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第四章 光现象
一、光的传播
(一):光源：能发光的物体叫做光源。
光源可分为:(1)、冷光源(水母、节能灯），热光源（火把、太阳）；
(2)、天然光源（萤火虫、水母、太阳），人造光源（篝火、蜡烛、油灯、电灯、火把）;
月亮本身不会发光，它不是光源。
(二)、光的传播
1、光在同种均匀介质中沿直线传播；
2、光的直线传播的应用：
应用：小孔成像、激光准直、手影、影子的形成、日食和月食、无影灯
（1）小孔成像：像的形状与小孔的形状无关，像是倒立的实像（树荫下的光斑是太阳的像）
（2）激光准直（挖隧道定向）；整队集合；射击瞄准；
（3）坐井观天（要求会作有水、无水时青蛙视野的光路图）；一叶障目；
（4）影子的形成：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。
影子；日食、月食（要求知道日食时月球在中间；月食时地球在中间）
3、光线：常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向；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。
(三)、光速
1、真空中光速是宇宙中最快的速度；
2、在计算中，真空或空气中光速c=3×108m/s=3×105 km/s;
3、光年：是光在一年中传播的距离，光年是长度单位；1光年≈9.46×1015m；
注：声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传播；
光在真空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢（二者刚好相反）。
光速远远大于声速，（如先看见闪电再听见雷声，在100m赛跑时声音传播的时间不能忽略不计，但光传播的时间可忽略不计）。
二、光的反射
1、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。
2、反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居于法线的两侧；反射角等于入射角。
3、在反射现象中，光路是可逆的。
（1）法线：过光的入射点所作的与反射面垂直的直线；
（2）入射角：入射光线与法线的夹角；
反射角：反射光线与法线间的夹角。
（3）入射角与反射角之间存在因果关系，反射角总是随入射角的变化而变化，因而只能说反射角等于入射角，不能说成入射角等于反射角。（镜面旋转θ，反射光旋转2θ）
（4）垂直入射时，入射角、反射角等于多少？答：垂直入射时，入射角为0度，反射角亦等于0度。
4、利用光的反射定律画一般的光路图（要求会作）：
（1）确定入（反）射点：入射光线和反射面或反射光线和反射面或入射光线和反射光线的交点即为入射（反射）点
（2）根据法线和反射面垂直，作出法线。
（3）根据反射角等于入射角，画出入射光线或反射光线
5、分类：镜面反射和漫反射。
⑴ 镜面反射：
①定义：射到物面上的平行光反射后仍然平行
②条件：反射面平滑。
③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
⑵ 漫反射：
①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。
②条件：反射面凹凸不平。
③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。
（镜面反射与漫反射都遵循反射定律）
三、平面镜成像
1、平面镜：
①、成像特点：像与物大小相等；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正立、等大的虚像。
②、成像原理：光的反射定律
③、作用：（1）成像、（2） 改变光路
④、实像和虚像：实像是实际光线会聚点所成的像，实像既可用光屏承接，又可用眼睛看到；虚像是反射光线反向延长线的会聚点所成的像。虚像不能用光屏承接，而只能用眼睛看到。
⑤、平面镜的应用：
（1）、水中的倒影、
（2）、平面镜成像、
（3）、潜望镜
2、球面镜：
(1)凹面镜
①定义：用球面的内表面作反射面。
②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
③应 用：太阳灶、手电筒、汽车头灯
(2)凸面镜
①定义：用球面的外表面做反射面。
②性质：凸镜对光线起发散作用。凸镜所成的象是缩小的虚像
③应用：汽车后视镜
四、光的折射

1、定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向发生偏折,这种现象叫光的折射。
折射角：折射光线和法线间的夹角。
2、光的折射定律
(1)在光的折射现象中，折射光线、入射光线、法线都在同一个平面内。折射光线、入射光线分居法线两侧,光从空气斜射入水或其他介质时，折射角小于入射角,；光从水或其它介质斜射入空气中时，折射角大于入射角,
（要求会画折射光线、入射光线的光路图）
(2)斜射时，总是空气中的角大；垂直入射时，折射角和入射角都等于0°,光的传播方向不改变
(3)、折射角随入射角的增大而增大
(4)、当光射到两介质的分界面时，反射、折射同时发生
(5)、光的折射中光路是可逆的。
3、光的折射现象及其应用
(1)、生活中与光的折射有关的例子：
水中的鱼的位置看起来比实际位置高一些（鱼实际在看到位置的后下方）；
由于光的折射，池水看起来比实际的浅一些；水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些；
夏天看到天上的星斗的位置比星斗实际位置高些；
透过厚玻璃看钢笔，笔杆好像错位了；斜放在水中的筷子好像向上弯折了；（要求会作光路图）
(2)、人们利用光的折射看见水中物体的像是虚像（折射光线反向延长线的交点）

五、光的色散
1、太阳光通过三棱镜后，依次被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色，这种现象叫光的色散；天边的彩虹是光的色散现象；
2、白光是由各种色光混合而成的复色光；
3、色光的混合
色光的三原色:红、绿、蓝。
4、透明体的颜色由它透过的色光决定。（即什么颜色透过什么颜色的光）；
不透明体的颜色由它反射的色光决定。（即什么颜色反射什么颜色的光，吸收其它颜色的光，

5、红外线：红外线位于红光之外，人眼看不见；
（1）一切物体都能发射红外线，温度越高辐射的红外线越多；（打仗用的夜视仪）
（2） 红外线穿透云雾的本领强（遥控探测）
（3）红外线的主要性能是热作用强；（加热）
6、紫外线：在光谱上位于紫光之外，人眼看不见；
（1）紫外线的主要特性是化学作用强；（消毒、杀菌）
（2）紫外线的生理作用，促进人体合成维生素D（小孩多晒太阳），但过量的紫外线对人体有害（臭氧可吸收紫外线，我们要保护臭氧层）
（3）荧光作用；（验钞）
（4）地球上天然的紫外线来自太阳，臭氧层阻挡紫外线进入地球。
红外线和紫外线都是不可见光。
第五章??? 透镜及其应用
一、透镜
1、透镜的种类
①凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜。
如：远视镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等
②凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜。
如：近视镜片；
2、基本概念：
①主光轴：过透镜两个球面球心的直线，用CC/表示；
②光心：通常情况下位于透镜的几何中心；用“O”表示。
③焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；用“F”表示。
④焦距：焦点到光心的距离（通常由于透镜较厚，焦点到透镜的距离约等于焦距）焦距用“f”表示。
如下图：


注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点；
3、凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
4、三条特殊光线（要求会画）：
(1)、过光心的光线经透镜后传播方向不改变，如下图：

(2)、跟主光轴平行的光线通过凸透镜折射后过焦点；
跟主轴平行的光线通过凹透镜折射后其折射光线的反向延长线过焦点（所以凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光有发散作用）如下图：

(3)、过焦点的光线通过凸透镜折射后与主光轴平行；指向另一侧焦点的光线通过凹透镜折射后跟主光轴平行；如下图：

5、写出一种粗测凸透镜焦距的方法。（记忆）
答：①凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动直到纸上的光斑变得最小最亮，即焦点，用刻度尺测出焦点到透镜光心的距离，就是凸透镜的焦距。
6、辨别凸透镜和凹透镜的4种方法：（记忆）
①：观察透镜，中间厚、边缘薄的是凸透镜；中间薄、边缘厚的是凹透镜；
②：让透镜正对太阳光，移动透镜，在纸上能的到较小、较亮光斑的为凸透镜，否则为凹透镜；
③：用透镜看字，能让字放大的是凸透镜，字缩小的是凹透镜；
④：用光屏能承接到实像的是凸透镜。
二． 生活中的透镜
1、照相机：成倒立、缩小的实像。
2、投影仪：成倒立、放大的实像。
3、放大镜：成正立、放大的虚像。
4、实像和虚像的区别
①实像是由实际光线会聚而成的像；虚像不是由实际光线会聚而成的像，而是由实际光线的反向延长线会聚而成的像。
②实像既可用光屏承接，又可用眼睛看到；虚像不能用光屏承接，而只能用眼睛看到。
③实像总是倒立的，虚像总是正立的。
三.凸透镜成像的规律
1:器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺）
2: 实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、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：
1 蜡烛在焦点以内；
② 烛焰在焦点上
③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；
④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。
3:凸透镜成像的规律（要求熟记、并理解）：
?? 物的位置 像的位置 像的性质 应用举例
凸透镜 u=∞（平行光） v=f 像与物异侧 成一点 测定焦距
u>2f 2f>v>f 倒立、缩小、实像 照相机，
u=2f v=2f 倒立、等大、实像 放大、缩小实像的分界点
2f>U>f v>2f 倒立、放大、实像 幻灯机，投影仪
u=f v=∞ 同侧 不成像 实、虚的分界点探照灯
uf 正立、放大、虚像 放大镜
凹透镜（不要求） 物在镜前任意处 v4、对规律的进一步认识：
⑴u＝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。
⑵u＝2f是像放大和缩小的分界点
⑶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。
⑷成实像时：

⑸成虚像时：


四、眼睛与眼镜
1、成像原理: 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形成倒立，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了。
眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷）；
2、近视眼的形成及矫正
产生近视眼的原因是晶状体太厚，折射能力太强，或者眼球在前后方向上太长。利用凹透镜矫正。
3、远视眼的形成及矫正
产生远视眼的原因是晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短。利用凸透镜矫正。
4、近视眼与远视眼的区别
近视眼看得清近处的物体，看不清远处的物体；远视眼看得清远处的物体，看不清近处的物体。近视眼是由于物体的像落在视网膜的前面而看不清，远视眼是由于物体的像落在视网膜的后面而看不清。
5、眼镜的度数
眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦距的倒数乘以100（透镜焦距的倒数叫做透镜焦度）。
凸透镜（远视镜片，即老花眼镜）的度数是正数，凹透镜（近视镜片，即近视眼镜）的度数是负数。
五:显微镜和望远镜；
1、显微镜由目镜和物镜组成，物镜、目镜都是凸透镜，它们使物体两次放大；
2、望远镜由目镜和物镜组成，物镜使物体成缩小、倒立的实像，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像；
第六章 质量与密度
一、质量
1、定义：物体所含物质的多少叫质量。符号是：m
2、单位：国际单位制：主单位kg ，常用单位：t g mg
1t=103kg 1g=10-3kg 1mg=10-6kg
3、质量的理解：固体的质量不随物体的形状、状态、位置、而改变，所以质量是物体本身的一种属性。
4、质量的测量：
（1）、实验室常用的测量工具托盘天平，日常生活中常用的测量工具：案秤、台秤、杆秤。
5:托盘天平的使用:
(1)把天平放在水平桌面上;
(2)拔动游码,使游码位于标尺的左端的零刻度处;
(3)调节天平的平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处或左右摆动的幅度相等.使天平的横梁平衡.
(4)测将物体放在左盘上，右盘放砝码，增减砝码并调节游码，使天平平衡).
(5)读数: 被测物体的质量=盘中砝码总质量+ 游码在标尺上所对的刻度值
(6)整理好器材
注意事项：
A 、所测物体的质量不能超过天平的称量 。
B、不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿弄脏。
C、潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的盘中。
注：失重时不能用天平称量质量
二、密度
1、定义：单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度。
2、公式：
3、单位：国际单位制：主单位：kg/m3 常用单位：g/cm3
单位间换算关系：1g/cm3=103 kg/m3
水的密度：1.0×103kg/m3，读作：1.0×103千克每立方米，
它表示的物理意义是：1立方米的水的质量为1.0×103千克。
密度大小与物质的种类、状态有关，受到温度的影响，与质量、体积无关。
6:体积的单位:m3? dm3? cm3? mm3?? L?? mL
????? 1m3=1000dm3? ?1 dm3=1000 cm3??? 1cm3 =1000 mm3? 1L=1 dm3? 1 mL=1 cm3




三、测量物质的密度
1、量筒
⑴用途：测量液体体积（间接地可测固体体积）。
⑵使用方法：
①“看”：单位[毫升（mL）、厘米3 ( cm3 )， 1mL=1cm3 ]、量程、分度值。
②“放”：放在水平台上。
③“读”：若量筒里的液面是凹形的，读数时，视线要和凹面的底部相平。
2、测固体的密度：
①原理：
②测质量的工具：托盘天平
工具：量筒、水、细线
1、在量筒中倒入适量的水，读出体积V1；
2、用细线系好物体，浸没在量筒中，读出总体积V2， 物体体积V=V2-V1
A、针压法：（工具：量筒、水、大头针）
B、沉坠法：（工具：量筒、水、细线、石块）
形状规则：工具：刻度尺
说明：在测不规则固体体积时，采用排液法测量，这里采用了一种科学方法——等效代替法。
3、测液体密度：
⑴ 原理：
⑵ 方法：①用天平测液体和烧杯的总质量m1 ；
②把烧杯中的液体倒入量筒中一部分，读出量筒内液体的体积V；
③称出烧杯和杯中剩余液体的质量m2 ；
④得出液体的密度
四、密度与社会生活
1：密度是物质的特性，每种物质都有自己的密度。
2：密度与温度：温度能够改变物质的密度；气体热膨胀最显著，它的密度受温度影响最大；
3：固体和液体受温度影响比较小。
4：水的反常膨胀：4℃密度最大；水结冰体积变大。
5、密度的应用：
⑴鉴别物质：密度是物质的特性之一，不同物质密度一般不同，可用密度鉴别物质。
⑵求质量：由于条件限制，有些物体体积容易测量但不便测量质量用公式m=ρV算出它的质量。
⑶求体积：由于条件限制，有些物体质量容易测量但不便测量体积用公式V=m/ρ算出它的体积。



物距减小
（增大）

像距增大
（减小）

像变大
（变小）

物距减小
（增大）

像距减小
（增大）

像变小
（变大）

沉入水中

形
状
不
规
则

方法

浮在水面

③测体积