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(共38张PPT)
光的传播、反射与折射
学业内容构架
内容要求
(对应课标P38)
(1)知道光的直线传播、反射、折射等现象；能根据光线模型解释针孔成像、影子等现象。
(2)通过实验了解光的反射定律、折射现象及其特点，知道平面镜成像的特点。
(3)根据光的反射规律解释平面镜成像的特征；根据折射规律解释水中物体的“视深”问题。
内容要点
要点1　知道光的直线传播，了解相关现象(如小孔成像等)
1. 光源：能 　自行发光　的物体叫光源。常见的光源有 　太阳、灯　。
2. 光的传播不需要介质。光在真空中传播的速度是自然界中最大的，为 　3×108m/s　，也可表示为 　3×105　km/s。光在不同介质中的传播速度是不同的：v空气 　＞　v水 　＞　v玻璃。
3. 光的直线传播原理：光在 　同种均匀介质　中沿 　直线　传播。
自行发光　
太阳、电灯
3×108m/s　
3×105　
＞　
＞　
同种均匀介质　
直线　
影子 日食 月食 小孔成像
分析 光线遇到不透明物体，在物体后面形成 的阴暗区 域 月球处于地球与太阳之间，挡住了射向地球的太阳光 地球处于月球与太阳之间，地球挡住了射向月球的太阳光 由于光的直线传播，在小孔的一侧形成一个倒立的实像
图形 分析
成因分析 光的直线传播
4. 光的直线传播应用：
(1)小孔成像。
A. 像的性质：倒立的实像。
B. 像的大小：像的大小与物距和像距的比值有关。
C. 像的形状与小孔的形状无关。
(2)影子、日食和月食的形成，射击瞄准等。
【典例展示】
例1　中华典籍《周礼·考工记》中有“识日出之景，与日入之景”的记载，这是一种通过日出、日落时细杆的影子进行辨方正位的方法，如图所示。这种方法依据的是(　C　)
A. 光的折射 B. 光的反射
C. 光的直线传播 D. 光的色散
C
例2　如图所示，小明制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点：
(1)蜡烛在塑料薄膜上所成的像是 　实像　(选填“实像”或“虚像”)。
实像　
(2)保持蜡烛位置不变，将小孔靠近半透明膜，像将 　变小　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)晴天中午，小明走在公园的树林下，他看到太阳光透过树叶缝隙在地面形成的许多大小不同的圆形光斑，这些光斑大小不同的原因是 　树叶缝隙离地面的高度不同　(选填“树叶间缝隙大小不同”或“树叶缝隙离地面的高度不同”)。
变小　
树叶缝
隙离地面的高度不同　
要点2　光的反射及反射定律，平面镜成像的特点
1. 光的反射及反射定律
(1)光的反射定义：光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来。
(2)光的反射定律
①探究光的反射定律实验。
A. 如何呈现光路。
通常的方法有：如果在空气中，我们可以利用挡板、烟雾等方式显示光路；如果在水中，可以在水中滴入几滴墨水或者牛奶来显示光路。
B. 正确理解入射角和反射角：入射角和反射角都是光线和法线所形成的夹角，不是光线与反射面所形成的夹角。
C. 挡板与平面镜必须垂直，否则反射光线将不会出现在另一侧的挡板上。
②光的反射定律内容：反射光线、入射光线以及法线在 　同一平面　上；反射光线、入射光线分居在 　法线　两侧；反射角 　等于　入射角(记忆口诀：三线共面、两线两侧、两角相等)。在光的反射现象中，光路是 　可逆　的。
同一平面　
法线　
等于　
可逆　
(3)反射类型：镜面反射和漫反射
①根本区别：镜面反射的反射面是光滑平整的，平行光入射平行光出射；而漫反射的反射面是粗糙不平的，平行光入射，出射光线的方向杂乱无章，各个方向上都有。
②相同点：不论哪种反射都遵循 　光的反射　定律。
③应用：利用镜面反射可以改变光的 　传播方向　、可以 　成像　。在许多情况下，我们要利用 　漫反射　来观察不发光的物体或得到柔和的不刺眼的光等。
光的反射　
传播方向　
成像　
漫反射　
2. 平面镜成像：平面镜成像的原理是 　光的反射　。平面镜成像的性质：虚像、对称。
(1)平面镜成像规律的探究，实验器材的选择和注意事项
①在实验中我们应该选择 　玻璃板　(选填“平面镜”或“玻璃板”)，这样选择的目的是 　便于确定像的位置　；如果实验桌上有厚玻璃板和薄玻璃板两种，我们应该选择 　薄玻璃板　，目的是 　可以避免在实验中出现像的重影　。
②实验中选择等大的蜡烛是为了 　便于比较像和物的大小　，这在研究方法上应用了 　等效替代法　。
光的反射　
玻璃板　
便于确定像的位置　
薄玻璃板　
可以避免在实验中出现
像的重影　
便于比较像和物的大小　
等效替代法　
③实验中要用到刻度尺，它的作用是 　便于比较像和物到镜面的距离　。
④如果玻璃板没有与桌面垂直，那么后面的蜡烛无论怎么移动都不能和像重合。
便于比较像和物到镜面的距离　
(2)平面镜的成像规律
①物体在平面镜里成正立、 　等大　的 　虚　像。
②像与物体的连线与镜面 　垂直　，像和物体到镜面的距离 　相等　。
③像和物体左右 　相反　。
等大　
虚　
垂直　
相等　
相反　
【细节解读和方法指导】
(1)实像：是由实际的光线会聚而成的像，可以用光屏承接。
虚像：是由光线的反向延长线会聚而成的像，不可以用光屏承接。
区分实像和虚像的方法：利用光屏，看像能否成在光屏上，能则为实像，不能则为虚像。
(2)平面镜成像规律的记忆方法：等距、等大、垂直、正立、反向、虚像。
(3)利用平面镜成像规律作图的注意点
①由于镜面后没有光线，所以镜面后要用虚线。
②由于利用的是平面镜成像规律作图，所以作图中无须画出法线(注意与利用光的反射定律作图进行对比)。
③像的大小由物体决定，与镜面的大小、物体到镜面的距离无关。
④像和物关于平面镜轴对称，所以只要平面镜所在的轴线位置不变，像的位置不变。
3. 平面镜的应用
潜望镜、穿衣镜、自行车尾灯等。
【典例展示】
例3　如图所示，固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A，已知光束与水面的夹角为40°，S'是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是(　D　)
D
A. 光源位置不动，如果把此时的40°角增大为50°，光斑A将向右移动
B. 当水面升高时，反射角将变大
C. 当水面升高时，光斑A将向右移动
D. 当水面升高时，S'到水面的距离变小
例4　如图甲，小孟利用一面小镜子隔墙看到院里的小猫要偷吃鱼。如图乙所示，AO表示来自小猫的入射光线，O点为入射点，B点为小孟眼睛所在位置。请在图乙中完成作图：
①画出反射光线OB；
②根据光的反射定律画出镜面。(镜面用线段表示，保留作图痕迹)
例5　探究光的反射规律，器材有：激光笔、平面镜、标有刻度的白色硬纸板(可沿中缝折叠)、白板。
(1)如图甲所示，将一束光照射到平面镜上，它的反射光在光屏上形成一个光斑，保持光在平面镜上的入射点不变，减小入射光与平面镜的夹角，则光屏上的光斑向 　下　(选填“上”或“下”)移动。
甲
下　
(2)利用图乙所示的装置进行探究。
①平面镜水平放置，标有刻度的白色硬纸板竖直地立在平面镜上，使一束光紧贴纸板A，射向镜面上的O点，将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折，当纸板B和纸板A在 　同一平面上　时，纸板B上能呈现反射光束。
乙
②改变入射光的方向，读出入射角和反射角的大小，将测得的数据记录在表格中，由此可知：反射角与入射角大小 　相等　。
同一平面上　
相等　
③用另一束光逆着反射光的方向射到镜面，观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出，这表明： 　反射时，光路是可逆的　。
实验序号 入射角 反射角
① 30° 30°
② 45° 45°
③ 60° 60°
反射时，光路是可逆的　
(3)利用如图丙所示的装置进行探究，让一束光斜射到平面镜上，在入射点O放置白板并调整位置，发现白板只在某一位置能同时呈现入射光和反射光，测得此时白板与镜面成90°角，说明白板与镜面的位置关系是： 　垂直　，实验表明： 　反射光线与入射光线在同一平面内　。
丙
垂直　
反射光线与入射光线在同一平面内　
(4)自行车尾灯是由许多角反射器组成的反光装置，角反射器是由互相垂直的反光面组成的，当汽车的灯光照在尾灯上时，司机看到尾灯特别亮，原因是： 　反射光线将沿与原光线平行方向反射回去，平面镜发生的是镜面反射　。
反射光线将沿与原光线平行方向反射回去，平面镜发生的是镜
面反射　
例6　小华在照镜子时发现，她面镜，像也面镜。于是她想探究平面镜所成的像和物到镜面的距离有什么关系？她按图甲摆放器材，进行实验。
(1)她选择玻璃板代替平面镜是为确定 　像的位置　。
甲
像的位置　
(2)实验中，她在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，将蜡烛B放在玻璃板后并移动，在玻璃板的 　A　(选填“A”或“B”)侧观察，直到B与A的像完全重合，这说明 　像与物的大小相等　。
A　
像与物的大小相等　
(3)改变 　蜡烛A　(选填“蜡烛A”或“蜡烛B”)的位置，重复实验，分别测出A和B到玻璃板的距离，并记录实验数据。
蜡烛A　
(4)小华将图甲中的玻璃板换成平面镜，垂直于纸板放置(如图乙所示)，探究“光反射时的规律”。她用激光笔沿硬纸板EO照射到平面镜上的O点。反射光线沿OF射出，则∠NOF 　＝　(选填“＞”“＝”或“＜”)∠EON。
乙
＝　
(5)小琳又让入射光线沿着FO入射到O点，看到反射光线沿OE射出，这说明在反射现象中 　光路是可逆的　。
光路是可逆的　
要点3　光的折射
(1)定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向会发生偏折。
(2)光的折射定律：折射光线、入射光线以及法线在 　同一平面　上；折射光线、入射光线分居在 　法线　两侧；当光从空气斜射入其他透明介质中时，折射角 　小于　入射角；当光从其他透明介质斜射入空气中时，折射角 　大于　入射角(记忆口诀：三线共面、两线两侧、两角不等、密小角大)。在光的折射现象中，光路是 　可逆　的。
同一平面　
法线　
小于　
大于　
可逆　
【细节解读】
1. 在中考中经常会考查光学现象的光学原理，在解决此类题时，我们只要明确直线传播、反射和折射的传播特点就可以了。
传播形式 传播方向 传播经过的介质
直线传播 方向不改变 在同一种介质中传播
反射 方向改变 在同一种介质中传播
折射 方向改变 在两种介质中传播
2. 在光的折射中，当入射角增大时，折射角也随之 　增大　；如果光是从水中射向空气，那么当入射角增大到一定值时，折射光线会消失，我们把这种现象称为全反射。而光从空气斜射入水中时，不可能出现这种现象。
3. 当光线 　垂直　射向介质表面时，光的传播方向不变，即不发生折射。
4. 不经光学仪器的自然的折射现象所成的像，一般为虚像，而且虚像都相对于物发生上移。如：岸上观鱼、池水“变 　浅　”、水中的筷子“弯折”、海市蜃楼等，人眼所见都是虚像。
增大　
垂直　
浅　
【典例展示】
例7　周六，小龙同学又开始了他的家庭实验：他在桌面上放一个空碗，碗内底部放一枚硬币，让弟弟看过去，没有看见硬币如图甲；弟弟保持不动，小龙慢慢往碗中倒水，弟弟突然看见碗中出现了一枚“硬币”如图乙。对此现象下列分析正确的是(　B　)
B
A. 看见硬币，说明硬币是光源
B. 没有看见硬币，是因为光的直线传播
C. 看见的“硬币”，是光的反射形成的虚像
D. 看见硬币，表明光在水中的传播速度比空气中快
例8　在探究光的折射规律时，从水面上方看水中的物体变浅了，为了确定水中物体所成像的位置，某学习小组进行了如下探究：
A. 把一个小灯泡a放在水中某处，观察灯泡所成像的位置。
B. 将另一个相同的小灯泡b放在水面上方，调整其位置，使它的像与灯泡a的像重合。
C. 用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。
(1)测量时，把刻度尺的零刻度线对准灯泡b，水面处对应的刻度如图所示，则灯泡b到水面的距离为 　81.2　mm。
81.2　
(2)灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等，依据是平面镜所成的像 　C　。
A. 是虚像
B. 和物体大小相等
C. 和物体到镜面的距离相等
D. 和物体的连线与镜面垂直
(3)测量时，如果直接将刻度尺竖直插入水中，使看到的零刻度线与灯泡a的像重合，则刻度尺在水面处的示数表示 　灯泡a　到水面的距离。
C　
灯泡a　

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