初中趣味物理光学.doc

初中趣味物理-光学部分一、光从哪儿来？光源：能够自行发光的物体叫光源。例如：太阳、打开的电灯、点燃的蜡烛、夜明珠等；反光的物体不是光源。例如：月亮、镜面、水中的灯等。二、光的传播有速度吗？光速：光在不同物质中传播的速度是不同的：固体中最慢、液体中稍快、气体中较快、真空中最快；声音的传播与光的传播恰恰相反，固体中最快、液体中较快，气体中最慢、真空中不能传播声音。光在真空中的速度C千米秒（38）。水中的速度C水（）C在玻璃中C玻璃（）C。光年：光在一年内通过的距离叫作光年，例如：织女星发出的光线要经过.年才能到达地球，那么，织女星离地球的距离为26.4光年说明：光年是长度单位，不是时间单位。光速产生的现象：时间差、时光隧道、天文、看（不）见物体的光实质现象三、光是如何传播的？光既可以在真空中传播，也可以在某些介质中传播，在真空或同一种介质中直线传播；*光的传播不需要介质！注意对相关课本、材料对此特性描述的正确理解与甄别。光直线传播特性导致的许多光现象：影子的形成、月食的形成、日食的形成、小孔成像； *要注意与平常看见的光柱现象的区别，光柱是光的漫反射！光线：为了研究的方便，用带箭头的直线表示光传播的路线和方向。直线表示光传播的路线，箭头表示光传播的方向。说明：光线是不存在的假想的。四、聪明的光之一-光的反射：1、光在真空或一种介质中直线传播时，如碰到另外一种物质（介质）时，选择之一-反射。这种光现象叫光反射。2、光反射的（原则）定律：光反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。重点：（1）根据图能分别认识入射光线、反射光线、入射角、反射角、法线、入射点。 （2）入射角度与镜面角度变化产生的动态反射线及各角度变化聪明之处：两个点，一个面的连接线最短！试用数学知识证明。例：如图11所示，是陈涛同学探究光反射规 律的实验他进行了下面的操作： (1)如图甲，让一束光贴着纸板沿某一个 角度射到0点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，改变光束的入射方向，使i减小，这时r跟着减小，使 i增大，r跟着增大，r总是 i，说明 (2)如图乙，把半面纸板NOF向前折或向后折，这时，在NOF上看不到 ，说明 例：停在鸡场边树上的鹰，想从地上抓只鸡，再飞到鸡场对面一棵更高的树上，设计最短的飞行线路。例：如图2所示，一平面镜放在圆筒的中心处，平面镜正对筒壁上一点光源S，点光源发出一细光束垂直射向平面镜。平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴匀速转动，在转动角时，点光源在镜中所成的像转过的角度，照射到筒壁上的反射光斑转过的角度，则A， B，C， D，3、各种各样的光反射现象-大致分两类：改变方向、成像1）镜面反射和漫反射反射面光滑的反射是镜面反射，特点是强度高（暗或亮两极端），方向唯一；反射面粗糙的反射是漫反射，特点是光线柔和，有多角度的视觉效果。（判断是何种反射的依据）镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。（图6）例：晚上，在桌面上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在白纸上，让手电筒的光正对着平面镜和白纸照射，如图6所示，从侧面看去 （ ）A镜子比较亮，因为它发生了镜面反射 B镜子比较亮，因为它发生了漫反射C白纸比较亮，因为它发生了镜面反射 D白纸比较亮，因为它发生了漫反射2）平面镜成像 特点：虚像、等大、正立；物像关系是以平面镜为轴的对称图形；像与物到镜面的距离相等；像与物的大小相等。*物像左右相反！*像的大小与镜面大小无关！镜面大小与视角（能看到像的范围）有关。例：如图1所示S为发光点，MN为平面镜，请画出由S点发出并经平面镜反射后通过点的光线。例2：根据平面镜成像的特点，在图2中作出物体AB在平面镜MN中的像(要求保留作图痕迹)。例3：下面两图都是时钟在平面镜中成的像，它们的实际时间是甲： ； 乙： 。例4：有一光电控制液面的仪器，是通过光束在液面的反射光打到光屏上，来显示液面高度，进而控制液面的高度，如下图所示，光点由S1移动S2时， 说明液面高度是A.下降 B.升高 C.不变 D.都可能例5：在平面镜上方有一竖直挡板P，在AB和CD区域内，能看见P左侧发光点S在平面镜中的像，试在图中确定S的位置。如做遮挡粘贴，画出镜上范围体验：看镜子里的书，体验物像有何不同实像：由实际光线会聚而成，可以用屏接到，也可以用眼睛看到。小孔成像就是实像。虚像：不是实际光线会聚而成的，而是光线的反向延长线相交而成的，只能用眼睛看到不能用光屏接收，平面镜成像就是成的虚像。应用：a水中的倒影成风景b平面镜成像看到清c会拐弯看的潜望镜d空间距离可成倍增3）曲面镜对光的反射，也遵循光的反射定律（*法线有点特殊）A、凹面镜对光的会聚作用：凹面镜能把射向他的平行光会聚于焦点，还能使焦点发出的光线平行射出。*更多是理解其他入射角度的反射！会聚不一定交于一点，点光源的光不一定平行射出！用途：汽车头灯、手电筒、太阳灶等B、凸面镜对光的发散作用：凸面镜可以使光线发散，平行光的反射光反向延长交于一点，扩大视野。*更多是理解其他入射角度光的反射！光线发散，也不一定不交于一点用途：汽车上的后视镜、急弯处视野反光镜。C、不同物体对光的反射大不同看（不）到的物体，实质往往就是物体是否把光反（发）射入眼；颜色：白光：由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成。白光又称复色光。不能再分的色光叫单色光。例如红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七色光。光的色散：白光经过三棱镜后分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的过程，叫做光的色散。透明物体的颜色由它透过的色光颜色决定的；有色不透明物体的颜色由它反射的色光的颜色决定的。能反射各种色光的物体为白色物体，能吸收各种色光的物体为黑色物体。单色光的混合及色光的三原色：红、绿、蓝叫色光的三颜色。例在没有其他光照的情况下，舞台追舞灯发出的红光照在穿白色上衣、蓝色裙子的演员身上，观众看到她（ ）A.全身呈蓝色 B.全身红色C.上衣呈红色，裙子呈蓝色 D.上衣呈红色，裙子呈黑色练习题下图中画出了光线射到空气与水的界面处发生折射和反射的四幅光路图，其中正确的光路图是（ ）A B C D如图1所示的四种情景中，应用光的反射的是（ ）下列光学现象及其解释正确的是（ ）A图a中，漫反射的光线杂乱无章，因此不遵循光的反射定律B图b中，木工师傅观察木板是否光滑平整利用了光直线传播的性质C图c表示的是近视眼的成像情况，应该配戴凹透镜来校正D图d表示太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况bc漫反射太阳光光屏d红紫a如图，在观察平面镜成像的实验中，下列叙述错误的是 A橡皮泥在平面镜中成的像是虚像 B平面镜成像遵循光的反射规律 C橡皮泥与像的连线与镜面垂直 D把橡皮泥移近平面镜时，它的像会远离平面镜学习和生活中常用到下列光学器具：显微镜 穿衣镜 潜望镜 老花镜 汽车观后镜 近视镜。其中利用光的反射定律制成的是ABCD中学生身高1.5m，在阳光照射下影长为1m，若此时淖得旗杆的影长为4m，则旗杆高为（）A0.6m B7m C8m D9m关于光的反射，下列说法正确的是（ ）A. 当入射光线与反射面的夹角为20时，反射角也为20B. 入射光线靠近法线时，反射光线也靠近法线C. 入射角增大5时，反射光线与入射光线的夹角也增大5D. 镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律五、聪明光之二-光的折射：1、光在真空或一种介质中直线传播时，碰到另外一种物质（介质）时，选择射入该物质并传播方向发生改变的现象之二-折射。这种光现象叫光的折射。2、光折射的（原则）规律：折射光线、入射光线、法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。光从空气斜射到水或玻璃表面时，折射光线向法线靠近，折射角小于入射角。入射角增大时，折射角也增大，光垂直射到水或玻璃的表面时，在水和玻璃中的传播方向不改变。光从水中斜射入空气中，折射光线将偏离法线，折射角大于入射角。在光的折射中光路是可逆的。例：水中有一静止物体，小明想用手电筒照它，应该：A.对着上方 B.对着下方 C.对着它 D.无法确定3、透镜的分类a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。b透镜的分类：凸透镜：边缘薄、中间厚。凹透镜：边缘厚、中间薄。例：判断下列透镜类型c*位点名称：主光轴、光心、焦点、焦距：主光轴：通过球面球心和光心的直线。光心：透镜的中心。（通过光心的光线不改变传播方向）焦点：凸透镜能使跟光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫凸透镜的焦点，用“F”表示。虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散的光线的反向延长线相交在光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点，用“F”表示。焦距：焦点到光心的距离叫焦距。用“f”表示。d透镜对光的作用：凸透镜：对光线起会聚作用。凹透镜：对光线起发散作用。E*特殊光线：（）过光心的光线传播方向不改变。（）平行于光轴的光线经透镜后过焦点。经凸透镜后过焦点、经凹透镜后发散光线的反向延长线过前一焦点。(3)过焦点的入射光线F*其它方向入射线的会聚、发散会聚、发散作用是指经过光学元件后出射的光线与原光线相比，光线传播方向比原入射光线相交了，说明光学元件起会聚作用，相反，起发散作用。例：根据图中给出的光线，画出它们所经过的光路图例2：如图，一束光线经过光学仪器后交于S点，取掉该仪器，交于S!,则该仪器一定是（ ）A.凸面镜 B.凹面镜 C.凸透镜 D.凹透镜4、凸透镜成像： A判断焦距；讨论成像的前提，方法主要是找平行光线会聚的小亮点到光心的距离B特殊点位； 一倍焦距内外定虚实，二倍焦距内外定大小，实像与物两侧且倒立，虚像与物同侧又正立。物近像远像倒立。倒立与正立的区别：像的正立与倒立，相对于所成像的物体而言，像与物方向相同，成为正立；像与物方向相反，成为倒立。注意：并非相对于观察者而言。C动态演示；围绕把像变大1)变物距；2）变焦距某同学用焦距为10的凸透镜去观察书上的文字，所成的像如图1所示，则文字到凸透镜的距离为A、25 B、15 C、6 D、125、凸透镜的应用：放大镜：物体位于凸透镜焦点以内，成放大正立的虚像。照相机：利用物体在凸透镜2f以外,成在f和2f之间缩小倒立的实像的原理制成的。人的眼睛：同上，（