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(共45张PPT)
第四讲　光现象
光的直线传播
1.光源:能够　 的物体叫光源。
2.传播
(1)光在　 介质中沿直线传播。
(2)现象:影子的形成、小孔成像、日食、月食等。
(3)应用:激光准直、列队看齐等。
发光
同种均匀
3.光线:用来表示光的传播　 和　 的带箭头的直线。
4.光速:光在不同介质中传播的速度不同,在真空中的传播速度最快,近似取c=　 m/s。
径迹
方向
3×108
[八上,P69] 如图所示,在有雾的天气,看到透过树丛的光束是直的,说明光在　 中沿直线传播,在空气中的传播速度约为　 m/s;在地面上看到许多圆形的光斑,这是太阳的　 (选填“实像”“虚像”或“影子”)。
同种均匀介质
3×108
实像
2.[八上,P72] 太阳发出的光,要经过大约8 min到达地球,请估算太阳到地球的距离约为　 m;如果一辆家用汽车以 100 km/h 的速度不停地跑,它要经过　 h才能跑完这段路程。
光的反射
1.定义:光射到物体表面,被物体表面　 回去的现象。
2.反射定律
(1)共面:　 、　 和　 都在同一平面内。
(2)异侧:　 、　 分居法线两侧。
1.44×1011
1.44×106
反射光线
入射光线
法线
反射光线
入射光线
反射
(3)等角:　 等于　 。
(4)光路可逆:在光的反射现象中,光路是　 的。
3.两种反射:镜面反射和漫反射
反射角
入射角
可逆
类型 镜面反射 漫反射
图示
不同点 反射面平整光滑,平行光线经反射后还是平行光线 反射面粗糙不平,平行光线经反射后反射光线是杂乱无章的
相同点 光反射时,都遵循光的　 定律;光路都是可逆的
实例 平静的水面反光,玻璃幕墙引起的光污染等 从各个方向都能看清黑板上的字、电影屏幕用布而不用玻璃等
反射
注意: (1)镜面反射并不是只反射平行光,它反射所有入射光。
(2)我们能看到不发光的物体,是由于光的反射;我们能从不同角度看到不发光的物体,是由于光的漫反射。
1.[八上,P73] 如图是研究光反射规律的实验装置,为了研究光在反射时光路可逆,实验时应进行的操作是( )
A.改变光线OB与法线ON的夹角
B.改变光线AO与法线ON的夹角
C.让另一束光从BO入射
D.沿法线ON前后转动F板
C
2.[八上,P76] 自行车的尾灯设计得非常巧妙,当后面的光照射到尾灯时,它都能把光“反向射回”,由图看出自行车的尾灯结构是由　 的小平面镜组合而成,反射光线与入射光线　 ,光线原路返回,引起司机注意从而避免事故的发生。
互相垂直
平行
平面镜成像
1.原理:光的　 。
2.特点:平面镜所成像的大小与物体大小　 ,像和物体到平面镜的距离　 ,像和物体对应点的连线与平面镜　 ,平面镜所成的像与物体关于平面镜　 ,平面镜成像是　 。
3.常见的应用有利用平面镜成像、改变光路、扩大空间视野等。
反射
相等
相等
垂直
对称
虚像
[八上,P77] 在平静的水面,国家大剧院和它的倒影宛如一个巨大的蛋壳,如图所示,这是光的　 现象,这个倒影实际上是大剧院通过水面所成的　 (选填“倒立”或“正立”)的、　 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的、　 (选填“实”或“虚”)像。
反射
正立
等大
虚
光的折射
1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质中时,传播方向发生了偏折,这种现象叫做光的折射。
2.折射规律
(1)三线　 ,两线分居法线　 侧。
(2)光从空气斜射入水中,折射角　 入射角。
(3)当光垂直射向界面时,传播方向不变。
(4)在折射现象中,光路是　 的。
共面
两
小于
可逆
[八上,P83] 如图所示,开始茶碗看起来是空的,但当向碗里慢慢倒水时,会发现硬币,这是因为硬币反射的光从水中射向空气中时发生　 现象,人眼看到的硬币比真实的硬币位置　 。
折射
高
光的色散
1.光的色散:太阳光经三棱镜分解成　 、橙、黄、　 、蓝、靛、　 的现象。
2.色光的三原色:　 、　 、　 。
3.看不见的光
(1)红外线:①光谱上　 以外的部分,其主要特性是热效应显著。
②红外线应用:诊断疾病、红外线夜视仪、电视遥控器。
(2)紫外线:①光谱上紫光以外的部分,能杀菌、消毒、使　 发光。
②紫外线应用:灭菌灯、验钞机等。
红
绿
紫
红
绿
蓝
红光
荧光物质
注意: 光的色散的实质是光的折射。不同的单色光在三棱镜中的偏折程度不同,其中红光的偏折程度最小,紫光的偏折程度最大。　　　　 　　　
光现象辨识与应用
[物理与传统文化] 中华文化源远流长,下列诗词涉及光学知识,对其解释正确的是( )
A.“起舞弄清影”,影子是由于光沿直线传播形成的实像
B.“明镜可鉴形”,明镜成像是因为光发生了折射
C.“潭清疑水浅”,潭水看起来浅是因为光发生了反射
D.“瀑水喷成虹”,彩虹是光的色散现象
D
[衍生子题]
(双选)在如图所示的四个实例中,与小孔成像原理相同的是( )
A.玉带桥在水中的“倒影” B.日晷面上呈现晷针的影子
C.筷子在水中“折断” D.手影游戏
BD
正确区分三种光现象
光现象 发生的位置 遵循的规律 成像
光的直 线传播 光在同种均匀介质中 光在同种均匀介质中沿直线传播 小孔成像:倒立的实像,像的大小取决于物体到小孔的距离与光屏到小孔的距离的关系
光的 反射 光在两种介质分界面上改变传播方向又返回原来介质中 光的反射定律 平面镜成像:正立、等大的虚像
光的 折射 光从一种介质斜射入另一种介质中,传播方向发生改变 光的折射规律 虚像
平面镜成像特点及应用
小红站在穿衣镜前2 m处,这时她与她的像之间的距
离为　 m。若小红举起自己的右手,则她的像举起的是
　 (选填“左手”或“右手”)。若小红后退0.5 m,
她在镜中像的大小将　 (选填“变大”“变小”或“不变”)。现将一块和镜面一般大的木板放在镜子后面0.5 m处,如图所示,这时她　 1
(选填“仍能”或“不能”)在镜中看到自己的像。为了看清楚自己脸上的“青春痘”,她拿着小镜子来到窗前仔细观察自己的脸,她应该把脸11
(选填“面对”或“背对”)窗户才能观察得更清楚。
4
左手
不变
仍能
面对
[衍生子题]
[教材改编] 小红借助平面镜来检查视力(要求被检者距离视力表5 m),下图是小红在测量视力时的情景,下列说法正确的是( )
A.视力表中开口向上的“E”,在平面镜中成的像开口向下
B.测量视力的情景应用了光的直线传播的原理
C.小红按要求进行视力测量,则L的大小应该是0.6 m
D.小红按要求进行视力测量,则L的大小应该是0.3 m
C
光学作图
图(甲)中,牙医借助平面镜观察牙齿的背面。请在图(乙)中画出能反映此过程的光路图。
答案:如图所示
关于平面镜成像的作图经常用到“两点一面”模型,“两点”指发光点、像点或反射光线上的一点,“一面”指反射面。
如图所示,水中一点光源S,发出光线射向水面,画出其反射光线,并作出人眼看到S在水中像的大致位置光路图。
答案:如图所示
实验1　探究光反射时的规律
(2022年课标必做实验)
[实验器材]
平面镜、激光笔、可折转纸板、量角器等。
[实验装置]
[设计与进行实验]
1.让光贴着纸板传播的目的是显示光的传播路径,这种做法利用了光的漫反射。
2.纸板在实验中的作用:
(1)显示光的传播路径。
(2)探究入射光线、反射光线、法线　 。
(3)显示反射角随入射角的变化。
3.纸板应与镜面　 放置,否则在纸板上看不到反射光线。
是否共面
垂直
4.实验应在　 的环境下进行,防止其他光源对实验的干扰,使实验现象更加明显。
5.探究反射角与入射角的关系的方法:不断改变　 光线的角度,观察1　 光线角度的变化,同时比较反射角与入射角的大小。
6.将纸板折转一定角度的目的:验证反射光线和入射光线、法线是否在1
　 。
7.验证光路的可逆性:将光逆着反射光线入射到镜面上,观察光的传播路径是否　 。
8.多次改变入射角的大小进行实验的目的:使实验结论具有　 。
较暗
入射
反射
同一平面内
重合
普遍性
[实验结论]
在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在　 内;反射光线、入射光线分别位于法线　 ;反射角　 入射角。
例1 小兰看到教学楼对面的玻璃幕墙把太阳光反射到教室里,她想知道光在反射时会遵循怎样的规律 于是她利用平面镜、可向后折的纸板、量角器和激光笔进行如图(甲)和(乙)所示的实验。
同一平面
两侧
等于
(1)实验中为了使光线能在纸板上显示出来,方便实验探究,应该采取的操作是　 。
A.向纸板喷烟或雾
B.使光束垂直纸板射到O点
C.使光束贴着纸板射到O点
(2)由图(甲)可得出结论∠FON　 (选填“<”“=”或“>”)∠EON。
(3)在入射光EO向ON靠近的过程中,发现反射光OF　 (选填“靠近”或“远离”)ON。
C
=
靠近
(4)如图(乙)所示,将纸板NOF向后折,纸板上　 (选填“能”或“不能”)看到反射光线,这说明反射光线、入射光线和法线在　 。
(5)图(甲)中当光沿FO的方向射入O点时,光线会沿着OE的方向射出,说明反射现象中光路是　 。
(6)某同学的实验数据如表所示,其中有一组数据测错了,这组数据是第1
　 次实验数据,原因可能是将反射光线与　 的夹角当成反射角。
不能
同一平面内
可逆的
4
平面镜
实验次数 1 2 3 4 5 6
入射角 60° 50° 40° 30° 20° 0°
反射角 60° 50° 40° 60° 20° 0°
(7)多次实验的目的:使实验结论具有　 。
(8)实验中,从教室各个方向都能观察到粗糙纸板表面反射的光线,这种反射属于　 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
(9)实验结束后,同组的小明和小刚都想从镜子中看到对方的眼睛,而不想让对方看到自己的眼睛,结果他俩谁都没有做到,你认为没有做到的原因是　 。
(10)根据实验探究结论,如果让一束光线沿NO垂直入射到平面镜上,保持入射光线的方向不变,平面镜绕入射点顺时针方向转8°,则反射光线会沿顺时针方向转　 。
普遍性
漫反射
反射时,光路是可逆的
16
实验2　探究平面镜成像的特点
(2022年课标必做实验)
[实验原理]
光的反射。
[实验器材]
玻璃板、蜡烛、光屏、刻度尺、白纸等。
[实验装置]
[设计与进行实验]
1.实验方法:　 法,移动玻璃板后面完全相同的蜡烛,使其与点燃的蜡烛的像　 ,这个蜡烛的位置就是像的位置。
2.用玻璃板代替平面镜的目的:便于　 。
3.选用两支相同的蜡烛:为了比较像与物的　 关系。
4.实验时选用薄玻璃板的原因:防止蜡烛通过玻璃板的前后两面成　 个虚像,影响实验效果。
5.将玻璃板　 水平桌面放置的目的:使像和物能够重合,便于确定像的位置和大小。
等效替代
完全重合
确定像的位置
大小
两
垂直
6.实验应在较　 的环境下进行,防止其他光源对实验的干扰,使实验现象更加明显。
7.刻度尺的作用:确定像与物到镜面的距离关系以及像物连线与镜面的关系。
8.实验中光屏的作用:通过观察像是否呈现在光屏上,从而验证平面镜所成的像是　 像。
9.观察像时眼睛的位置:与未点燃的蜡烛　　侧。
10.实验中应选择　　 (选填“较薄”或“较厚”)的 玻璃板。因为透明玻璃板透光性较强,反光性较弱,而这个实验对透光性有要求,对反光性也有要求,所以应选用透光性不如透明玻璃板而反光性强于透明玻璃板的茶色玻璃板。
暗
虚
异
较薄
茶色
11.多次改变蜡烛位置进行实验的目的:使实验结论具有　 。
[实验结论]
平面镜所成像的大小与物体的大小　 ,像和物体到平面镜的距离　 ,像和物体的连线与镜面　 ,平面镜成　 像。
例2 如图(甲)所示是小明探究“平面镜成像的特点”的实验装置,图中A、B是两根外形相同的蜡烛。
普遍性
相等
相等
垂直
虚
(1)选用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透光的特点,便于　 1
。
(2)拿　 (选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B,在玻璃板的后面移动,人眼在玻璃板　 (选填“前面”或“后面”)观察,直到蜡烛B看上去跟　 (选填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”)完全重合,并在白纸上记下这两支蜡烛的位置。
(3)为探究平面镜所成的像是实像还是虚像,将蜡烛B移去,在相同位置上放上光屏,光屏上　 (选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是　 (选填“实”或“虚”)像。
确定像
的位置
未点燃
前面
蜡烛A的像
不能
虚
(4)小明把蜡烛A向靠近玻璃板方向移动一段距离,会发现蜡烛A的像的大小　 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)若将玻璃板向蜡烛A的一侧倾斜,如图(乙)所示,观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的　 (选填“①”或“②”)处。
不变
②
(6)为了使观察到的实验现象更好一些,该实验最好选择在　 (选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。
(7)实验结束后,小明想,若把玻璃板沿MN截成两部分,如图(丙)所示,并分别向两侧平移一小段距离,则蜡烛通过左右两部分玻璃板成像的情况:　 。
A.都成完整的像,且两个像在同一位置
B.各成半个像,合起来成一个完整的像
较暗
A
(9)经过三次实验得到三组物、像位置点,如图(戊)所示,由此可知　 1
。
(10)小明自备器材做该实验,在玻璃板前放置一支点燃的蜡烛,看到玻璃板后出现蜡烛的两个像,这是因为　 1
。
(8)如图(丁)所示,小华用一张不透明纸挡在玻璃板与像之间,她在玻璃板前观察　 (选填“仍能”或“不能”)看到蜡烛的像,这说明像是由光的1
　 (选填“直线传播”“反射”或“折射”)形成的。
仍能
反射
像和
物体到平面镜的距离相等
玻璃板太厚导致玻璃板前后两个面都
发生了反射
(11)同组的小红用棋子代替蜡烛进行实验,但怎么也看不清棋子的像,请你提出一个解决这个问题的办法:　 。
(12)实验结束后,小明无意间从平面镜中看到墙上的电子钟的像如图(己)所示,这时的实际时间是　 。
用手电筒照亮棋子
10:35
(己)
1.(2023岳阳)下列现象能用光沿直线传播解释的是( )
A.天上的彩虹 　　 B.铅笔的弯折
C.人和猫能看见对方 　　 D.手影游戏
光现象辨析
D
2.(2023邵阳)京剧是中国的国粹之一,如图京剧演员正在对着镜子画脸谱,他利用的光学原理是( )
A.光的色散 B.光的反射
C.光的折射 D.光沿着直线传播
3.(2023衡阳)下列光现象中,由于光的折射形成的是( )
A.手影　　 B.筷子错位 C.水中倒影 D.小孔成像　　
B
B
4.(2023怀化)很多诗句蕴含着丰富的物理知识,下列所描述的现象与其成因对应正确的是( )
A.“池水映明月,潭清疑水浅”,句中“水浅”是由光的反射造成的
B.“已是悬崖百丈冰,犹有花枝俏”,句中“冰”的形成是熔化现象
C.“绿树浓阴夏日长,楼台倒影入池塘”,句中“浓阴”是光的折射形成的
D.“寒夜客来茶当酒,竹炉汤沸火初红”,句中“汤沸”是指水加热后发生汽化现象
D
5.(2022怀化)2022年4月18日,怀化出现了“日晕”奇观,它是由于气温低,云中的水滴变成六棱柱状的小冰晶,此过程发生了　 (填物态变化名称),太阳光穿过云层即在小冰晶上发生　 (选填“折射”“反射”或“光沿直线传播”),看上去在太阳的周围出现一个圆圈,由内而外呈光谱色,这就是“日晕”。
凝固
折射
光学作图
6.(2023郴州)“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉,图中M点表示青蛙。请根据光的直线传播知识画图说明为什么“坐井观天,所见甚小”。(温馨提示:必须标出光的传播方向)
答案:如图所示
平面镜成像特点
7.(2022益阳)如图所示,人站在竖直放置的平面镜前,下列判断正确的是( )
A.人面镜时,他的像变大
B.人与平面镜的距离增大时,他与像的距离变小
C.平面镜垂直纸面向里移动,他的像位置不变
D.平面镜的上端向人倾斜,他的像位置不变
C
8.(2023长沙)在“探究平面镜成像的特点”的实验中:
(1)第一小组找到如图(甲)所示的两种器材,器材a是平面镜,器材b是在薄玻璃板的一面贴上几条镜面纸的自制教具。为了确定像的位置,可选择器材　 (写出器材的字母符号即可)。
b
(2)第二小组选取两支相同的蜡烛做实验,实验装置如图(乙)所示,同学们发现玻璃板后面的蜡烛总是能和玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合,这说明平面镜所成像的大小与物体的大小　 。
(3)在探究像距和物距的关系时,小明在第一次实验中测出物距为12.50 cm,像距为12.50 cm。为了得到像距和物距关系的规律,你对他接下来的操作建议是　 。
相等
改变物距,多做几组实验
光现象综合
9.(2021株洲)如图是根据初中物理光学内容绘制的知识结构图,线条表示知识间的逻辑联系。
(1)A、B两处应分别填写的物理原理是　 和　 。(均选填“光沿直线传播”或“光路可逆”)
(2)C、D两处应分别填写的光学元件是　 和　 。(均选填“平面镜”或“透镜”)
(3)图中表示光沿直线传播的物理模型是　 。
光沿直线传播
光路可逆
透镜
平面镜
光线

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