抽象，是物理學(xué)家建立的物理模型。思想方法：(二)對稱法作圖作圖法就是根據(jù)題目所給的條件，靈活運用有關(guān)物理概念和規(guī)律，通過作圖求解未知量的方法。因此必須注意作圖的規(guī)范性，掌握光線、光線的反向延長線、實像、虛像等畫法的規(guī)定，逐步學(xué)會這種研究問題的方法。利用對稱法作圖就是根據(jù)平面鏡成像的對稱性完成光路。利用對稱法可以方便地解決四種類型的平面鏡作圖題：(1)確定虛像的位置；(2)確定觀察范圍或光照范圍；(3)確定光路；(4)確定發(fā)光點的位置。在作圖過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，對稱法作圖的核心是平面鏡成像的特點。本講涉及光的反射和平面鏡成像綜合作圖，有光的反射中“二角”和“三線”的關(guān)系及作圖、平面鏡成像原理及作圖。反射光路圖已知入射光線畫反射光線已知反射光線畫入射光線已知入射光線和反射光線畫平面鏡平面鏡成像成像特點圖成像原理圖中考考點鏈接考點鏈接：(一)中考考點解讀本講的重點是光的直線傳播、光的反射定律及平面鏡成像的特點，難點是利用光的反射定律和平面鏡成像的特點進行作圖。題型主要有填空題、選擇題、作圖題和探究題等?？键c鏈接：(二)中考典題剖析1光現(xiàn)象的辨別2光的反射定律的實驗探究3平面鏡成像特點的理解4平面鏡成像特點的實驗探究第二講光的折射和光的色散知識能力解讀知能解讀：(一)光的折射1光的折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向一般會發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫做光的折射。點撥：折射的產(chǎn)生是光從一種透明物質(zhì)斜射入另一種透明物質(zhì)里時，在分界面處發(fā)生的。因為光是在兩種物質(zhì)里傳播的，所以傳播的速度各不相同。發(fā)生折射時，同時也一定發(fā)生反射。如圖所示。2光的折射規(guī)律：光發(fā)生折射時，折射光線、入射光線、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)。(1)當(dāng)光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角。如圖甲所示。(2)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。(3)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。如圖乙所示。點撥：折射角是折射光線與法線的夾角；法線既是界面的垂線，又是在作圖時畫入射角和折射角時的參照標(biāo)準(zhǔn)。光的折射中，光路是可逆的。如圖甲、丙所示。折射角隨入射角的增大而增大，但不成正例，敘述時應(yīng)先說折射角后說入射角。3生活中的折射現(xiàn)象：斜插入水中的筷子看起來在水面處向上彎折；往臉盆中倒水，看到盆底深度變淺；潛入水中的人看岸邊的人變高；從厚玻璃磚后看到鋼筆“錯位”等。知能解讀：(二)光的色散光的色散現(xiàn)象：一束太陽光通過三棱鏡，被分解成七種色光的現(xiàn)象叫光的色散，這七種色光從上至下依次排列為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫(如圖所示)。同理，被分解后的色光一也可以混合在一起成為白光(如圖所示)。 2由光的色散現(xiàn)象得出的兩個結(jié)論：第一，白光不是單色的，而是由各種單色光組成的復(fù)色光；第二，不同的一單色光通過三棱鏡時偏折的程度是不同的，紅光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。知能解讀：(三)色光的混合1色光的三原色：紅、綠、藍(lán)三種色光是光的三原色。2色光的混合：紅、綠、藍(lán)三色光中，任何一種色光都不能由另外兩種光合成。但紅、綠、藍(lán)三色光卻能夠合成出自然界絕大多數(shù)色光來，只要適當(dāng)調(diào)配它們之間的比例即可。色光的合成在科學(xué)技術(shù)中普遍應(yīng)用，彩色電視機就是一例。注意：不能簡單地認(rèn)為色光的混合是光的色散的逆過程。例如：紅光和綠光能混合成黃光，但黃光仍為單色光，它通過三棱鏡時并不能分散成紅光和綠光。拓展：物體的顏色在光照到物體上時，一部分光被物體反射，一部分光被物體吸收，不同物體，對不同顏色的光反射、吸收和透過的情況不同，因此呈現(xiàn)不同的色彩。物體的顏色由它所反射或透射的光的顏色決定。(1)透明體的顏色是由它透過的色光決定的(如圖甲所示)。(2)有顏色的不透明體的顏色由該不透明體反射的色光決定，如圖乙所示。(3)如果在屏上貼一張黑紙，不論什么顏色的光照射到的地方均為黑的，這表明黑色物體吸收各種顏色的光。如果在屏上貼一張白紙，在白紙上能看到各種色光，表明白色物體反射各種色光，即紅光照射到白紙上呈紅色，黃光照射到白紙上呈黃色等。知能解讀：(四)看不見的光1光譜：太陽光通過三棱鏡分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種不同顏色的光，這七種色光按順序排列起來就是太陽的可見光潛。2紅外線：在光譜的紅光以外，有一種看不見的光，叫做紅外線。一切物體都在不停地輻射紅外線，物體的溫度越高，輻射的紅外線越多。利用這一特點，紅外線主要有以下作用：(1)診斷病情：人生病時，局部皮膚溫度異常，能輻射與健康人不同量的紅外線，如果用對紅外線敏感的膠片給病人的皮膚拍照，并與健康人的“熱譜圖”對比，有助于診斷病情。(2)制成紅外線夜視儀：夜間人體的溫度比野外草木、巖石的溫度高，人輻射的紅外線比它們強得多，人們根據(jù)這一原理制成了紅外線夜視儀，可用在步槍的瞄準(zhǔn)器上。另外，紅外線還可以用來進行遙控。如電視機、空調(diào)的遙控器就是通過發(fā)射紅外線脈沖進行遙控的。紅外線的主要特征是熱作用強。因此可用來加熱食品，如家用紅外線烤箱。3紫外線：在光譜的紫光以外，也有一種看不見的光，叫做紫外線。紫外線的主要特性是化學(xué)作用強。適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射有助于人體合成維生素D，促進身體對鈣的吸收。紫外線能殺死微生物。在醫(yī)院、飯店里，常用紫外線燈來滅菌。紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光，用來制成驗鈔機。過量的紫外線照射對人體十分有害，輕則使皮膚粗糙，重則引起皮膚癌。太陽光是天然紫外線的重要來源。陽光中的紫外線大部分被大氣層上部的臭氧層吸收，不能到達(dá)地面，否則，地球上的生物將無法生存。因此要增強環(huán)保意識，保護臭氧層不被破壞。解題方法技巧方法技巧：(一)對光的折射現(xiàn)象的判斷與解釋光的折射現(xiàn)象：光的折射會形成許多光學(xué)現(xiàn)象，如水底看起來比實際的淺，斜插入水中的筷子變彎曲，魚缸中的魚看起來變大等。要解釋這些現(xiàn)象，首先要知道看見的并非實際物體，而是物體發(fā)出或反射的光經(jīng)折射后成的虛像。以池水看起來“變淺”為例，其原因我們可以作如下分析：我們能夠看見物體是由于有光射入我們的眼睛，假設(shè)從水池底的一點A射出的兩條光線經(jīng)折射后射入人眼(如圖甲所示)，眼睛根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗(人的感覺總認(rèn)為光沿直線傳播)，逆著折射光線看上去，就會覺得光好像是從水中的A點射入我們眼睛的，因此我們會覺得A比A高了，即看起來池底升高，池水“變淺”了。有經(jīng)驗的漁民都知道，在叉魚時，只有瞄準(zhǔn)魚的下方，才能把魚叉到。若從水中去觀察岸上的物體，則正好出現(xiàn)相反的現(xiàn)象，P點的位置將會升高，如圖乙所示。例如跳水運動員在水下觀察10m跳臺，就會感到其高度超過10 m。因此我們可以得出結(jié)論：從岸上看水里和從水里看岸上相同，看到的都是物