光学详细知识点中学教育竞赛题中学教育竞赛题.pdf

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1、 、光的直线传播、1、光现象:包括光的直线传播、光的反射和光的折射 2、光源：能够发光的物体叫做光源。光源按形成原因分，可以分为自然光源和人造光源。例如，自然光源有太阳、萤火虫等，人造光源有如蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。月亮不是光源，月亮本身不发光，只是反射太阳的光。3、光的直线传播:光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的，光的传播不需要介质。大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折（海市蜃楼、早晨看到太阳时，太阳 还在地平线以下、星星的闪烁等）光沿直线传播的现象：小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一叶障目。光沿直线传播的应用：激光准直排直队要向前看齐打靶瞄准 影的形成：

2、光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所以在不透光的物体后面，光照射 不到，形成了黑暗的部分就是影。日食月食的形成 日食的成因：当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明 的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食 月食的成因：当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了 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。像可能放大，也可能缩小。用一个带有小孔的板

3、遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，我们把这样的现象叫 小孔成 像。前后移动中间的板，像的大小也会随之发生变化。这种现象反映了光沿直线传播的性质。小孔成像原理:光在同一均匀介质中，不受引力作用干扰的情况下沿直线传播 根据光的直线传播规律证明：像长和物长之比等于像和物分别距小孔屏的距离之比。光学知识点大汇总 角i 角r 第一次 第二次 【实验表格】4、光线：用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向的直线。（光线是假想的，实际并不存在）光线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:光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快.8 5 8 光在真

4、空中速度C=3x 10 m/s=3x 10 km/s；光在空气中速度约为3X 10 m/s。光在水中速度为 真空中光速的3/4，在玻璃中速度为真空中速度的 2/3。雷声和闪电在同时同地发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明什么问题?这表明光的传播速度比声音快 光年是长度的单位，1光年表示光在1年时间所走的路程，1光年二3X 108米/秒X 365X24X 3600 秒=9.46 X 1015米 注意：光年不是时间的单位。二、光的反射 1.反射：定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。任何物体的表面都会发生反射。我们能够看见不发光的物体，是因为物体

5、反射的光进入了我们的眼睛。2.探究实验：探究光的反射规律【设计实验】把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板 ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线 ON垂 直于镜面，如图2-2所示。一束光贴着纸板沿着某一个角度射到 O点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，在纸板上用 笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射方向，重做一次。换另一种颜色的笔,记录光的径迹。取下纸板，用量角器测量 NO两侧的角i和r 图2-2 按形成原因分可以分为自然光源和人造光源例如自然光源有太阳萤火虫等人造光源有如蜡烛霓虹灯白炽灯等月亮不是光源月亮本身不发光只是反射太阳的光光的直线传播光在真空中或同一种均匀介质中是

6、沿直线传播的光的传播不需下星星的闪烁等光沿直线传播的现象小孔成像井底之蛙影子日食月食一叶障目光沿直线传播的应用激光准直排直队要向看齐打靶瞄准影的形成光在传播过程中遇到不透明的物体由于光是沿直线传播的所以在不透光的物体后面光照射太阳光沿直线传播过程中被不透明的月球挡住月球的黑影落在地球上就形成了日食月食的成因当地球运行到太阳和月球中间时太阳光被不透明的地球挡住地球的影落在月球上就形成了月食如图在月球后的位置可看到日全食在的位置两线分居、两角相等）。如图2-3，垂直于镜面的直线 角。4.光的反射的两种类型 镜面反射：定义：射到物面上的平行光反射后仍然平行。即入射光线平行，反射光线也平行，其他方向没

7、 第三次 【实验现象和结论】在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；反射光线、入射光线分居法线两 侧；反射角等于入射角（i=r）。【注意】把纸板NOF向前或向后折，将看不到反射光线，这说明反射光线、入射光线在同一个平面内。如果让光逆着反射光线的方向射到镜面，那么，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表 明，在反射现象中，光路是可逆的。3.光的反射定律:在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；反射光线、入射光 线分居法线两侧；反射角等于入射角，反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零 时，反射角也变为零度。N（简记为：三线共面、图2-3 ON叫

8、做法线；入射光线与法线的夹角 i叫做入射角；反射光线与法线的夹角 r叫做反射:漫反射和镜面反射。这两种反射都遵循光的反射定律。有反射光。条件：反射面平滑。应用：迎着太阳看平静的水面，特别亮。黑板“反光”等，都是因为发生了镜面反射 漫反射：定义：射到物面上的平行光反射后向着不同的方向,每条光线遵守光的反射定律。条件：反射面凹凸不平。应用：能从各个方向看到本身不发光的物体，是由于光射到物体上发生漫反射的缘故。练习：请各举一例说明光的反射作用对人们生活、生产的利与弊。有利：生活中用平面镜观察面容；我们能看到的大多数物体是由于物体反射光进入我们眼睛。有弊：黑板反光；城市高大的楼房的玻璃幕墙、釉面砖墙反

9、光造成光污染。按形成原因分可以分为自然光源和人造光源例如自然光源有太阳萤火虫等人造光源有如蜡烛霓虹灯白炽灯等月亮不是光源月亮本身不发光只是反射太阳的光光的直线传播光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的光的传播不需下星星的闪烁等光沿直线传播的现象小孔成像井底之蛙影子日食月食一叶障目光沿直线传播的应用激光准直排直队要向看齐打靶瞄准影的形成光在传播过程中遇到不透明的物体由于光是沿直线传播的所以在不透光的物体后面光照射太阳光沿直线传播过程中被不透明的月球挡住月球的黑影落在地球上就形成了日食月食的成因当地球运行到太阳和月球中间时太阳光被不透明的地球挡住地球的影落在月球上就形成了月食如图在月球后的位置

10、可看到日全食在的位置把桌子放在教室中间，我们从各个方向能看到它原因是：光在桌子上发生了漫反射。5.画反射光线或入射光线完成光路图的方法:画反射光线或入射光线完成光路图的依据是光的反射定律。当绘制完成的时候，图中必须包含以下元素：平面镜、入射光线、反射光线（标好箭头）、入射角和反射角相等的标志（如果给出角度，还要标好角度）、法线（虚线）和垂直标志 已知平面镜、入（反）射光线、入（反）射角时，先过入（反）射点作法线。然后在法线的另一侧量出与 入（反）射角相等的角，作出反（入）射光线。最后将其他元素补全。已知入射光线、反射光线时，先作两线交角的角平分线，作为法线。然后过两线交点作垂直于法线的平面 镜

11、。最后将其他元素补全。7、面镜：平面镜：成像特点：正立，等大，等距,垂直,虚像 像、物大小相等 J像、物到镜面的距离相等。|像、物的连线与镜面垂直 物体在平面镜里所成的像是虚像。成像原理：光的反射定理 作用：成像、改变光路 实像和虚像:实像：实际光线会聚点所成的像，可以用屏接到，也可以用眼睛看到 虚像：反射光线或折射光线反向延长线的会聚点所成的像，只能用眼睛看到，不能用屏接到 平面镜的应用：水中的倒影；平面镜成像；潜望镜。球面镜:定义：用球面的 内 表面作反射面。性质：凹镜能把射向它的平行光线 会聚在一点；从焦点射向凹镜的反射光是平行 光 应用：太阳灶、手电筒反射面、汽车头灯，天文望远镜。定义

12、：用球面的 外 表面做反射面。凸面镜-性质：凸镜对光线起发散作用。凸镜所成的象是缩小的虚像.应用：汽车后视镜，路面拐弯处的反光镜。练习：在研究平面镜成像特点时，我们常用平板玻璃、直尺、蜡烛进行实验，其中选用两根相同蜡 烛的目的是：便于确定成像的位置和比较像和物的大小。汽车司机前的玻璃不是竖直的，而是上方向内倾斜，除了可以减小前进时受到的阻力外，从光 学角度考虑这样做的好处是：使车内的物体的像成在司机视线上方，不影响司机看路面。汽车头 灯安装在车头下部：可以使车前障碍按形成原因分可以分为自然光源和人造光源例如自然光源有太阳萤火虫等人造光源有如蜡烛霓虹灯白炽灯等月亮不是光源月亮本身不发光只是反射太

13、阳的光光的直线传播光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的光的传播不需下星星的闪烁等光沿直线传播的现象小孔成像井底之蛙影子日食月食一叶障目光沿直线传播的应用激光准直排直队要向看齐打靶瞄准影的形成光在传播过程中遇到不透明的物体由于光是沿直线传播的所以在不透光的物体后面光照射太阳光沿直线传播过程中被不透明的月球挡住月球的黑影落在地球上就形成了日食月食的成因当地球运行到太阳和月球中间时太阳光被不透明的地球挡住地球的影落在月球上就形成了月食如图在月球后的位置可看到日全食在的位置物在路面形成较长的影子，便于司机及早发现。三、颜色及看不见的光 1、白光的组成：红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫.白色光不是单色光

14、。单色光：不能再分解的色光 复色光：由其他色光混合而成的色光（1）光的色散：太阳光用三棱镜可以分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光的现象。雨后的彩虹 就是光的色散现象。（2）色光的三原色：红、绿、蓝；（三种色光按照不同比例混合可以产生各种颜色的光）颜料的三原色：红、黄、蓝。颜料的混合原理是：两种颜料混合色是它们都能反射的色光，其余的色光都被这两种颜料吸收掉 了.色光的混合原理是：两种色光混合后使眼睛感觉到了另一种颜色.彩色电视机里的各种颜色是怎样产生的呢？通过用放大镜观察，就可以发现，电视机屏幕上显现出画面的丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三色光条合成的.光照到物体表面上时，有一部分光被物体

15、反射，一部分光被吸收，如果物体是透明 的，还有一部分光会透过它。不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，反射什么颜色的光，就呈现 什么颜色。透明物体的颜色是由它透过的色光决定的，通过什么颜色的光，就呈现什么颜色 2、看不见的光（1）光谱：把光按红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫的顺序排列起来，就是光谱（2）红外线：太阳光色散区域（光谱）中，红光外侧的不可见光叫做红外线 红外线能使被照射的物体发热（如太阳的热就是以红外线传送到地球上的），具有热效应 所有物体都在不停的向外辐射红外线。（3）应用：红外探测器、红外照相机、红外夜视仪、追踪导弹、遥控（4）紫外线：太阳光色散区域中，紫光外侧的不可见光叫做紫外线

16、。紫外线能使荧光物质发光，另外还可以灭菌。（5）应用：验钞机、紫外线杀菌。特点：促进钙质吸收、杀死微生物、荧光物质 发荧光。（6）雾灯用黄光的理由：不易被空气散射，人眼对黄光敏感。四、光的折射 1、定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化；这种现象叫光的折射现象。理解：光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射 光则进入到另一种介质中，由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方按形成原因分可以分为自然光源和人造光源例如自然光源有太阳萤火虫等人造光源有如蜡烛霓虹灯白炽灯等月亮不是光源月亮本身不发光只是反射太阳的光光

17、的直线传播光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的光的传播不需下星星的闪烁等光沿直线传播的现象小孔成像井底之蛙影子日食月食一叶障目光沿直线传播的应用激光准直排直队要向看齐打靶瞄准影的形成光在传播过程中遇到不透明的物体由于光是沿直线传播的所以在不透光的物体后面光照射太阳光沿直线传播过程中被不透明的月球挡住月球的黑影落在地球上就形成了日食月食的成因当地球运行到太阳和月球中间时太阳光被不透明的地球挡住地球的影落在月球上就形成了月食如图在月球后的位置可看到日全食在的位置近法线折射。远法线折射 向发生变化，这就是光的折射。注意：在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射 1）光从空气斜射入水或其他

18、介质中时，折射角小于入射角，属于 光从水価其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，属于 光从空气垂直射入（或其他介质射出），折射角=入射角=0度。3、应用：从空气看水中的物体，或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像看到的位置比实际位 置高 练习：池水看起来比实际的 浅 是因为光从 水中 斜射向 空气中 时发生折射，折射角大于入射 角。蓝天白云在湖中形成倒影，水中鱼儿在“云中”自由穿行。这里我们看到的水中的白云是 由 光的反射 而形成的 虚像，看到的鱼儿是由是由 光的折射而形成的 虚像。五、透镜 1、名词 透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，且透镜厚度远比其球面半

19、 径小的多。分类：凸透镜:|边缘薄，中央厚 凹透镜：边缘厚，中央薄 主光轴：通过两个球面球心的直线。光心（0）:即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。焦点（F）:凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点。虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点,点，所以叫虚焦点 焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。2、透镜及对光线的作用 三线同面 法线居中 空气中角大 光路可逆 2、光的折射定律:按形成原因分可以分为自然光源和人造光源例如自然光源有太阳萤火虫等人造光源有如蜡烛霓虹灯白炽灯等月亮不是光源月亮本身不发光只是反射太阳的光

20、光的直线传播光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的光的传播不需下星星的闪烁等光沿直线传播的现象小孔成像井底之蛙影子日食月食一叶障目光沿直线传播的应用激光准直排直队要向看齐打靶瞄准影的形成光在传播过程中遇到不透明的物体由于光是沿直线传播的所以在不透光的物体后面光照射太阳光沿直线传播过程中被不透明的月球挡住月球的黑影落在地球上就形成了日食月食的成因当地球运行到太阳和月球中间时太阳光被不透明的地球挡住地球的影落在月球上就形成了月食如图在月球后的位置可看到日全食在的位置透镇 凸凹程度就折光能力越强焦距越短。透置中 的名第 称:眼 潇方 实物 形状 光学 符号 性质 广，一k 亍社 U-RIJEL

21、a 丈焦点 主光轴 对光线有 卜会聚作用 凹彳 发9 如 镜 村后反*T 延长线 ny光 过对光线有0 曲发散作用 3、填表:六、凸透镜成像规律及其应用 1、实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、I凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是:使烛焰的像成 在光屏中央。若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：蜡烛在焦点以内；烛焰在焦点上；烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦 距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。2、实验结论：（凸透镜成像规律）F分虚实,2f分大小,1乍動 乍图）凸缺中间厚,（会聚）凹透镜:中间薄（g墩）按形成原因分可以分为自然

22、光源和人造光源例如自然光源有太阳萤火虫等人造光源有如蜡烛霓虹灯白炽灯等月亮不是光源月亮本身不发光只是反射太阳的光光的直线传播光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的光的传播不需下星星的闪烁等光沿直线传播的现象小孔成像井底之蛙影子日食月食一叶障目光沿直线传播的应用激光准直排直队要向看齐打靶瞄准影的形成光在传播过程中遇到不透明的物体由于光是沿直线传播的所以在不透光的物体后面光照射太阳光沿直线传播过程中被不透明的月球挡住月球的黑影落在地球上就形成了日食月食的成因当地球运行到太阳和月球中间时太阳光被不透明的地球挡住地球的影落在月球上就形成了月食如图在月球后的位置可看到日全食在的位置物距u 像成物应1

23、-ux v=缩异测u2f 2f倒异照u=2f v=倒异实2fuf v倒异投u=f v 不/成u v 劉&小 S Li=V 4f（当u=v=2f时，取等号）4、对规律的进一步认识：u=f是成实像和虚像，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。u=2f是像放大和缩小的分界点 通过上述表格，可总结出凸透镜成像的规律有（常用）：J 实像 T倒立、异侧 按形成原因分可以分为自然光源和人造光源例如自然光源有太阳萤火虫等人造光源有如蜡烛霓虹灯白炽灯等月亮不是光源月亮本身不发光只是反射太阳的光光的直线传播光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的光的传播不需下星星的闪烁等光沿直线传播的现象小孔成像井底之蛙影子

24、日食月食一叶障目光沿直线传播的应用激光准直排直队要向看齐打靶瞄准影的形成光在传播过程中遇到不透明的物体由于光是沿直线传播的所以在不透光的物体后面光照射太阳光沿直线传播过程中被不透明的月球挡住月球的黑影落在地球上就形成了日食月食的成因当地球运行到太阳和月球中间时太阳光被不透明的地球挡住地球的影落在月球上就形成了月食如图在月球后的位置可看到日全食在的位置物距减小（增大）-像距增大-二像变大-像距减小匸*像变小 当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像 成实像时:成虚像时：物距减小（增大）5、凸透镜成像规律口决记忆法 口决“一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正；实像异侧

25、倒，物运像变小”口决 三物距、三界限，成像随着物距变；物远实像小而近，物近实像大而远。如果物放焦点内，正立放大虚像现；幻灯放像像好大，物处一焦二焦间；相机缩你小不点，物处二倍焦距远。口决三：凸透镜，本领大，照相、幻灯和放大；二倍焦外倒实小，二倍焦内倒实大；若是物放焦点内，像物同侧虚像大；一条规律记在心，物近像远像变大。6、为了使幕上的像“正立”（朝上），幻灯片要倒着插。7、照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距,而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。七、眼睛和眼镜 1、成像原理：人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体相当于照相机的镜头（凸

26、透镜），视网膜相当于照 相机内的胶片。从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实 像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体 2、近视及远视的矫正 近视眼：成像于视网膜之前，看不清远处的景物，用凹透镜矫正。远视眼：成像于视网膜之后，看不清近处的景物，用凸透镜矫正。八、显微镜和望远镜 按形成原因分可以分为自然光源和人造光源例如自然光源有太阳萤火虫等人造光源有如蜡烛霓虹灯白炽灯等月亮不是光源月亮本身不发光只是反射太阳的光光的直线传播光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的光的传播不需下星星的闪烁等光沿直线传播的现象小孔成像

27、井底之蛙影子日食月食一叶障目光沿直线传播的应用激光准直排直队要向看齐打靶瞄准影的形成光在传播过程中遇到不透明的物体由于光是沿直线传播的所以在不透光的物体后面光照射太阳光沿直线传播过程中被不透明的月球挡住月球的黑影落在地球上就形成了日食月食的成因当地球运行到太阳和月球中间时太阳光被不透明的地球挡住地球的影落在月球上就形成了月食如图在月球后的位置可看到日全食在的位置1、显微镜:显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的凸透镜 叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，道理就像投影仪的镜头成像一样；目镜的作用则像一个普通的

28、放大镜，把这个像再放大一次。经过 这两次放大作用，我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。2、望远镜:由两组透镜组成的。我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重 要。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。望远镜能使远处的物体在近处成像。伽利略望远镜：目镜为凹透镜，物镜为凸透镜。开普勒望远镜：目镜物镜都是凸透镜，但是目镜的焦距较小（物镜焦距长，目镜焦距短）按形成原因分可以分为自然光源和人造光源例如自然光源有太阳萤火虫等人造光源有如蜡烛霓虹灯白炽灯等月亮不是光源月亮本身不发光只是反射太阳的光光的直线传播光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的光的传播不需下星星的闪烁等光沿直线传播的现象小孔成像井底之蛙影子日食月食一叶障目光沿直线传播的应用激光准直排直队要向看齐打靶瞄准影的形成光在传播过程中遇到不透明的物体由于光是沿直线传播的所以在不透光的物体后面光照射太阳光沿直线传播过程中被不透明的月球挡住月球的黑影落在地球上就形成了日食月食的成因当地球运行到太阳和月球中间时太阳光被不透明的地球挡住地球的影落在月球上就形成了月食如图在月球后的位置可看到日全食在的位置