初中物理光學實驗

1、初中物理實驗初中物理實驗有關光學的實驗有關光學的實驗本講座的光學實驗均以幾何光學為理論基礎本講座的光學實驗均以幾何光學為理論基礎幾何光學的三個基本定律：幾何光學的三個基本定律：光的直線傳播定律光的直線傳播定律光的反射定律光的反射定律光的折射定律光的折射定律掌握基本概念掌握基本概念 熟悉應用方法熟悉應用方法光的直線傳播光的直線傳播光的直線傳播的一個例證：光的直線傳播的一個例證： 針孔照相機針孔照相機小孔成像的特點是小孔成像的特點是: 小孔成像是光直線傳播所形成的有趣現(xiàn)象小孔成像是光直線傳播所形成的有趣現(xiàn)象。小孔所成的像是實際光束形成，可以使照相。小孔所成的像是實際光束形成，可以使照相底片感光。小

2、孔成像時，像的形狀與物相似，底片感光。小孔成像時，像的形狀與物相似，與孔的形狀無關。小孔減小時，像變得清晰，與孔的形狀無關。小孔減小時，像變得清晰，但亮度減小。但亮度減小。 人是怎樣觀察到光線的直線傳播人是怎樣觀察到光線的直線傳播 只有當光束進入人眼時，方能引起視覺效應，人眼只有當光束進入人眼時，方能引起視覺效應，人眼所能看到的只是所能看到的只是光束的頂點光束的頂點，而不是光線的本身。，而不是光線的本身。 實際光線經(jīng)過的像是實像實際光線經(jīng)過的像是實像,實際光線反向延長線經(jīng)實際光線反向延長線經(jīng)過的像是虛像過的像是虛像,PPPPP光的直線傳播光的直線傳播有關小孔成像的下列說法中有關小孔成像的下列說

3、法中,正確的是正確的是:A. 將照相底片放在光屏處可以拍攝到像將照相底片放在光屏處可以拍攝到像. B. 所成的像上下顛倒所成的像上下顛倒,左右也顛倒左右也顛倒. C. 只能是放大的實像只能是放大的實像.D. 像的清晰度跟小孔的大小無關像的清晰度跟小孔的大小無關.E. 成像用的小孔必須是圓形的成像用的小孔必須是圓形的. 答案答案: A,B摘自：2006年上海市 “東格致杯”青少年物理實驗競賽試題光的直線傳播的一個實驗：光的直線傳播的一個實驗： 小孔成像小孔成像光的直線傳播的另一個例證：日食與月食光的直線傳播的另一個例證：日食與月食 從光源發(fā)出的光從光源發(fā)出的光, ,照射到不透明的物體上照射到不透

4、明的物體上時時, ,會在物體后面形成一個光線照射不到的黑會在物體后面形成一個光線照射不到的黑暗區(qū)域暗區(qū)域, ,這就是物體的這就是物體的 “ “影影”。點光源點光源障礙物障礙物影影 障礙物受擴展光源照射時，在屏上形成本障礙物受擴展光源照射時，在屏上形成本影和半影影和半影.擴展光源擴展光源障礙物障礙物本影本影半影半影光的直線傳播的另一個例證：日食和月食光的直線傳播的另一個例證：日食和月食本影本影半影半影偽本影偽本影日全食日全食運動到B區(qū)時會看到日全食。 日偏食日偏食這張拼版照片顯示的是2006.3.29日發(fā)生在耶路撒冷的不同階段的日偏食。 運動到A區(qū)時會看到日偏食。 運動到C區(qū)時會看到日環(huán)食。 這

5、是2005年10月3日西班牙首都馬德里拍攝到的日環(huán)食現(xiàn)象，由于月球視半徑小于太陽視半徑，因此月亮只遮擋住日面中心部分并在其周圍留下一個美麗的光環(huán)。 日環(huán)食日環(huán)食 圖圖6是月球的影區(qū)分布，當人隨地球是月球的影區(qū)分布，當人隨地球運動到運動到_區(qū)時會看到日全食，運動區(qū)時會看到日全食，運動到到_區(qū)時會看到日偏食，運動到區(qū)時會看到日偏食，運動到C區(qū)區(qū)時會看到時會看到_。 摘自：第六屆全國初中應用物理知識競賽試題 圖圖6是月球的影區(qū)分布，當人隨地球是月球的影區(qū)分布，當人隨地球運動到運動到_區(qū)時會看到日全食，運動區(qū)時會看到日全食，運動到到_區(qū)時會看到日偏食，運動到區(qū)時會看到日偏食，運動到C區(qū)區(qū)時會看到時會看

6、到_。 摘自：第六屆全國初中應用物理知識競賽試題 2008年、年、2009年中國將連續(xù)兩年中國將連續(xù)兩年出現(xiàn)日全食。一般來說，同一地點年出現(xiàn)日全食。一般來說，同一地點見到日全食要平均相隔見到日全食要平均相隔300年左右，年左右，因此中國連續(xù)兩年日全食非常罕見。因此中國連續(xù)兩年日全食非常罕見。 2009年年7月月22日日8時左右的日全食時左右的日全食則是百年一遇，更為壯觀。這次日全則是百年一遇，更為壯觀。這次日全食是前后百年持續(xù)時間最長的，將持食是前后百年持續(xù)時間最長的，將持續(xù)到續(xù)到6分鐘，日食帶沿著人口稠密的長分鐘，日食帶沿著人口稠密的長江流域橫著走，經(jīng)過成都、武漢、重江流域橫著走，經(jīng)過成都、

7、武漢、重慶、合肥、蘇州、杭州、上海等大中慶、合肥、蘇州、杭州、上海等大中城市。城市。 UT: universal time 也是在2005年10月3日，在肯尼亞首都內(nèi)羅畢，當日偏食發(fā)生時，利用小孔成像的原理，在紙上扎出一圈小孔，一圈日食的影像就可以反映在手上。 當月球整個都進入本影時，就當月球整個都進入本影時，就會發(fā)生月全食；但如果只是一部份會發(fā)生月全食；但如果只是一部份進入本影時，則只會發(fā)生月偏食。進入本影時，則只會發(fā)生月偏食。月全食和月偏食都是本影月食。有月全食和月偏食都是本影月食。有時月球只進入半影，這就稱為半影時月球只進入半影，這就稱為半影月食。在半影月食發(fā)生期間，月亮月食。在半影月食

8、發(fā)生期間，月亮將略為轉暗，但它邊緣并不會被地將略為轉暗，但它邊緣并不會被地球的影子所阻擋。球的影子所阻擋。光的直線傳播的另一個例證：光的直線傳播的另一個例證：月食月食月全食月全食月偏食月偏食 2009年元宵節(jié)22時46分,月亮是1957年以來最圓最大的,元宵月當晚還將呈現(xiàn)出半影月食的奇特景觀。 在深圳觀察 光直線傳播的條件光直線傳播的條件光在光在同一種同一種均勻媒質均勻媒質中沿直線方向傳播。中沿直線方向傳播。光經(jīng)過光經(jīng)過不同種不同種媒質媒質, ,不再是直線傳播。不再是直線傳播。iinn 光在兩種媒質的界面上發(fā)生反射與折射。光在兩種媒質的界面上發(fā)生反射與折射。光在光在不均勻不均勻媒質媒質中不再是

9、直線傳播。中不再是直線傳播。海市蜃樓海市蜃樓 光的反射光的反射反射定律：反射角等于入射角。反射定律：反射角等于入射角。入射角入射角反射角反射角入射光線入射光線反射光線反射光線平面鏡成像特點平面鏡成像特點 物體在平面鏡里成的是正立的虛像，物體在平面鏡里成的是正立的虛像，像和物體大小相等像和物體大小相等, ,像和物體以鏡面為對像和物體以鏡面為對稱。稱。利用作圖法求平面鏡所成像的位置利用作圖法求平面鏡所成像的位置SoS利用作圖法求入射光線與反射光線的路徑利用作圖法求入射光線與反射光線的路徑SS 平面鏡前有一個物，眼睛能不能看平面鏡前有一個物，眼睛能不能看到其虛像？到其虛像？AB 平面鏡前有一個物，眼

10、睛能不能看平面鏡前有一個物，眼睛能不能看到其虛像？到其虛像？C 平面鏡前有一個物，眼睛能不能看平面鏡前有一個物，眼睛能不能看到其虛像？到其虛像？畫出通過該平面鏡所能看到物的范圍。畫出通過該平面鏡所能看到物的范圍。 平面鏡以此放置，眼睛能不能看到平面鏡以此放置，眼睛能不能看到自己的像？自己的像？ 地面有一不透明物體，光源在地面有一不透明物體，光源在0點，通點，通過天花板上的平面鏡，光源能照亮右側地過天花板上的平面鏡，光源能照亮右側地面的范圍。面的范圍。 0FE 如圖所示，水平地面上有一不透光的邊長為如圖所示，水平地面上有一不透光的邊長為x的正方體的正方體物塊。在正方體正左方有一點光源物塊。在正方

11、體正左方有一點光源S，點光源和正方體物塊，點光源和正方體物塊的距離也為的距離也為x。若在點光源。若在點光源S的上方距離為的上方距離為H處水平放置平面處水平放置平面鏡，鏡，H大小固定不變，平面鏡足夠大。不考慮其他光源的存大小固定不變，平面鏡足夠大。不考慮其他光源的存在，那么在正方體的另一側水平面上，將會由于點光源在，那么在正方體的另一側水平面上，將會由于點光源S發(fā)發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射而照亮，現(xiàn)改變出的光線經(jīng)平面鏡反射而照亮，現(xiàn)改變x的大小，當?shù)拇笮?，當x增大增大到多大時，照亮區(qū)域將消失到多大時，照亮區(qū)域將消失?xHxS平面鏡的反射平面鏡的反射 多面平面鏡的反射多面平面鏡的反射 根據(jù)光的反射定律

12、根據(jù)光的反射定律，可以證明光線經(jīng)過夾，可以證明光線經(jīng)過夾角為角為9090的兩個平面鏡的兩個平面鏡的反射后，出射的光線的反射后，出射的光線與入射的光線之間的夾與入射的光線之間的夾角為角為180180。即出射光。即出射光線與入射光線平行但方線與入射光線平行但方向相反。向相反。多面平面鏡的成像特點多面平面鏡的成像特點 兩塊兩塊90放置放置的平面鏡，能成的平面鏡，能成多少個像？多少個像？多面平面鏡的成像特點多面平面鏡的成像特點 將兩面鏡子豎立在桌面將兩面鏡子豎立在桌面上上, ,用這兩面鏡子來照一下自用這兩面鏡子來照一下自己。你會看到：兩面鏡子各己。你會看到：兩面鏡子各照出你半個面孔，兩面鏡子照出你半個

13、面孔，兩面鏡子的中線恰好在整個面孔的中的中線恰好在整個面孔的中間，再用右手摸一下右耳，間，再用右手摸一下右耳，啊！真奇怪，在鏡子里你竟??！真奇怪，在鏡子里你竟看到自己正在摸左耳呢！看到自己正在摸左耳呢！多面平面鏡的成像特點多面平面鏡的成像特點偶鏡偶鏡多面平面鏡的成像特點多面平面鏡的成像特點 當我們面對一面鏡子舉起右手我們面對一面鏡子舉起右手時，我們會看到鏡子里的時，我們會看到鏡子里的“人人自自己己”舉起了左手現(xiàn)有兩塊平面鏡舉起了左手現(xiàn)有兩塊平面鏡請你設計一個方案使得你舉起右手請你設計一個方案使得你舉起右手時，在鏡子里的時，在鏡子里的“你你”也舉起了右手也舉起了右手。請用一個點表示人所在的位置，

14、利。請用一個點表示人所在的位置，利用對稱法畫出成像光路示意圖。用對稱法畫出成像光路示意圖。 摘自：一十七屆初中物理競賽（大同杯） 光的折射光的折射折射現(xiàn)象及其規(guī)律折射現(xiàn)象及其規(guī)律 光從一種物質進入另一種物質，它的傳播光從一種物質進入另一種物質，它的傳播方向通常會改變，這種現(xiàn)象叫做光的折射。方向通常會改變，這種現(xiàn)象叫做光的折射。折射現(xiàn)象及其規(guī)律折射現(xiàn)象及其規(guī)律 水池寬為水池寬為L,在水池右側距遲底高在水池右側距遲底高度度H處有一激光束處有一激光束,水池無水時恰好在水池無水時恰好在水池的左下角產(chǎn)生一個光斑水池的左下角產(chǎn)生一個光斑,已知已知L=H,現(xiàn)水池注水現(xiàn)水池注水,水面上升水面上升,則光斑則光斑

15、A.勻速向右移動勻速向右移動,且移動速度小于水面且移動速度小于水面上升速度上升速度;B.勻速向右移動勻速向右移動,且移動速度大于水面且移動速度大于水面上升速度上升速度;C.減速向右移動減速向右移動,但速度始終大于水面但速度始終大于水面上升速度上升速度;D.加速向右移動加速向右移動,但速度始終小于水面但速度始終小于水面上升速度上升速度;2008年第二十二屆上海市初中物理競賽年第二十二屆上海市初中物理競賽LH答案:A光在光在不均勻不均勻媒質媒質中的傳播中的傳播-海市蜃樓海市蜃樓光在光在不均勻不均勻媒質媒質中的傳播中的傳播-海市蜃樓海市蜃樓(沙漠海市蜃樓的形成沙漠海市蜃樓的形成)透鏡成像和透鏡焦距的

16、測定透鏡成像和透鏡焦距的測定 兩個側面都磨成球面兩個側面都磨成球面(或者一面是球面或者一面是球面,另一面另一面是平面是平面)的透明體叫做透鏡的透明體叫做透鏡.凸透鏡凸透鏡凹透鏡凹透鏡凸透鏡的成像特點：凸透鏡的成像特點：利用作圖法求透鏡成像位置利用作圖法求透鏡成像位置FFuv物方焦點物方焦點像方焦點像方焦點FFuv凸透鏡的成像特點：凸透鏡的成像特點：利用作圖法求透鏡成像位置利用作圖法求透鏡成像位置物方焦點物方焦點像方焦點像方焦點uv虛像虛像凸透鏡的成像特點：凸透鏡的成像特點：利用作圖法求透鏡成像位置利用作圖法求透鏡成像位置物方焦點物方焦點像方焦點像方焦點FF凸透鏡的成像公式：凸透鏡的成像公式：f

17、vu111凹透鏡的成像特點：凹透鏡的成像特點：FF物方焦點物方焦點像方焦點像方焦點F物方焦點物方焦點F物方焦點物方焦點像方焦點像方焦點F像方焦點像方焦點F由輔助透鏡成像法求凹透鏡焦距由輔助透鏡成像法求凹透鏡焦距 光學實驗的幾個技巧問題：光學實驗的幾個技巧問題：光源光源：通常用平面圖形（例如網(wǎng)格）做物，還需要用小燈：通常用平面圖形（例如網(wǎng)格）做物，還需要用小燈照明，由于小燈發(fā)光的線度甚小，應在小燈和物之間加一照明，由于小燈發(fā)光的線度甚小，應在小燈和物之間加一塊毛玻璃，毛玻璃起漫反射作用，使物得到均勻照明。塊毛玻璃，毛玻璃起漫反射作用，使物得到均勻照明。像屏像屏：實像是光束的會聚中心，眼睛可以看到實像，但光：實像是光束的會聚中心，眼睛可以看到實像，但光束直徑較小，眼睛直接觀察不容易，可利用毛玻璃的漫反束直徑較小，眼睛直接觀察不容易，可利用毛玻璃的漫反射，在各個角度都能看到屏上的像。射，在各個角度都能看到屏上的像。各光學元件共軸的調節(jié)：各光學元件共軸的調節(jié)：粗調：粗調：將各個元件的中心大致在一條直線上，通常與光具將各個元件的中心大致在一條直線上，