全部光學(xué)內(nèi)容梳理-小孔成像、凸透鏡成像等

全部光學(xué)內(nèi)容梳理-小孔成像、凸透鏡成像等光的直線傳播1.光現(xiàn)象：包括光的直線傳播、光的反射和光的折射。2.光源：能夠發(fā)光的物體叫做光源。光源按形成原因分：可以分為自然光源和人造光源。月亮不是光源，月亮本身不發(fā)光，只是反射太陽(yáng)的光。3.光的直線傳播：光在真空中或同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，光的傳播不需要介質(zhì)。大氣層是不均勻的，當(dāng)光從大氣層外射到地面時(shí)，光線發(fā)了了彎折（海市蜃樓、早晨看到太陽(yáng)時(shí)，太陽(yáng)還在地平線以下、星星的閃爍等）光沿直線傳播的現(xiàn)象：小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一葉障目。光沿直線傳播的應(yīng)用：①激光準(zhǔn)直：直隊(duì)要向前看齊，打靶瞄準(zhǔn)。②影的形成：光在傳播過(guò)程中，遇到不透明的物體，由于光是沿直線傳播的，所以在不透光的物體后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。③日食月食的形成日食的成因：當(dāng)月球運(yùn)行到太陽(yáng)和地球中間時(shí)，并且三球在一條直線上，太陽(yáng)光沿直線傳播過(guò)程中，被不透明的月球擋住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食.月食的成因：當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)行到太陽(yáng)和月球中間時(shí)，太陽(yáng)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.如圖：在月球后1的位置可看到日全食，在2的位置看到日偏食，在3的位置看到日環(huán)食。④小孔成像：小孔成像實(shí)驗(yàn)早在《墨經(jīng)》中就有記載小孔成像成倒立的實(shí)像，其像的形狀與孔的形狀無(wú)關(guān)。像可能放大，也可能縮小。用一個(gè)帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間，屏幕上就會(huì)形成物的倒像，我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。前后移動(dòng)中間的板，像的大小也會(huì)隨之發(fā)生變化。這種現(xiàn)象反映了光沿直線傳播的性質(zhì)。小孔成像原理：光在同一均勻介質(zhì)中，不受引力作用干擾的情況下沿直線傳播。

根據(jù)光的直線傳播規(guī)律證明像長(zhǎng)和物長(zhǎng)之比等于像和物分別距小孔屏的距離之比。4.光線：用一條帶有箭頭的直線表示光的徑跡和方向的直線。（光線是假想的，實(shí)際并不存在）

光線是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。5.光速：光在不同物質(zhì)中傳播的速度一般不同，真空中最快。(1)光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s；光在空氣中速度約為3×108m/s（注意指數(shù)）。光在水中速度為真空中光速的3/4，在玻璃中速度為真空中速度的2/3。雷聲和閃電在同時(shí)同地發(fā)生，但我們總是先看到閃電后聽(tīng)到雷聲，這說(shuō)明什么問(wèn)題？

這表明光的傳播速度比聲音快。(2)光年是長(zhǎng)度的單位，1光年表示光在1年時(shí)間所走的路程，1光年＝3×108米/秒×365×24×3600秒＝9.46×1015米注意：光年不是時(shí)間的單位。二光的反射1.反射：光在兩種物質(zhì)的交界面處會(huì)發(fā)生反射。

我們能夠看見(jiàn)不發(fā)光的物體，是因?yàn)槲矬w反射的光進(jìn)入了我們的眼睛。定義：光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)表面時(shí)，一部分光被反射回原來(lái)介質(zhì)的現(xiàn)象叫光的反射。任何物體的表面都會(huì)發(fā)生反射。2.探究實(shí)驗(yàn)：探究光的反射規(guī)律【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】把一個(gè)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，如圖2-2所示。取下紙板，用量角器測(cè)量NO兩側(cè)的角i和r?！緦?shí)驗(yàn)表格】【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論】在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線都在同一個(gè)平面內(nèi)；反射光線、入射光線分居法線兩側(cè)；反射角等于入射角（i＝r）?！咀⒁狻竣侔鸭埌錘OF向前或向后折，將看不到反射光線，這說(shuō)明反射光線、入射光線在同一個(gè)平面內(nèi)。

②如果讓光逆著反射光線的方向射到鏡面，那么，它被反射后就會(huì)逆著原來(lái)的入射光的方向射出。這表明，在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。3.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個(gè)平面內(nèi)；反射光線、入射光線分居法線兩側(cè)；反射角等于入射角，反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小，當(dāng)入射角為零時(shí)，反射角也變?yōu)榱愣取＃ê?jiǎn)記為：三線共面、兩線分居、兩角相等）。如圖2-3，垂直于鏡面的直線ON叫做法線；入射光線與法線的夾角i叫做入射角；反射光線與法線的夾角r叫做反射角。4.光的反射的兩種類型：漫反射和鏡面反射。這兩種反射都遵循光的反射定律?！瘼喷R面反射定義：射到物面上的平行光反射后仍然平行。即入射光線平行，反射光線也平行，其他方向沒(méi)有反射光。條件：反射面平滑。應(yīng)用：迎著太陽(yáng)看平靜的水面，特別亮。黑板“反光”等，都是因?yàn)榘l(fā)生了鏡面反射。●⑵漫反射定義：射到物面上的平行光反射后向著不同的方向，每條光線遵守光的反射定律。條件：反射面凹凸不平。應(yīng)用：能從各個(gè)方向看到本身不發(fā)光的物體，是由于光射到物體上發(fā)生漫反射的緣故。練習(xí)：☆請(qǐng)各舉一例說(shuō)明光的反射作用對(duì)人們生活、生產(chǎn)的利與弊。○⑴有利：生活中用平面鏡觀察面容；我們能看到的大多數(shù)物體是由于物體反射光進(jìn)入我們眼睛?！稷朴斜祝汉诎宸垂?；城市高大的樓房的玻璃幕墻、釉面磚墻反光造成光污染?！畎炎雷臃旁诮淌抑虚g，我們從各個(gè)方向能看到它原因是：光在桌子上發(fā)生了漫反射。5.如果想在平面鏡內(nèi)看到全身像，鏡子高度至少為身高的一半。6.畫反射光線或入射光線完成光路圖的方法(1)畫反射光線或入射光線完成光路圖的依據(jù)是光的反射定律。(2)當(dāng)繪制完成的時(shí)候，圖中必須包含以下元素：平面鏡、入射光線、反射光線（標(biāo)好箭頭）、入射角和反射角相等的標(biāo)志（如果給出角度，還要標(biāo)好角度）、法線（虛線）和垂直標(biāo)志。(3)已知平面鏡、入（反）射光線、入（反）射角時(shí)，先過(guò)入（反）射點(diǎn)作法線。然后在法線的另一側(cè)量出與入（反）射角相等的角，作出反（入）射光線。最后將其他元素補(bǔ)全。(4)已知入射光線、反射光線時(shí)，先作兩線交角的角平分線，作為法線。然后過(guò)兩線交點(diǎn)作垂直于法線的平面鏡。最后將其他元素補(bǔ)全。7.面鏡⑴平面鏡：成像特點(diǎn)：正立，等大,等距,垂直,虛像①像、物大小相等②像、物到鏡面的距離相等。③像、物的連線與鏡面垂直④物體在平面鏡里所成的像是虛像。成像原理：光的反射定理作用：成像、改變光路實(shí)像和虛像：實(shí)像：實(shí)際光線會(huì)聚點(diǎn)所成的像，可以用屏接到，也可以用眼睛看到。虛像：反射光線或折射光線反向延長(zhǎng)線的會(huì)聚點(diǎn)所成的像，只能用眼睛看到，不能用屏接到。平面鏡的應(yīng)用：水中的倒影；平面鏡成像；潛望鏡。⑵球面鏡①凹面鏡定義：用球面的內(nèi)表面作反射面。性質(zhì)：凹鏡能把射向它的平行光線會(huì)聚在一點(diǎn)；從焦點(diǎn)射向凹鏡的反射光是平行光應(yīng)用：太陽(yáng)灶、手電筒反射面、汽車頭燈，天文望遠(yuǎn)鏡。②凸面鏡定義：用球面的外表面做反射面。性質(zhì)：凸鏡對(duì)光線起發(fā)散作用。凸鏡所成的象是縮小的虛像應(yīng)用：汽車后視鏡，路面拐彎處的反光鏡。練習(xí)：☆在研究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí)，我們常用平板玻璃、直尺、蠟燭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中選用兩根相同蠟燭的目的是：便于確定成像的位置和比較像和物的大小?！钇囁緳C(jī)前的玻璃不是豎直的，而是上方向內(nèi)傾斜，除了可以減小前進(jìn)時(shí)受到的阻力外，從光學(xué)角度考慮這樣做的好處是：使車內(nèi)的物體的像成在司機(jī)視線上方，不影響司機(jī)看路面。汽車頭燈安裝在車頭下部：可以使車前障礙物在路面形成較長(zhǎng)的影子，便于司機(jī)及早發(fā)現(xiàn)。三顏色及看不見(jiàn)的光1.白光的組成：紅，橙，黃，綠，藍(lán)，靛，紫，白色光不是單色光。單色光：不能再分解的色光復(fù)色光：由其他色光混合而成的色光(1)光的色散：太陽(yáng)光用三棱鏡可以分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等色光的現(xiàn)象。雨后的彩虹就是光的色散現(xiàn)象。(2)色光的三原色：紅、綠、藍(lán)；(三種色光按照不同比例混合可以產(chǎn)生各種顏色的光）顏料的三原色是：紅、黃、藍(lán)。顏料的混合原理是：兩種顏料混合色是它們都能反射的色光，其余的色光都被這兩種顏料吸收掉了。色光的混合原理是：兩種色光混合后使眼睛感覺(jué)到了另一種顏色。彩色電視機(jī)里的各種顏色是怎樣產(chǎn)生的呢？通過(guò)用放大鏡觀察，就可以發(fā)現(xiàn)，電視機(jī)屏幕上顯現(xiàn)出畫面的豐富多彩的顏色，都是由紅、綠、藍(lán)三色光條合成的.光照到物體表面上時(shí)，有一部分光被物體反射，一部分光被吸收，如果物體是透明的，還有一部分光會(huì)透過(guò)它。不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的，反射什么顏色的光，就呈現(xiàn)什么顏色。透明物體的顏色是由它透過(guò)的色光決定的，通過(guò)什么顏色的光，就呈現(xiàn)什么顏色。2.看不見(jiàn)的光(1)光譜：把光按紅,橙,黃,綠,藍(lán),靛,紫的順序排列起來(lái)，就是光譜。(2)紅外線：太陽(yáng)光色散區(qū)域（光譜）中，紅光外側(cè)的不可見(jiàn)光叫做紅外線，紅外線能使被照射的物體發(fā)熱（如太陽(yáng)的熱就是以紅外線傳送到地球上的），具有熱效應(yīng)所有物體都在不停的向外輻射紅外線。應(yīng)用：紅外探測(cè)器﹑紅外照相機(jī)﹑紅外夜視儀﹑追蹤導(dǎo)彈、遙控(3)紫外線：太陽(yáng)光色散區(qū)域中，紫光外側(cè)的不可見(jiàn)光叫做紫外線。紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光，另外還可以滅菌。應(yīng)用：驗(yàn)鈔機(jī)﹑紫外線殺菌。特點(diǎn)：促進(jìn)鈣質(zhì)吸收、殺死微生物、熒光物質(zhì)發(fā)熒光。(4)霧燈用黃光的理由：不易被空氣散射，人眼對(duì)黃光敏感。四光的折射1.定義：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)生變化；這種現(xiàn)象叫光的折射現(xiàn)象。理解：光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處，只是反射光返回原介質(zhì)中，而折射光則進(jìn)入到另一種介質(zhì)中，由于光在在兩種不同的物質(zhì)里傳播速度不同，故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化，這就是光的折射。注意：在兩種介質(zhì)的交界處，既發(fā)生折射，同時(shí)也發(fā)生反射2.光的折射定律三線同面，法線居中，空氣中角大，光路可逆(1)折射光線，入射光線和法線在同一平面內(nèi)。(2)折射光線和入射光線分居與法線兩側(cè)。(3)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，屬于近法線折射。光從水中或其他介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，屬于遠(yuǎn)法線折射。光從空氣垂直射入（或其他介質(zhì)射出），折射角=入射角=0度。3.應(yīng)用：從空氣看水中的物體，或從水中看空氣中的物體看到的是物體的虛像，看到的位置比實(shí)際位置高練習(xí)：☆池水看起來(lái)比實(shí)際的淺是因?yàn)楣鈴乃行鄙湎蚩諝庵袝r(shí)發(fā)生折射，折射角大于入射角。☆藍(lán)天白云在湖中形成倒影，水中魚兒在“云中”自由穿行。這里我們看到的水中的白云是由光的反射而形成的虛像，看到的魚兒是由是由光的折射而形成的虛像。五透鏡1.名詞透鏡：透明物質(zhì)制成(一般是玻璃)，至少有一個(gè)表面是球面的一部分，且透鏡厚度遠(yuǎn)比其球面半徑小的多。分類凸透鏡：邊緣薄，中央厚

凹透鏡：邊緣厚，中央薄主光軸：通過(guò)兩個(gè)球面球心的直線。光心（O）：即薄透鏡的中心。性質(zhì)：通過(guò)光心的光線傳播方向不改變。焦點(diǎn)（F）：凸透鏡能使跟主光軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫焦點(diǎn)。虛焦點(diǎn)：跟主光軸平行的光線經(jīng)凹透鏡后變得發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線相交在主光軸上一點(diǎn)，這一點(diǎn)不是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，所以叫虛焦點(diǎn)。焦距（f）：焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離。2.透鏡及對(duì)光線的作用3.填表六凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用1.實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)時(shí)點(diǎn)燃蠟燭，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使?fàn)T焰的像成在光屏中央。若在實(shí)驗(yàn)時(shí)，無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蠟燭在焦點(diǎn)以內(nèi)；②燭焰在焦點(diǎn)上③燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度；④蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠(yuǎn)的地方，光具座的光屏無(wú)法移到該位置。2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（凸透鏡成像規(guī)律）F分虛實(shí),2f大小,實(shí)倒虛正,(一倍焦距分虛實(shí)，兩倍焦距分大小，像的移動(dòng)方向與物體相同)3.凸透鏡成像規(guī)律通過(guò)上述表格，可總結(jié)出凸透鏡成像的規(guī)律有(常用)：(1)實(shí)像→倒立、異側(cè)虛像→正立、同側(cè)(2)像距越大，成像也越大（類似于小孔成像）u＞v縮小u=v等大u＜v放大(3)成實(shí)像時(shí)物距u與像距v誰(shuí)更大，則它對(duì)應(yīng)的物(像)也大(4)物像總沿同方向移動(dòng)①成實(shí)像時(shí)（異側(cè)）：u↑，v↓②成虛像時(shí)（同側(cè)）：u↑，v↓應(yīng)用：放大鏡（成更大的像）→適當(dāng)遠(yuǎn)離報(bào)紙。(5)物距u=f時(shí)，為成像最大點(diǎn)。物體越靠近焦點(diǎn)，成像越大。實(shí)像(u＞f)：u↓像↑虛像(u＜f)：u↑像↑(6)成實(shí)像時(shí)，物距u與像距v之和u＋v≥4f。（當(dāng)u=v=2f時(shí)，取等號(hào)）4.對(duì)規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)：(1)u＝f是成實(shí)像和虛像，正立像和倒立像，像物同側(cè)和異側(cè)的分界點(diǎn)。(2)u＝2f是像放大和縮小的分界點(diǎn)(3)當(dāng)像距大于物距時(shí)成放大的實(shí)像（或虛像），當(dāng)像距小于物距時(shí)成倒立縮小的實(shí)像。(4)成實(shí)像時(shí)：⑸成虛像時(shí)：5.凸透鏡成像規(guī)律口決記憶法口決一：

“一焦分虛實(shí)，二焦分大??；虛像同側(cè)正；實(shí)像異側(cè)倒，物運(yùn)像變小”口決二：

三物距、三界限，成像隨著物距變；

物遠(yuǎn)實(shí)像小而近，物近實(shí)像大而遠(yuǎn)。

如果物放焦點(diǎn)內(nèi)，正立放大虛像現(xiàn)；

幻燈放像像好大，物處一焦二焦間；

相機(jī)縮你小不點(diǎn)，物處二倍焦距遠(yuǎn)。口決三：凸透鏡，本領(lǐng)大，照相、幻燈和放大；

二倍焦外倒實(shí)小，二倍焦內(nèi)倒實(shí)大；

若是物放焦點(diǎn)內(nèi)，像物同側(cè)虛像大；

一條規(guī)律記在心，物近像遠(yuǎn)像變大。6.為了使幕上的像“正立”（朝上），幻燈片要倒著插。7.照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，暗箱中的膠片相當(dāng)于光屏，我們調(diào)節(jié)調(diào)焦環(huán)，并非調(diào)焦距，而是調(diào)鏡頭到膠片的距離，物離鏡頭越遠(yuǎn)，膠片就應(yīng)靠近鏡頭。七眼鏡和眼睛1.成像原理：人的眼睛像一架神奇的照相機(jī)，晶狀體相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭（凸透鏡），視網(wǎng)膜相當(dāng)于照相機(jī)內(nèi)的膠片。從物體發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)晶狀體等一個(gè)綜合的凸透鏡在視網(wǎng)膜上行成倒立，縮小的實(shí)像，分布在視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細(xì)胞受到光的刺激，把這個(gè)信號(hào)傳輸給大腦，人就可以看到這個(gè)物體了。2.近視及遠(yuǎn)視的矯正：近視眼：成像于視網(wǎng)膜之前，看不清遠(yuǎn)處的景物，用凹透鏡矯正。遠(yuǎn)視眼：成像于視網(wǎng)膜之后，看不清近處的景物，用凸透鏡矯正。八顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡1.顯微鏡顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡，每組透鏡的作用都相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，靠近眼睛的凸