2022年第四章光现象知识点 .pdf
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1、第二章光现象知识点第一节光的传播一、光源能够发光的物体叫光源。光源有好多种;按形成原因分,可分为自然光源和人造光源;按发光原理分,可分为热光源和冷光源。自然光源:太阳、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、乌贼、水母等。人造光源:手电筒、火把、油灯、蜡烛、白炽灯、日光灯、霓虹灯以及钠灯、汞灯、氖灯等。热光源:太阳、手电筒、火把、油灯、蜡烛、电灯等。冷光源:萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、乌贼、水母等。【注意】月亮不是光源,月亮本身不发光,只是反射太阳的光。二、光的直线传播光在真空中或均匀介质中是沿直线传播的。常见的均匀介质如:空气、水、玻璃等。光的直线传播的应用:(1)小孔成像:像的形状与小孔的形状无关,像是倒立的
2、实像(树阴下的光斑是太阳的像)。实像:由实际光线会聚而成的像。小孔成像的条件:孔的大小必须远远小于孔到发光的距离及孔到光屏的距离。像的大小与发光体到孔的距离和像到孔的距离有关,发光体到小孔的距离不变,光屏远离小孔,实像增大;光凭靠近小孔,实像减小;光屏到小孔的距离不变,发光体远离小孔,实像减小;发光体靠近小孔,实像增大。(2)取得直线:激光准直(挖隧道定向);整队集合;射击瞄准;(3)限制视线:坐井观天、一叶障目;(4)影的形成:影子;日食、月食日食:太阳月球地球;月食:月球太阳地球【注意】光在不均匀介质中如不均匀的空气、不同介质的界面处,传播方向发生改变。常见的现象: 激光准直。影子 的形成
3、:光在 传播 过程中,遇到 不透明 的物体,在物体的后面形成黑色区域 即影子。日食月食的形成:当地球在中间时可形成月食。如图: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 日环食。 小孔成像 :小孔成像实验早在墨经 中就有记载小孔成像成倒立的实像 ,其像的形状与孔的形状无 关。三、光的速度与光年真空中的光速是宇宙最快的速度,c=3108m/s。空气中的光速略小于真空中的光速,约为3108m/s;光在水中的速度约为真空中光速的3/4;玻璃中的光速约为真空中光速的2/3。光年是光在一年里传播的距离,因此,光年是距离的单位。1 光年 =9.46081015m。1
4、 2 3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 18 页 - - - - - - - - - 考点一,光源的判定例 1 能够发光的物体叫做光源,下列物体属于光源的是()A 太阳B 地球C 月球D 房屋解析:太阳能够发光,所以是光源,月球本身不能发光,它只是反射太阳光,故C 错误,地球和房屋本身也不能发光,故B、D 错误。变式1如下物体中不是光源的是()。A.月亮 B. 萤火虫C.烛焰 D. 太阳考点二光的直线传播现象例 2 下列现象中能说明光的直线传播的是()
5、。A.射击时,常提到的“三点一线”B.黑板上笔直的粉笔线C.夏天树阴下的圆光斑D.月食的形成答案: A,C,D 变式 1 中华成语是世界文化宝库中最夺目的瑰宝之一,寥寥几个字, 内涵却十分丰富, 有许多成语与物理知识相关联,如“立竿见影”,一叶障目,不见泰山,管中窥豹,可见一斑等都可以用光的直线传播知识来解释。变式 2、小孔成像: 光源“烛焰”发出的无数条光沿直线进入小孔,在光屏上形成外形与光源相似但_立的亮区。如:阳光明媚的正午,树荫下的光斑是_形的,因为它是_的像。变式 3、影子:光遇到不透明物体时被阻挡,在后面形成一个跟物体轮廓相似的黑暗区域。发生日食现象是,挡在中间的是_球;发生月食现
6、象时,挡在中间的是_球。变 式 4、一根旗杆竖立在阳光下,从早晨到傍晚这段时间内,旗杆的影子长度的变化情况是_。考点三、光的传播速度例 1 光在水里传播的速度是() 。A.等于 3 108 m/s B.小于 3 108 m/s C.大于 3 108 m/s D. 以上答案都不对答案: B 2一台激光器朝着月球发射激光讯号,经过2.7s 后才接到从月球返回的信号,那么月球到地球的距离为()。A.8.1 108 m B.4.05 105 km C.8.1 105 m D.4.05 108 km 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
7、 - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 18 页 - - - - - - - - - 答案: B 变式 1、太阳光透过玻璃射进屋子的过程中,光速将_。变式 2、发生雷电时,我们总是先看到闪电,后听到雷声。这是因为_。真空中的光速是宇宙中最快的速度,为_m/s,光在其它各种介质中的速度都比在真空中_。变式 3、太阳光到达地球约需8min,求地球与太阳间的距离。第二节光的反射一、光的反射光遇到水面、玻璃以及其他任何物体的表面都会发生反射。我们看到不发光物体,都是由于它的表面能反射,反射光进入人的眼睛,人就看到了物体。反射定义:光从一种介质射向另一种介质表面时,有部分光返
8、回原介质的传播现象叫做光的反射。考点一、光的反射现象例 1 下列属于光的反射现象的是()A 日食和月食B 从水中看见的月亮C 皮影戏中的手影D 阳光下旗杆的影子解析:日食、月食及影子都是由于光的直线传播形成的,从水中看见的月亮,是由于月球反射出来的光射向水面发生反射形成的,故B 正确变式 1 下列现象中与平面镜成像原理一致的是()A手影B水中倒影C钢笔“ 错位 ”D彩虹解 A、手影,是由于光在同种均匀的介质中沿直线传播形成的,故本选项不符合题意B、水中的倒影是平面镜成像现象,故属于光的反射,故本选项符合题意C、钢笔 “ 错位 ” 是光线通过玻璃进入空气发生两次折射:故本选项不符合题意D、彩虹属
9、于光的折射现象,故本选项不符合题意故选 B二、光的反射规律1、垂直于镜面的直线ON 叫做法线;如图所示,入射光线于法线的夹角i 叫做入射角;反射光线与法线的夹角r 叫做反射角。2、光的反射规律在发射现象中,反射角等于入射角,在反射现象中,光路是可逆的。3、漫反射和镜面反射(1)凹凸不平的表面把光线向着四面八方反射,这种反射叫做漫反射。(2)阳光射到镜子上,迎着反射光的方向可以看到刺眼的光,r O i N B 入射光线反射光线A 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,
10、共 18 页 - - - - - - - - - 这是因为射到镜子上的平行光线反射后仍然是平行的。光滑镜面的反射叫做镜面反射。(3)漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。4、如何画反射光线或入射光线(1)画反射光线或入射光线完成光路图的依据是光的反射规律。(2)已知反射面、入射光线、入射角时只要根据光的反射规律画出反射光线,并标上箭头表示方向即可,反射光线的起点是入射点。标明入射角、反射角。(3)已知入射面、入射光线或发射光线时,应先在入射点处先画出法线,再根据光的反射规律画出对应的反射光线或入射光线,标出入射角、反射角及箭头方向。(4)已知入射光线、反射面及入射光线与反射面的夹角,直接根据已知
11、的角度的大小确定发射光线与反射面的夹角。画出反射光线并标上这个角度及箭头方向即可,不必画法线, 反之亦然。 如图所示,这也间接地应用了光的反射规律。考点二、光的反射定律探究例 2、小明在探究“ 光反射时的规律” 时将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板放置在平面镜上(1)小明让一束光贴着纸板射到O 点(如图甲), 要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,纸板与平面镜的位置关系是一定垂直(选填 “ 一定垂直 ” 、“ 一定不垂直 ” 或“ 可以垂直也可以不垂直” ) (2)小明探究反射角和入射角之间的关系时,三次改变入射角i 的大小(如图乙) ,实验所测数据如下表,他根据表中数据得出的
12、结论和其他同学的结论并不一致请你根据表中的数据分析小明实验中出现错误的原因是把反射光线与镜面的夹角当成了反射角实验次数入射角反射角第一次2070第二次3060第三次5040分析:(1)光的反射规律:三线共面(入射光线、反射光线、法线在同一平面上),两线分居(入射光线、反射光线分居法线两侧),两角相等(入射角、反射角),光路可逆解答:解: (1)要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,则法线必须与平面镜垂直,并且反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内,因此纸板与平面镜的位置关系必垂直;3030名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -
13、- - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 18 页 - - - - - - - - - (2)根据反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射线与法线的夹角,入射角是入射线与法线的夹角,当入射角分别为20 、30 、50 时,反射线与法线的夹角,即反射角也应分别是20 、30 、50 ,而 70 ,60 ,40 正好是反射光线与镜面的夹角,所以是把反射光线与镜面的夹角当成了反射角故答案为:(1)一定垂直;(2)把反射光线与镜面的夹角当成了反射角考点三、根据光的反射作图例 3 例 1、根据光的反射定律,在图1 中画出反射光线并标出反射角的度数。图 1 图 2 【解
14、析】图中已知的是入射光线与镜面的夹角,它不是入射角。入射角是入射光线与法线的夹角,所以入射角等于90-60=30,则反射角也等于30。答案如图2 所示。变式 1、如图 3所示,两平面镜相互垂直,一束光线斜射到平面镜上,请完成光路图。图 3 图 4 【解析】这是一组特殊的平面镜,它的特点是:任何方向的光线射来,反射光线都会被平行地反射回去。由此就可以判断所画的反射光线图是否规范,起到自我评判的目的。答案如图4 所示。考点四、镜面反射和漫反射例 4、 (多选)一个雨后的晚上,天刚放晴,地面虽已干,但仍有不少积水。为了不睬在水里,下面的判断正确的是()A 迎着月光走时,地面上较暗处是水B 迎着月光走
15、时,地面上较亮处是水C 背着月光走时,地面上较暗处是水D 背着月光走时,地面上较亮处是水(水面像平面镜一样,发生镜面反射,路面凹凸不同,发生漫发射)解析:第一,迎着月光走,由于月光在水面处发生镜面反射,反射光线向同一方向射出,会有很多光线射入人眼,所以看上去水面处是亮的,而地面发生漫反射,反射光线像各个方向射出,看上去比水面暗,二是背着月光走,由于月光在水面几乎没有反射光射入人眼,所以看上去水面很暗,而地面发生漫反射的光线有很多进入人眼,看上去比水面亮。故B ,C 对变式 1、教室内用来放映投影片的银幕,表面是白色且粗糙的,其目的是()A、不反射光B、能折射光C、发生漫反射D、发生镜面发射变式
16、 2、在下列现象中,属于光的反射形成的是()A、小孔成像B、影子的形成C、同学们看到黑板上的粉笔字D、雨后天空出现的彩虹第三节平面镜成像名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 18 页 - - - - - - - - - 一、平面镜成像的特点反射面是光滑平面的镜子叫做平面镜,平面镜对光具有良好的反射能力,它是利用光的反射原理改变光线的传播方向而成像的。平面镜成像的特点如下:物体在平面镜中所成的像是虚像;像和物体的大小相等;物点到对应像点的连线与镜面垂直;物和对应点
17、的镜面的距离相等;像与物左右相反。从数学对称的角度来看,平面镜成像的以上五个特点可归结为一句话:物体和像关于镜面是对称的。平面镜的应用(1)利用平面镜可以改变光的传播方向,起到控制光路的作用。如制作潜望镜;在挖井、挖掘山洞时,用平面镜将太阳光反射到作业区照明;修建体育场馆和高大建筑物时,利用平面镜把太阳光反射到室内改善光照条件。(2)利用平面镜来成像:如制作各种镜子,商场和家庭装修时,利用平面镜成像增强宽敞明亮的空间效果。(3)利用平面镜反射光来使微小形变放大,以便观察。二、平面镜成像的原理如图甲所示,镜前烛焰上的点S 射向平面镜的光线,经平面镜反射后进入眼睛,看起来就觉得这些光线好像是从它们
18、在镜后延长线的交点S射出来的。人们会感觉像S出真有一个光源一样,如图乙所示。S就是 S 在镜中的像,但是镜子后面实际上并没有这个发出光线的点,所以叫为虚像。物体上每个点在镜子里都有一个像点,所有像点就组成整个物体的虚像。图甲图乙【探究】平面镜成像的特点提出问题:平面镜成时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系?设计实验:如图所示,在桌面上铺一张大纸,纸上竖一块玻璃板,作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置。把一只点燃的蜡 烛 放 在 玻 璃板前面,使它在“平面镜”中成像,再用另一个没有点燃 的 蜡 烛 在 玻璃板后面确定像的位置,比较像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系。实验器材:桌面
19、、白纸、笔、直尺、玻璃板、两只同样的蜡烛、 火柴等、进行实验:(1)取一张白纸,如图所示,将它对折一下,对折之后打开平铺在桌面上,用直尺和笔再沿折线画一条直线。(2)将玻璃板沿所画直线垂直立于白纸上,作为平面镜,将一只蜡烛点燃后立于镜前,观察镜中成的像,用笔记下蜡烛的位置。(3)将另一只未点燃的蜡烛在镜后移动,直至与点燃蜡烛所成的像重合,比较像与未点燃蜡烛的大小和形状,用笔记下未点燃蜡烛的位置,体会像的虚实。(4)熄灭蜡烛,取下白纸,通过两个记号点引一条直线,比较纸上的两条直线是否垂直,再将白纸沿原叠痕处折叠,观察两记号点是否重合。(5)再取一张白纸,点燃未曾点燃的那根蜡烛,重复上述实验。SS
20、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 18 页 - - - - - - - - - 实验记录:将数据记录在下列表格中对比选项大小左右连线物点与像点成像的虚实蜡烛与其像的关系相等对调与镜面垂直关于镜面对称虚像交流论证:比较表格中的数据,可以总结出平面镜成像的五大特点:(1)像与物大小相等;(2)像与物左右相反;(3)像与物的连线与镜面垂直;(4)像与物到镜面的距离相等;(5)平面镜成虚像。注意事项:(1)点燃蜡烛后应尽快完成余下的实验,避免蜡烛燃短对实验现象有影响
21、;重复做实验时,应点燃那根未点燃的蜡烛,可有效避免蜡烛燃短造成的不良影响。(2)观察安放未点燃的蜡烛时,观察者应左右移动确保放置位置恰到好处。考点一、平面镜成像的特点例 1 如图,在观察平面镜成像的实验中,下列叙述错误的是()A平面镜成像遵循光的反射规律B蜡烛烛焰在平面镜中成的像是虚像C把蜡烛移近平面镜时,它的像会远离平面镜D烛焰与像的连线与镜面垂直解: A、平面镜成像遵循光的反射规律,正确,不符合题意;B、橡皮泥在平面镜中成的像无法呈现在光屏上,所以是虚像,正确,不符合题意;C、因为物体与像到平面镜的距离相等,所以橡皮泥移近平面镜时,它的像会靠近平面镜,故本选项错误,但符合题意D、通过实验证
22、明,橡皮泥与像的连线与镜面垂直,若不垂直就无法观测到像了,正确,不符合题意;故变式1关于平面镜成像,下列说法正确的是()。A.比平面镜大的物体,不能在镜中成完整的像B.平面镜所成的像一定是虚像C.在平面镜后面的物体,会遮挡平面镜成像D.平面镜成的像可能是虚像,也可能是实像2太阳光与水平方向成40 角,要使太阳光经平面镜反射,反射光沿水平方向传播,则平面镜与水平方向所成的角度(锐角)是()。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 18 页 - - - - - - -
23、 - - A.20 或 40B.40 或 70C.20 或 70D.只能 20答案: C 3一束光线垂直入射到平面镜上,要想使反射光线从原来位置偏转60,可采用下列哪种方法()。A.将平面镜顺时针转60B.将平面镜顺时针转30C.将入射光线远离法线偏转30 D.将入射光线远离法线偏转60 解析:平面镜成像的关键是物体发出的光(或)反射的光射到平面镜上(即有入射光射到平面镜上),与物体的大小、 镜后有无物体无关,故 A 和 C 不对, 根据平面镜成像特点知,平面镜只能成虚像,故 D不正确。答案:B三、实像和虚像从物体发出(或反射)的光线,经过光学仪器后可以形成和物体形状相似的实像或虚像。实像是指
24、从物体发出的或反射的光线,经过光学仪器后实际的光线在空间相交所成的像,是由实际光线会聚而成的明亮区域,是真实存在的,既可以用眼睛观察到,又可以显示在光屏上。如物体经过小孔所成的像,就是物体发出或反射的光线沿直线通过小孔传播到光屏上形成的倒立的实像。虚像是从物体发出的或反射的光线经过光学仪器后,实际光线没有会聚而是变得发散,这些发散光线的反向延长线相交而形成的像,人们根据光沿直线传播的经验逆着光传播方向寻找和判断光从何处射过来,觉得这些发散光线是从它们的反向延长线的交点发出的。由于虚像不是实际光线会聚而成的,实际并不存在,因此虚像只能用眼睛观察到,而不能在光屏上呈现出来,反射光线在镜前发散,反射
25、光线的反向延长线在镜后相交形成的虚像。例 1、平静的湖面上倒映着美丽的白塔,在这里,倒映着的白塔是()A 白塔的影子B 白塔的实像C 与白塔等大的虚像D 比白塔略大的虚像解析:湖面相当于镜面,镜面所成的像是虚像。倒映的白塔是白塔反射的光经过湖面反射后进入人眼,人看到的是反射光线的反向延长线在湖面下汇聚而成的像,因为不是真实的光线会聚成的像,所以是虚像,这个像与物体是等大的四、凹面镜和凸透镜名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 18 页 - - - - - - -
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