第13單元：單元復(fù)習(xí)

1、第13單元：單元復(fù)習(xí)一、本章知識要點及高考要求：1、光的直線傳播；2、光的反射；3、平面鏡成像及作圖；4、光的折射；5、光的全反射。二、基本概念辨析：（一）、光源1、定義: 能發(fā)光的物體叫做光源。2、分類: （1）天然光源和人造光源： A、太陽等恒星都是天然光源（火星不是恒星）。B、白熾燈、水銀燈、熒光燈和蠟燭等是人造光源。（2）按光的激發(fā)方式分：冷光源和熱光源。A、熱光源：利用熱能激發(fā)的光源（白熾燈、弧光燈等）。B、冷光源：利用化學(xué)能、電能激發(fā)的光源（螢火蟲、霓虹燈等）。（3）按光線特點分：點光源、線光源、面光源和體光源。（著重介紹點光源）A、定義：凡是光源本身的大小與它被照到的物體間的距離

2、相比可以忽略不計時，這樣的光源都可以看作是“點光源”。B、點光源是一種理想模型. 點光源并非數(shù)學(xué)上的點,而是物理意義上的點,即光源本身有一定線度.（二）、光的直線傳播1、光線: 表示光傳播方向和路徑的幾何線叫做光線。在光線上標(biāo)明箭頭，表示光的傳播方向。2、媒質(zhì)：光能夠在其中傳播的物質(zhì)叫做媒質(zhì)，也稱介質(zhì)。光的傳播可以在真空中進(jìn)行，依靠電磁場這種特殊物質(zhì)來傳播。 3、光的直線傳播：（1）、光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。（2）、證據(jù)：影、日食和月食的形成，小孔成像。（3）、光的傳播過程，也是能量傳遞的過程。 *影的形成、小孔和小縫成像都是光的直線傳播的結(jié)果. （三）、光速 1、光速:光的傳播速

3、度.（1）、真空中的光速：各種不同頻率的光在真空中的傳播速度都相同，均為:C3.0×105kms3.0×108ms。（2）、光在空氣中的速度近似等C3.0×105kms3.0×108ms。（3）、光在其它媒質(zhì)中的速度都小于C,其大小除了與媒質(zhì)性質(zhì)有關(guān)外,還與光的頻率有關(guān)(這一點與機(jī)械波不同,機(jī)械波的波速僅由媒質(zhì)的性質(zhì)即密度、彈性和溫度等決定) 2、光年:（1）、定義：光在真空中一年時間內(nèi)傳播的距離叫做光年.注意:光年不是時間單位,而是長度單位。（2）、大小:1光年 Ct3.0×108ms×365×24×3600s9

4、.46×1015m. 3、光速的測定方法簡介:（1）、伽利略測量法,未獲成功;（2）、丹麥天文學(xué)家羅默的天文觀測法;（3）、荷蘭惠更斯在羅默的基礎(chǔ)上第一次測出C2.0×108ms;（4）、1849年斐索旋轉(zhuǎn)齒輪法;1862年傅科旋轉(zhuǎn)棱鏡法;（5）、1879邁克爾孫重做斐索傅科實驗,1926年改用旋轉(zhuǎn)棱鏡法.（四）、光的反射 1、定義:光射到兩種媒質(zhì)的分界面上時，有一部分光改變傳播方向，回到原媒質(zhì)中內(nèi)繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫做光的反射. 注意：（1）、反射發(fā)生在兩種媒質(zhì)的分界面上；（2）、一般說來，只有一部分光反回到原媒質(zhì)中，即反射光，另一部分光也改變了方向，但進(jìn)入了第二種媒質(zhì)，

5、即折射光；特殊情況，在發(fā)生全反射時，入射光全部反回到原媒質(zhì)。2、光的反射現(xiàn)象的普遍性：光射到任何物體表面，都要發(fā)生反射現(xiàn)象（絕對黑體除外，理想條件下，絕對黑體能吸收所有的電磁輻射）。3、平面鏡的特點：（1）平面鏡的光學(xué)特點：不改變?nèi)肷涔馐男再|(zhì)。A、入射光束是平行光束，反射光束仍然是平行光束；B、入射光束是會聚光束反射光束仍然是會聚光束；C、入射光束是發(fā)散光束反射光束仍然是發(fā)散光束。（2）平面鏡成像規(guī)律，如圖所示。A、遵從反射定律；B、像在平面鏡的后面，是正立等大的虛像，物像關(guān)于鏡面對稱。（平面鏡成像仍然遵從成像公式，f，Vu，|v|u|） C、像與物方位關(guān)系:上下不顛倒,左右要交換. （3）

6、、平面鏡對光路的控制： A、在入射光線方向保持不變的情況下，使把射鏡旋轉(zhuǎn)角，則反射光線將偏轉(zhuǎn)2角。這就是光放大的原理。（參見教材，卡文迪許扭秤）。B、互成角度的兩個平面鏡對光路的控制規(guī)律：兩平面鏡成角，入射光線a經(jīng)過兩次反射，最后的出射光線b與入射光線a的夾角為2.如圖所示.4、球面鏡的概念和種類（1）定義:反射面為球面一部分的鏡面叫做球面鏡.(球殼的一部分-球冠)（2）種類:凸面鏡和凹面鏡（3）、凹面鏡的應(yīng)用: A、利用凹面鏡對光線的會聚作用:太陽灶.B、利用過焦點的光線經(jīng)反射后成為平行于主軸的平行光:探照燈、手電筒以及各種機(jī)動車的前燈.（4）、凹面鏡的應(yīng)用:利用凸面鏡對光線的發(fā)散作用:汽車

7、觀后鏡 .（五）、視深和視高1、視深公式:如圖所示，一個物點位于折射率為n的媒質(zhì)中h0深處，當(dāng)在媒質(zhì)界面正上方觀察時，物體的視深為：h=。 略證：根據(jù)光路可逆和折射定律：n=一般瞳孔的線度d=23毫米，因此i和r都非常小，則 sinitgi=,sinrtgr=。故有n=可見：視深比實深小。2、視高公式:如果從折射率為n的媒質(zhì)中，觀察正上方距液面 高為h0的物點，則視高為h=nh0。略證：如圖3所示，根據(jù)折射定律有n= 圖 2i、r很小，故近似有: sinitgi= h=h0sinrtgr=可見：視高比實高大。 3、視深與視高公式的應(yīng)用：利用視深與視高公式，不僅可以極為簡捷地測定媒質(zhì)的折射率，而

8、且還可以很方便地分析和解決與視深 圖 3和視高有關(guān)的各種問題。 （六）光疏媒質(zhì)與光密媒質(zhì) 1、定義:（1）、光疏媒質(zhì):兩種媒質(zhì)中折射率較小的媒質(zhì)叫做光疏媒質(zhì).（2）、光密媒質(zhì):兩種媒質(zhì)中折射率較大的媒質(zhì)叫做光密媒質(zhì). 因,對光疏媒質(zhì),n較小,V較大. 對光密媒質(zhì),n較大,V較小.故也可以說,對于兩種媒質(zhì),光在其中傳播速度較大的是光疏媒質(zhì),光在其中傳播速度較小的是光密媒質(zhì)。反過來說,同一種光在光疏媒質(zhì)中傳播速度較大,在光密媒質(zhì)中傳播速度較小. 即： 對光疏介質(zhì)n較小，同一頻率的光在其中傳播的V較大； 對光密介質(zhì)n較大，同一頻率的光在其中傳播的V較小。 2、理解:（1）、光疏媒質(zhì)光密媒質(zhì)是相對而言

9、的.只有對給定的兩種媒質(zhì)才能談光疏媒質(zhì)與光密媒質(zhì).沒有絕對的光密媒質(zhì).如：水、玻璃和金剛石三種介質(zhì)比較，n水1.33 n玻璃1.51.9 n金剛石2.42。 對水而言，玻璃是光密介質(zhì)；但對金剛石而言，玻璃則是光疏介質(zhì)。（2）、光疏媒質(zhì)與光密媒質(zhì)的界定是以折射率為依據(jù)的,與媒質(zhì)的其它屬性(如密度等)無關(guān).例如：水和酒精，n水1.33n酒精1.36，酒精相對于水而言是光密介質(zhì)，但水酒。（七）、全反射的實例:1、光導(dǎo)纖維光纖通訊：一種利用光的全反射原理制成的能傳導(dǎo)光的玻璃絲,由內(nèi)芯和外套組成,直徑只有幾微米到100微米左右,內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率.當(dāng)光線射到光導(dǎo)纖維的端面上時,光線就折射進(jìn)入光

10、導(dǎo)纖維內(nèi),經(jīng)內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生多次全反射后從光導(dǎo)纖維的另一端面射出,而不從外套散逸,故光能損耗極小. 如果把光導(dǎo)纖維聚集成束使其兩端纖維排列的相對位置相同,這樣的纖維束就可以傳送圖像,如圖所示。利用光導(dǎo)纖維可以彎曲傳光,傳像,可制作各種潛望鏡,醫(yī)用內(nèi)窺鏡等.2、蜃景的成因和規(guī)律：夏天，在氣壓恒定的海面上，空氣密度隨高度增加而減小，對光的折射率也隨之減小從而形成一具有折射率梯度的空氣層。當(dāng)光線通過此空氣層時，將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。如下圖所示，設(shè)一束從遠(yuǎn)處景物A發(fā)出的光線a以入射角I由折射率為n處射入空氣層。由折射定律有：nsini=n1sinr1(1) n1sinr1=n2sinr2.(2)聯(lián)立（1）、

11、（2）式可得： nsini=n2sinr2 依此類推：nsini=ncsinc, sinc=sini.可見，當(dāng)n、 i一定時，從下層空氣進(jìn)入上層空氣的入射角不斷增大，當(dāng)增大到由某兩層空氣的折射率決定的臨界角時，就會全反射。人在C處逆著C光線看，可看到經(jīng)全反射形成的倒立虛像；在B處逆著b光線看，也可看到經(jīng)折射形成的正立虛像?？傊Ｈ羧嗽谳^高處，看到的蜃景是由折射形成的正立虛像；若人在較低處，看到的蜃景是由折射和全反射形成的倒立虛像。三、單元測驗卷：單元測驗卷 一、選擇題 1、光線由媒質(zhì)A射向媒質(zhì)B，入射角i小于折射角，由此可知A、媒質(zhì)A是光疏媒質(zhì) ； B、光在媒質(zhì)A中速度比在媒質(zhì)B中大； C、媒

12、質(zhì)A的折射率大于媒質(zhì)B的折射率； D、光從媒質(zhì)A進(jìn)入媒質(zhì)B不可能發(fā)生全反射。 2、下列各種現(xiàn)象是由于光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播形成的有：A、天空中出現(xiàn)的彩虹； B、夏天的晚上?？吹揭箍罩行切窃陂W爍；C、位于地平線上的太陽成橢圓形； D、舞臺上彩色的激光光束。3、下列有關(guān)光反射的說法中正確的是：A、平行光束射向物體表面，反射后可能不是一束平行光；B、在鏡面反射中，光的反射遵守反射定律；在漫反射中，光的反射不遵守反射定律。C、電影銀幕用粗糙的材料，這是為了增加漫反射的效果。D、兩種介質(zhì)的界面是一個平面，當(dāng)光線垂直于界面從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時一定沒有反射光線。4、玻璃對紅光和紫光的折射率分別

13、是n紅和n紫，當(dāng)紅光在玻璃中傳播距離L時，則紫光在玻璃中傳播距離為A、n紫Ln紅 ； B、n紅Ln紫 ； C、n紫n紅L ； D、 L ABCD圖15、如圖1所示，兩平面鏡互成直角，入射光線AB經(jīng)兩次反射后，反射光線為CD，今以兩平面鏡交線為軸，將鏡轉(zhuǎn)動100，兩平面鏡仍保持直角，在入射光線AB保持不變的情況下，經(jīng)過兩次反射后，反射光線為CD，則CD與CD將：A、一定相交； B、不相交，同向重合；C、同向平行，且CD有可能在CD的左邊；D、異向平行，且CD有可能在CD的左邊。 6、在水中的潛水員斜向看岸邊的物體時，看到物體將：A、比物體所處的實際位置高； B、比物體所處的實際位置低；C、跟物體

14、所處的實際位置一樣； D、以上三種情況都不可能。7、觀察者看見太陽剛剛從地平線升起時，關(guān)于太陽的實際位置，下列敘述中正確的是：abcd圖2A、太陽位于地平線上方； B、太陽位于地平線下方；C、太陽正好位于地平線上； D、無法判斷。8、一條光束通過在水中的球形空氣泡，表示出射光線的可能光線是圖2中的：A、 a ； B、 b ； C、 c ； D、 d 。BAOm圖39、如圖3所示，從光源發(fā)出的光垂直射到平面鏡上經(jīng)反射在正對著平面鏡m處的墻上A處有一光斑，若要使光斑向上移動1m至B處，平面鏡應(yīng)以O(shè)點為軸轉(zhuǎn)過的角度是(A)50 ； (B)100 ； (C)150 ； (D)200 。二、填空題P圖4

15、10、光在真空中的速度為_ms，某媒質(zhì)的折射率為15，則光在該媒質(zhì)中的速度為_ms。11、有兩條光線射向平面鏡，這兩條光線經(jīng)過平面鏡反射后將會會聚于某一點P，則圖4中點P和P的位置關(guān)系是：_。12、如圖5所示，等腰三角形的頂角為300，一束光線垂直于300300ABC圖5AB面射入棱鏡，它從棱鏡射出時的偏折角為300，則制造棱鏡的玻璃的折射率為_。13、在水平地面上，人以速率v向穿衣鏡運(yùn)動，則鏡中自己的像相對人的速率為_ 三、計算題300OSS圖6 14、如圖6，S為一點光源，M為一平面鏡，光屏與平面鏡平行放置，SO是一條垂直射在M上O點的光線，已知SO=L ，若M繞O以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動，求轉(zhuǎn)過300時光點S在屏上移動的即時速率為多大？ 15、如右圖所示，緊貼矩形玻璃磚右端插一顆大頭針，在距左端l1=3厘米的O處觀察大頭針D的像D。若測出像距右端l2=4厘米，玻璃磚厚度L14厘米。試估算玻璃磚的折射率。 參考答案：1、C ； 2、D ； 3、A C ； 4、B ；5、C ； 6、A ； 7、B ； 8、B ； 9、C ；11、關(guān)于鏡面對稱； 12、1.732 ； 13、2 v ；300OSSV像V切V法1