第二章光現(xiàn)象（單元知識(shí)清單）

第四章光現(xiàn)象（知識(shí)清單）思維導(dǎo)圖第一節(jié)光的色彩一、光源：1.光源：把本身發(fā)光的物體叫作光源。2.光源的分類(lèi)：（1）天然光源：自然界本身存在的光源。如太陽(yáng)、螢火蟲(chóng)、水母、燈籠魚(yú)等。（2）人造光源：人為制造的光源。如點(diǎn)燃的火把、點(diǎn)燃的油燈、發(fā)光的手電筒、發(fā)光的電燈、發(fā)光的無(wú)影燈等。3.提示：光源是指自身能夠發(fā)光的物體，如太陽(yáng)、發(fā)光的電燈、點(diǎn)燃的蠟燭等都是光源。有些物體本身不發(fā)光，但由于它們能反射太陽(yáng)光或其它光源發(fā)出的光，好像它們也在發(fā)光一樣，不要誤認(rèn)為是光源，如月亮、所有行星和反光的鏡子等。二、光的色散1.光的色散概念太陽(yáng)光（白光）經(jīng)過(guò)三棱鏡被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等多種顏色的光，這種現(xiàn)象叫作光的色散。2.單色光與復(fù)色光（1）不能分解的光叫作單色光，如紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。（2）由幾種單色光混合而成的光叫作復(fù)色光，白光（太陽(yáng)光）是復(fù)色光。3.光發(fā)生色散的實(shí)質(zhì)光發(fā)生色散的實(shí)質(zhì)是光的折射現(xiàn)象。不同顏色的光經(jīng)三棱鏡后，偏折（折射）程度不同，其中紅光偏折程度最小，紫光偏折程度最大；所以白光經(jīng)三棱鏡后，在光屏由上到下呈現(xiàn)為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色。4.生活中的色散現(xiàn)象：（1）彩虹：太陽(yáng)光被空氣中水滴色散形成的；（2）彩色的肥皂泡：太陽(yáng)光經(jīng)氣泡發(fā)生色散形成的。三、色光的混合1.光的三原色把紅、綠、藍(lán)叫作色光的三原色。紅、綠、藍(lán)三種色光按不同的比例混合可以產(chǎn)生各種不同的色光；紅、綠、藍(lán)三種色光按等比例混合可以產(chǎn)生白光。但是自然界中的紅、綠、藍(lán)三種顏色的光無(wú)法用其他顏色的光混合的。2.色光的混合（1）色光的混合紅、綠、藍(lán)三種色光中，只要適當(dāng)調(diào)配紅、綠、藍(lán)三種色光的比例，就可以產(chǎn)生各種顏色的光。例如，紅光＋綠光→黃光；紅光＋藍(lán)光→品紅光；綠光＋藍(lán)光→青光；紅光＋綠光＋藍(lán)光→白光。（2）我們看到的電視機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示器或屏幕上的豐富色彩就是由三原色光混合而成的。3.物體的顏色（1）透明物體的顏色由透過(guò)它的色光決定；（2）不透明物體的顏色由它反射的色光決定。第2節(jié)光的直線傳播一、光在均勻介質(zhì)中的傳播1.光的直線傳播（1）光的傳播介質(zhì)：空氣、水、玻璃等透明物質(zhì)可以作為光傳播的介質(zhì)。（2）光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。（3）光在不同的介質(zhì)或同種不均勻的介質(zhì)中，不一定沿直線傳播。2.光線（1）概念：通常用一條帶箭頭的直線表示光傳播的路徑和方向，這樣的線叫作光線。（2）畫(huà)法：光線是實(shí)線，且表示光線傳播方向的箭頭一般畫(huà)在直線的中間位置。（3）研究方法：物理模型法。即通過(guò)模型來(lái)揭示原型的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法稱(chēng)為“模型法”。光線實(shí)際上是不存在的，人們是為了方便研究光的傳播路徑而引入的一種物理模型。二、光的直線傳播的一些現(xiàn)象（1）影子：光在傳播過(guò)程中，遇到不透明的物體，在物體背面形成的陰暗區(qū)叫影子。（2）日食、月食的形成①原理：光的直線傳播。②成因：日食是地球上的人看太陽(yáng)，由于光是沿直線傳播的，太陽(yáng)光被月球擋住了（圖甲）。月食是地球上的人看月球，由于光是沿直線傳播的，太陽(yáng)光被地球擋住了（圖乙）。甲乙當(dāng)月球運(yùn)行到太陽(yáng)和地球中間時(shí)，太陽(yáng)光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。而當(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。（3）小孔成像小孔成像的原理是光的直線傳播。如圖所示，燭焰上部的光線，由于光的直線傳播，通過(guò)小孔后，射到了下部；同理，燭焰下部的光線通過(guò)小孔后，射到了上部。小孔成像的特點(diǎn)①成像性質(zhì)：倒立的大小不確定的實(shí)像（選填“倒”或“正”）。上下顛倒、左右相反。②影響成像大小的因素：與物體到小孔的距離以及光屏到小孔的距離有關(guān)。③像的形狀：與物體的形狀相同，與小孔的形狀無(wú)關(guān)。4.光的直線傳播的應(yīng)用利用激光引導(dǎo)開(kāi)鑿隧道；射擊瞄準(zhǔn)時(shí)的“三點(diǎn)一線”；站隊(duì)列時(shí)，隊(duì)列是否整齊的判斷；木工檢查木板是否平直等等。三、光的傳播速度1.光在真空中的傳播速度：光在真空中的傳播速度（用c表示）最快。c＝3.0×108m/s。2.光在其他介質(zhì)中的速度（1）光在空氣中的傳播速度接近光在真空中的傳播速度，可以認(rèn)為等于c。（2）光在水中的傳播速度約為3c/4,在玻璃中的傳播速度約為2c/3。

3.比較聲與光的傳播情況聲光不能在真空中傳播能在真空中傳播，且速度最大15℃空氣中速度為340m/s空氣中速度約為3.0×108m/s聲音傳播需要介質(zhì)光的傳播不需要介質(zhì)第3節(jié)平面鏡一、平面鏡成像的特點(diǎn)平面鏡所成的像是虛像，像和物大小相等，且它們到平面鏡的距離也相等，像和物關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)。二、平面鏡成像作圖的兩種方法1.利用平面鏡的成像原理作圖。如圖所示，步驟如下：①?gòu)陌l(fā)光點(diǎn)S引出兩條光線，照射到平面鏡上；②作兩條入射光線的法線；③根據(jù)光的反射定律，作兩條入射光線的反射光線；④作反射光線的反向延長(zhǎng)線，交點(diǎn)S'即為發(fā)光點(diǎn)S的像點(diǎn)。2.用對(duì)稱(chēng)法作圖。如圖所示，步驟如下：①過(guò)S點(diǎn)作平面鏡的垂線（像與物的連線跟鏡面垂直），用虛線；②取S'點(diǎn)，讓S'到鏡面的距離等于S到鏡面的距離（像到鏡面的距離與物到鏡面的距離相等）；③用虛線畫(huà)出像點(diǎn)S'（像與物大小相等）。三、平面鏡的應(yīng)用與負(fù)面影響1.利用平面鏡成像。如練功房?jī)?nèi)，演員利用平面鏡可以矯正自己的舞姿；家庭用的穿衣鏡；醫(yī)生用來(lái)檢查牙齒的小鏡子等。2.利用平面鏡可以改變光的傳播方向。如潛水艇用的潛望鏡、顯微鏡、投影儀中的平面鏡等，都利用到了平面鏡能改變光路的特點(diǎn)：修建體育館和高大建筑物時(shí)，利用平面鏡把太陽(yáng)光反射到室內(nèi)，改善光照條件等。3.利用平面鏡來(lái)擴(kuò)大視覺(jué)空間。理論上，在一個(gè)房間內(nèi)安裝一個(gè)尺寸合適的平面鏡，能使人感覺(jué)到空間增大了一倍。4.光污染：建筑物的玻璃幕墻反射出的刺眼陽(yáng)光；夜間行車(chē)時(shí)，車(chē)內(nèi)物物通過(guò)風(fēng)擋玻璃成的像。第4節(jié)光的反射一、光的反射1.光的反射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)的表面時(shí)，會(huì)有一部分光返回到原介質(zhì)中，這種傳播現(xiàn)象叫作光的反射。光遇到桌面、水面以及其他許多物體的表面都會(huì)發(fā)生反射。我們能夠看見(jiàn)不發(fā)光的物體，就是因?yàn)槲矬w反射的光進(jìn)入了我們的眼睛。2.描述光反射的有關(guān)概念（如圖）：（1）一點(diǎn)：入射點(diǎn)O，入射光在反射面上的投射點(diǎn)；（2）三線：入射光線AO，投射到反射面的光線；反射光線OB，經(jīng)反射面反射出的光線；法線ON，過(guò)入射點(diǎn)與反射面垂直的直線；（3）兩角：入射角i：入射光線與法線之間的夾角；反射角r：反射光線與法線之間的夾角。3.提示（1）反射角和入射角都是光線與法線的夾角，而不是光線與反射面的夾角。（2）反射光線與入射光線是真實(shí)存在的，是可以看見(jiàn)的，用帶箭頭的實(shí)線表示；法線則是人們?yōu)檠芯糠瓷洮F(xiàn)象而引入的一條位置參考線，所以在畫(huà)光路圖時(shí)，總是用虛線表示法線（均選填“虛”或“實(shí)”）。二、光的反射定律1.光的反射定律（1）內(nèi)容：在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(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。（2）簡(jiǎn)記光的反射定律：①三線共面。即反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；②兩線分居。即反射光線與入射光線分居在法線的兩側(cè)；③兩角相等。即反射角等于入射角。（3）對(duì)光的反射定律的理解：①對(duì)應(yīng)關(guān)系：每一條反射光線對(duì)應(yīng)著一條入射光線。②因果關(guān)系：反射現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，先有入射光線，后有反射光線。反射光線是隨著入射光線的改變而改變的，所以不能把“反射角等于入射角”說(shuō)成“入射角等于反射角”。③變化規(guī)律：反射光線隨入射光線的改變而改變，人射光線“靠近”或“遠(yuǎn)離”法線，反射光線也相應(yīng)地“靠近”或“遠(yuǎn)離”法線，即反射角隨入射角的增大而增大，隨入射角的減小而減小。④特殊情況：光線垂直鏡面入射時(shí)，入射角為0°，反射光線沿原路返回，反射角也為0°，光的傳播方向改變了180°，并不是沒(méi)有發(fā)生反射。（4）在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。三、平面鏡成虛像1.平面鏡成虛像如圖所示，設(shè)來(lái)自燭焰上點(diǎn)S的兩條光線經(jīng)平面鏡反射后進(jìn)入人眼，這兩條光線的入射點(diǎn)分別為O1和O2，根據(jù)光的反射定律，可作出反射光線O1A1和O2A2。它們的反向延長(zhǎng)線（虛線）相交于平面鏡后的點(diǎn)S'，人會(huì)感到光好像是從點(diǎn)S'發(fā)出的，點(diǎn)S'就是點(diǎn)S的虛像。同理，燭焰上的其他點(diǎn)也都能通過(guò)平面鏡形成對(duì)應(yīng)的虛像點(diǎn)，因而形成整個(gè)燭焰的虛像。由此可見(jiàn)，燭焰的虛像并不發(fā)光，它是由射入人眼的反射光所形成的視覺(jué)效果。2.平面鏡成像的原理：光的反射。3.實(shí)像和虛像（1）實(shí)像：由實(shí)際光線會(huì)聚而成的像叫實(shí)像。實(shí)像的特點(diǎn)是倒立的，可用光屏承接，也可以用眼睛直接觀察。例如小孔成的像。（2）虛像：不是實(shí)際光線會(huì)聚而成，是實(shí)際光線的反向延長(zhǎng)線相交而成。虛像的特點(diǎn)是正立的，只能用眼睛觀察，不能用光屏承接。例如平面鏡成的像。四、鏡面反射和漫反射1.鏡面反射（1）概念：一束平行光照射到鏡面上后，會(huì)被平行地反射，這種反射叫作鏡面反射。平靜的水面、拋光的金屬面、各種鏡面的反射都是鏡面反射。（2）現(xiàn)象：迎著太陽(yáng)看平靜的水面，特別亮；背著太陽(yáng)看平靜的水面，很暗；黑板“反光”會(huì)“晃眼”等。2.漫反射（1）概念：凹凸不平的表面會(huì)把平行的入射光向著四面八方反射，這種反射叫作漫反射。（2）現(xiàn)象：能從各個(gè)方向看到本身不發(fā)光的物體，是由于光照射到物體上發(fā)生了漫反射。五、凸面鏡和凹面鏡1.凸面鏡反射面是凸面的鏡子叫凸面鏡。凸面鏡對(duì)光有發(fā)散作用，常用來(lái)擴(kuò)大視野。汽車(chē)的后視鏡、街頭路口的反光鏡都是應(yīng)用了凸面鏡對(duì)光的發(fā)散作用。凸面鏡對(duì)光的發(fā)散凹面鏡對(duì)光的會(huì)聚2.凹面鏡反射面是凹面的鏡子叫凹面鏡。凹面鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，太陽(yáng)灶、手電筒反光鏡、醫(yī)生檢查耳朵用的醫(yī)用反光鏡都是應(yīng)用了凹面鏡對(duì)光的會(huì)聚作用。3.凸面鏡和凹面鏡都是利用光的反射成像的，都遵循光的反射定律且符合光路可逆性。本章典型實(shí)驗(yàn)一、探究光的反射定律【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】1.實(shí)驗(yàn)器材激光筆、鉛筆、量角器、平面鏡、可折轉(zhuǎn)的白色粗糙硬紙板等。①量角器：測(cè)量入射角和反射角的度數(shù)。②可折轉(zhuǎn)白色粗糙硬紙板的作用：一是顯示光的傳播路徑，對(duì)光線起漫反射作用；二是探究入射光線、法線和反射光線是否在同一平面內(nèi)。2.實(shí)驗(yàn)與裝置把一個(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。用激光代替光線照射到鏡面上，為了能觀察到激光傳播的路徑，將激光筆貼著可以折的白紙板照射，并用筆記錄下激光傳播徑跡，觀察激光傳播徑跡并進(jìn)行比較，從而找到光反射時(shí)遵循的規(guī)律?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】1.如圖1所示，把一個(gè)平面鏡放在水平桌面上，再把一張白色硬紙板豎直地立在平面鏡上（ON垂直于鏡面）。圖1圖2圖32.讓激光束貼著硬紙板沿某一角度射到O點(diǎn)，經(jīng)平面鏡反射，沿另一個(gè)方向射出，在硬紙板上用鉛筆描出入射光EO和反射光OF的徑跡。3.改變?nèi)肷涔釫O跟法線之間的夾角，重做兩次實(shí)驗(yàn)，均用鉛筆描出入射光和對(duì)應(yīng)的反射光的徑跡。4.把右側(cè)紙板NOF向前或向后折轉(zhuǎn)某一角度（如圖2所示），仍使激光束貼著硬紙板射到O點(diǎn)，觀察是否還能在右側(cè)的紙板上看到反射光線。5.如圖3所示，讓激光筆發(fā)出的光逆著原來(lái)的反射光射向鏡面時(shí)，這時(shí)的反射光將沿著什么方向射出？【收集證據(jù)】1.記錄表一次數(shù)∠i∠r130°30°245°45°335°35°2.入射光和對(duì)應(yīng)的反射光的徑跡3.記錄表二紙板的位置是否看到反射光紙板NOF向前折看不見(jiàn)兩紙板在同一平面內(nèi)看見(jiàn)紙板NOF向后折看不見(jiàn)【分析與論證】1.分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①分析反射角和入射角的大小可得出：反射角等于入射角。②分析反射光線、入射光線和法線的位置關(guān)系：可看到兩半塊紙板在一個(gè)平面內(nèi)時(shí)有反射光線，右半部分向前折或向后折，觀察不到反射光線。說(shuō)明：反射光線、入射光線、和法線在同一平面內(nèi)。③多次改變?nèi)肷涔饩€的路徑，分別沿AO、BO、CO的方向射到平面鏡，記錄對(duì)應(yīng)反射光線的路徑分別為OA'、OB'、OC'。會(huì)發(fā)現(xiàn)：反射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)。④將光線逆著反射光線的方向射入，觀察到新的反射光的傳播路徑與原來(lái)的入射光線重合。表明光路可逆。2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論光的反射定律：在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；反射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)；反射角等于入射角。在反射現(xiàn)象中，光路可逆?！窘涣髋c評(píng)估】1.對(duì)應(yīng)關(guān)系：每一條反射光線對(duì)應(yīng)一條入射光線。2.讓光線緊貼紙板（光屏）射向O點(diǎn)的目的：在硬紙板（光屏）上能顯示光路.3.實(shí)驗(yàn)描繪光的傳播路徑的方法：在入射光線和反射光線上取一個(gè)點(diǎn)，將該點(diǎn)與反射點(diǎn)連接。4.區(qū)分每一組的對(duì)應(yīng)的入射光線和反射光線的方法：對(duì)每一組入射光線和反射光線分別用不同顏色的筆進(jìn)行描繪，或者對(duì)每一組入射光線和反射光線進(jìn)行編號(hào).二、探究平面鏡成像的特點(diǎn)【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】1.實(shí)驗(yàn)器材：薄玻璃板、白紙、兩根相同的蠟燭、火柴、刻度尺、支架。2.確定像的位置方法：把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板的前面，再拿另一支未點(diǎn)燃的蠟燭放在成像的位置，直到看上去與像完全重合，這個(gè)位置就是像的位置。3.判斷平面鏡后面的蠟燭與像完全重合的方法：在玻璃板的前面，改變眼睛的位置，直到從不同位置看起來(lái)后面的蠟燭好像被點(diǎn)燃。4.實(shí)驗(yàn)時(shí)，用玻璃板代替平面鏡的目的：使用玻璃板，既可以成像，又可以看到后面的蠟燭是否與像完全重合，這是“等效替代法”。5.準(zhǔn)備兩支完全一樣的蠟燭的目的：便于驗(yàn)證像與物體大小是否