初二物理光的反射与折射课件.doc

初二物理光的反射光的反射（一）一、课程学习目标要求：1知道光在同种均匀介质中沿直线传播，并能用来解释影的形成，日食和月食等现象。2知道光在真空中的传播速度，知道光在其他介质中的传播速度比在真空中的速度小。3通过观察和试验了解光的反射的特征。4通过观察和试验，知道白光是由色光组成的。比较色光混合与颜料混合的不同现象。5理解光的反射定律，知道镜面反射和漫反射，能应用反射定律解决一些简单问题。二、知识和技能的基本要求：1理解光沿直线传播及其应用。2了解光在真空中和空气中的传播速度，c=3108米/秒，了解色散现象。知道色光的三原色根颜料的三原色是不同的3认识光反射的规律，了解法线、入射角和反射角的含义。了解什么是镜面反射，什么是漫反射。4理解反射现象中光路的可逆性。5初步了解太阳光谱和看不见的光。初步认识红外线和紫外线及其应用。三、学习方法建议：学习时应认真观察实验，通过试验总结规律，并注意理论联系实际，利用规律解释生活中和自然界中的一些重要现象。四、中考常考内容：1知道什么是光源；知道我们看见东西是由于有光线从物体射入我们的眼睛；并能利用光的直线传播解释有关现象。2对光的反射定律的理解；应用的光的反射定律画光路图；镜面反射与漫反射的识别及应用。五、知识要点精析：1理解光源能够发光的物体叫光源。我们的周围有许多发光的物体，也有本身不发光但可以反射光的物体，这些光进入我们的眼睛，使我们看到了这些物体。所以，能否看到物体，并不是区分光源和非光源的标准。比如说，太阳是自己发光的，所以太阳是光源。而月亮虽然也亮，但是它只能反射太阳的光，所以月亮不是光源。光源可分为自然光源和人造光源，如太阳是自然光源，我们平时用的灯，点燃的蜡烛是人造光源。2正确理解光的直线传播光可以在很多的物质里传播，一般把这些物质称为介质，这些物质是透明的，光能够穿透过去，如：水、玻璃等。但是只有在同一种均匀介质中，光才是沿直线传播的。光的直线传播的一些现象：影子的形成、小孔成像、月食和日食等。3正确理解光线为了方便地描述光和光的传播方向，可以用带箭头的线来表示，这就是光线。所以光的传播方向用箭头表示，在今后作图时，箭头是不能少的，而且光是沿直线传播的，因此，光线要画成直线。4理解光速的概念光在真空中的传播速度是3108米/秒，或3105千米/秒，注意“真空”。如果说：“光速是3108米/秒”，是不对的，因为光只在真空中传播时，速度才是3108米/秒，而在其它介质中传播时，速度却要变小。但在空气中减少得很少，所以一般认为：光在空气中的传播速度近似等于3108米/秒。值得注意的是：课本中提到光年的概念，要清楚光年是距离的单位，是光在一年内所经过的路程。5理解光的反射规律 反射规律内容包括：（1）反射光线、入射光线分居在法线的两侧；（2）反射角等于入射角。如图1所示。在学习光的反射规律要明确以下几点：（1）光线的性质：以入射点为垂足的垂直于反射面的线叫法线，在图中用NO表示。法线是人为引入而实际上并不存在的一条线，法线的引入是为了我们研究问题更方便。法线必须用虚线来表示；法线必须与反射面垂直；法线也就是反射光线和入射光线夹角的角平分线。如果镜面转动角，那么法线也转动角。（2）图中的 和 分别是入射角和反射角，都是各自的光线和法线的夹角，切忌把它们与镜面的夹角当成入射角和反射角。（3）当入射光线靠拢法线时，入射角减小，根据光的反射定律，反射光线也靠拢法线，反射角减小。（4）当入射光线垂直入射到平面镜上时，反射光线将沿入射光线反向折回，此时入射角为0，反射角也为0，入射光线、法线、反射光线“三线重合”。（5）在光的反射中，光线是可逆的，这就是说：若沿原来的反射光线的方向入射到平面镜上，反射光线将沿原来的入射光线的方向射出。6镜面反射和漫反射平面镜、抛光的金属面、平静的水面等，反射太阳光，只会反射到特定的方向，平行光射上去反射后仍平行，这种现象为镜面反射。漫反射：当平行光线射到凹凸不平的表面上，反射光线不再平行，而是向各个不同的方向，这种反射叫漫反射。在漫反射中，每一条光线都遵守光的反射定律，但反射面不在同一平面内，因为它们的法线不再相互平行，这就是说各光线的入射角不相等，从光的反射定律可知，它们的反射角也不相等，因此反射光线不再平行。还有值得注意的问题是：如果对光线发生镜面反射，我们是看不到这个物体的。只有在发生漫反射时，我们才能从各个不同的方向看到本身不发光的物体。7平面镜成像的特点（1）物体在平面镜中所成的是虚像；（2）像跟物体的大小相等；（3）像到平面镜的距离和物体到平面镜的距离相等；（4）物像的连线与镜面垂直。什么是虚像呢？以平面镜前有一发光点为例，它射出的光线经过镜子反射后，反射光线进入人眼，人眼根据光沿直线传播的规律，以为光是从镜后的某一点射出的，这个实际并不存在的点，叫做发光点的虚像，虚像不能用光屏承接，可用人的眼睛观看。站在平面镜前的人，向平面镜走近时，它的像会不会变化呢？根据平面镜成像的特点可知：他的像始终与物体的大小相等，因此他的像是不会改变的，但是人们以为变大了，这跟人看从远处驶近的汽车相似，这辆车的大小始终不变。8色散 三原色白光是由各种色光混合而成的，17世纪的英国物理学家牛顿使光发生了色散现象，白光通过三棱镜后，分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。其中红蓝绿三色光称为色光的三原色。而颜料的三原色是：红黄青。与光的三原色是不同的。9.光谱 红外线 紫外线光谱：太阳光通过棱镜后分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这一序列的光，我们叫作光谱。在这个光谱上，除了这几种可以看见的色光外，在可见光两侧，还有不可见光，红外线和紫外线都是不可见光。红外线：在红光外，一切物体都在不停的发射红外线，温度越高，辐射的红外线越多，红外线的主要特性是热作用。紫外线：在光谱上的紫光外，很容易使胶片感光，杀菌能力强，可以应用紫外线的荧光效应，进行防伪。六、典型例题透析：例1打枪瞄准时要闭上一只眼，这是为什么？解析：我们知道枪管前端有一个瞄准用的准星，我们闭上一只眼观察到准星挡住了目标时，就说明准星、目标和眼睛处于同一直线上，也就是说瞄准了目标，实际上，这就是应用光在同一种均匀介质中沿直线传播的道理。例2光线垂直入射到平面镜上时，反射光线和入射光线的夹角为_。若入射光线的方向不变，平面镜转动10角时，则反射光线与入射光线的夹角是_。解析：当光线垂直入射时，则反射光线将逆着入射光线反射，此时入射光线、法线、反射光线三线重合，反射角为0，入射角为0，所以反射光线和入射光线的夹角也为0。当平面镜转动后，法线与入射光线产生了夹角，这个夹角就是平面镜转过的角度，那么此时入射角为10，反射角也为10，所以反射光线与入射光线的夹角为20。例3要使反射光线与入射光线的夹角为直角，则入射光线与平面镜的夹角应为_。解析：根据反射定律可知：反射角等于入射角，如果反射光线与入射光线的夹角为直角，那么反射角等于45，入射角也等于45，而入射光线与镜面的夹角则应为90-45=45。例4入射光线与平面镜的夹角是20，则反射角应该是_。解析：该题首先要弄清楚入射角。入射光线与平面镜的夹角是20，那么入射角就是70，因为入射角是入射光线和法线的夹角，法线与镜面垂直，又反射角等于入射角，所以反射角也等于70。例5如图2所示，光线AB射到平面镜上，反射光线沿CD方向射出，请画出平面镜的位置。 解析：将反射光线与入射光线AB和CD连接起来，交于O点，O点是入射点，因为反射角等于入射角，法线就是AOD的角平分线，法线与平面镜垂直，这样就可以画出平面镜的位置。具体作法是：将AB和CD连接交于O点，然后画出AOD的角平分线，也就是法线NO（注意画虚线），再作MM与法线NO垂直表示平面镜。如图3。例6如图所示，入射光线AO与平面镜MM的夹角是30，如果保持入射光线不动，使平面镜绕入射点O逆时针转动10角时，则反射光线和入射光线的夹角是（ ）A、增加20 B、增加10 C、减小20 D、减小10 解析：当平面镜没有转动时，入射角为60 ，反射角也是60 ，反射光线也入射光线的夹角是120 。当平面镜逆时针转动10 时，入射光线与平面镜的夹角为40 ，那么入射角就是50 ，反射角也是50 ，此时反射光线与入射光线的夹角就是100 ，与平面镜转动前相比较减少20 ，应选C。例7不能用光的直线传播来解释的现象是（ ）A、日食和月食B、影子的形成 C、小孔成像 D、发生雷电时，先看到闪电而后才听到雷鸣声解析：当月球运行到太阳和地球之间，并且位于同一直线上时，由于光的沿直线传播的，月球挡住了太阳射向地球的光，便产生了日食现象。当地球运行到太阳与月球之间，并且位于同一直线上时，地球挡住了太阳射向月球的光，便产生了月食现象。影子的形成是由于光沿直线传播时遇到不透明的物体而留下的阴影区域。小孔成像也是由于光沿直线传播，蜡烛的光通过小孔后在屏上形成倒立的烛焰像。由此可知，选项A、B、C均能用光的直线传播来解释。而发生雷电时，先看到闪电，后听到雷鸣声是由于空气中的光传播速度比声音传播速度快得多的缘故，所以选项D不能用光的直线传播来解释。例8晚上，在桌上铺一张纸，把一块小平面镜镜面朝上平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，从侧面看去，白纸被照亮，而平面镜却比较暗，为什么？解析：因为镜面很光滑，垂直入射到镜面的光被垂直反射回去，射到其他方向的光极少，从侧面看去，基本上没有光线射入眼中，所以，平面镜看起来比较暗。而白纸的表面比较粗糙，入射到白纸上的光发生了漫反射而不是镜面反射，反射光线能射到各个方向，所以从侧面看到白纸比较亮。七、巩固练习：1甲、乙两人在灯光下照同一个镜子。甲在镜中能看到乙的眼睛，那么，以下说法中正确的是（ ）A、乙也一定能看到甲的眼睛 B、乙只能看到甲的眼睛 C、乙不可能看到甲的眼睛 D、乙不可能看到甲的全身2关于光在某一介质中的传播速度，下列说法中正确的是（ ）A、等于3108m/s B、小于3108m/s C、等于2.25108m/s D、等于2108m/s 3在纸上刺一个很小的方形孔，让太阳光垂直照射在方形孔上，那么在地面上形成的光斑是（ ）A、方形的，它是太阳的虚像 B、圆形的，它是太阳的虚像 C、圆形的，它是太阳的实像 D、方形的，它是太阳的实像4一位同学身高1.6米，晚上站在路灯下，其影子长2米。当他沿着影子的方向移动2米后站立时，影子的长度增加了0.5米。求这个路灯的大致高度。练习答案：1 选A。由于甲在镜中能看到乙的眼睛，根据光路的可逆性，乙也一定能看到甲的眼睛。至于乙能看到甲的身体的范围，与镜子的面积，甲、乙离镜面的距离有关，镜子的面积就是小一些，乙站在镜前的适当位置也能看到甲的全身。2 选B。光在真空中的传播速度等于3108m/s，而光在其他介质中的传播速度是不同的，并且都小于3108m/s。但此题中并未指明是何种介质，所以光速是不能确定的值，故只能判断其范围。3 选C。依题意，在纸上刺一个很小的方孔，让太阳光垂直照射在方形孔上，这相当于一部针孔照相机。光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，那么太阳光经过针孔（不论是方形、圆形或其他形状）在地面所成的像是太阳的实像。因为太阳是圆的，所以形成的像无倒立，正立之分。根据针孔成像特点，应是成一倒立、缩小的实像。48米。依题意，作出如图4所示光路图。由几何知识可知：， 。由相似三角形性质，得其对应边成比例。即 ， 。即 ， ，解得 ， 。 八、知识扩展1.日食和月食在自然现象中，日、月食可以被列为最著名之列了。直到今天，许多教派还赋予日月食宗教的色彩。例如在印度，某些部落就认为月食是一条龙吞食了月球。幸运的是有一个英雄砍掉了龙的头。所以月亮很快就重现了。在我国也有天狗吃月亮的传说。不管现在人们是否相信这些传说，这并不重要，但它反映出人们对这种自然现象的强烈关注。2.日全食 日全食绝不是什么罕见的事情，大约每一年半就在世界的某个地方发生一次日全食。当发生日食时，月球正运行在地球和太阳中间，月球椭圆形的影子投影到地球表面。由于地球和月球都在运动，所以月球的影子以很快的速度扫过地球表面。在投影扫过的区域内，人们就可以看到日全食。扫过的这片长条形区域成为全食带。由于全食带很窄，一般仅有200公里左右，所以对于在地球上某一特定区域的人们来说，要约300年才能见到一次日全食。 日食的开始是默默无闻的。在太阳的西边缘，由月影产生一个小小的缺口，这意味着月球已开始侵占太阳表面了。这个小缺口在逐渐增大，直到约一个半小时后，太阳的表面几乎完全被侵占，只剩一条娥眉月形的亮带。以上构成了日食的偏食阶段。接下来直到全食发生的几分钟是很壮观的：气温骤然下降、天空变暗、群星浮现、一团淡黄色的薄雾笼罩着远方的地平线。鸟儿们由于突然来临的黑暗而不知所措，四处乱蹿寻找着自己的家。一切都好象在刹那间肃静了下来。当窄窄的弯月形的光线穿过月面上粗糙不平的谷地时，就变成一系列的小珠子。这些光斑成为“贝利珠”。其实，早在英国天文学家Franc is Baily 对这一现象进行研究之前，美国天文学家Samuel Williams 就观测到并对“贝利珠”这一现象做了解释。 在全食期间，人们就可以看到太阳的外层大气。这层大气称为日冕，颜色象白色的珍珠，有纤维状的羽毛似的特征物。难怪古埃及人把太阳看做是有翼的。有可能是他们在观察了日全食后来这样推测的。如果你用个天文望远镜或双筒望远镜，你就会看到日冕中奇妙的景色。很可能在太阳的边缘看到粉色的日珥。日冕和日珥都是太阳活动的重要特征。偶尔还能看到亮粉色象喷泉似的日珥从太阳黑子的边缘喷出。在日食发生的几分钟内，这些日珥看上去是不动的。环绕在太阳周围的日冕本身，就是太阳激烈活动的结果。在全食期间，通常会看到日冕延伸到2个或多个太阳半径的地方。一次日食和另一次日食所看到的日冕的形状是不同的。我们已经知道日冕中有一种簇状的结构是由太阳内部及太阳黑子处的强大磁场引起的。在太阳黑子极小期，它在赤道处表现为长条状，在两极为刷子形的纤维状。在太阳黑子极大期，日冕几乎成对称分布，有点儿象大丽花瓣的形状。日食的观测 日食的观测方法有多种。直接用肉眼观测是很危险的。在每次日食的时候，总有些人因用肉眼直接观测而使视网膜受损。人的晶壮体象凸透镜一样把阳光聚焦在视网膜上。当直视太阳时，会烧伤视网膜，损伤视力，严重者可导致失明。 在偏食阶段，你可以用望远镜投影的方法来观看。小孔成象法、在脸盆里放稀释的墨水法也可以观看。最普通的方法是用熏黑的玻璃，磁盘盘芯，照相底片或焊工的防护玻璃。当全食发生时，你就可以用肉眼直接观看了。这时太阳的光亮已降低到满月的程度。月球象个黑盘子挡住了太阳的光线。唯一可见的是太阳的日冕，一个非常漂亮的太阳外层大气。 3.全食、环食和偏食 日偏食日全食日环食只有当太阳的本影投影到地球的表面时才会发生日全食。由于月球的公转轨道也是椭圆形，只有当月球运行到近地点时，日全食才有可能发生。全食持续的时间短到几十秒，最长也不过7分钟。利用现代的高速喷气飞机来追逐月影可看到长达几个小时的日全食。在月球运行至远地点处，月球的影锥不能达到地球。月面看起来要比日面小些。如果这时发生日食，在太阳的边缘会余留一圈亮边。这称为环食。环食是很有趣的，但远比不上全食的美丽和壮观。全食和环食均称为中心食，因为这时地、月、日三球成一线。离全食带或环食带不远处的居民将看到偏食。偏食在地球两极是常见的，这时月影靠近但不接触地面。.6年发生一次。偏食仅1.33年就发生一次，但它对科学研究并没什么重要性。4.月食日食发生在新月时，也就是农历初一左右。相反月食发生在每月十五左右的满月时。这时，月球运行进地球的阴影中。由于地球在月球轨道处的投影总比月球大，所以月环食的情况是不会发生的。月全食每13.5个月发生一次，月偏食的情况少些，约22个月一次。 尽管月全食在发生频率上比日全食少，但对住在某个地区的人们来说更有机会看到月全食。为了观看日全食，你必须到那窄窄的全食带中去，而对于月全食，只要是处于面对月球的那一半地球的人来说都可以看到。 在月食时，地球的阴影逐渐蚕食掉月面，使夜空变暗。由于地球大气层对光线的散射作用，使太阳余光可照射到处于地球阴影中的月球上，从而日全食时的月面不是全黑而是呈现一种古铜色。即使仅通过一个小望远镜，看到的月面也是非常漂亮的。在任一年，都会至少发生两次日食。最多发生7次食：五次日食两次月食或四次日食三次月食。 5.日食趣闻知多少数百年来人类一直对日食、月食心存恐惧，所谓天地变色，令人心胆俱裂，无数神话与传说亦应运而生。全球的古老神话都说日食乃妖怪吃掉太阳，意味世界末日。中国古人认为日食是天狗吃了太阳，于是敲锣敲铁锅，算吓走恶狗，从它嘴里抢回太阳。现在，人们知道日食不过是自然现象，但它发生时，人们的表现仍然花样百出，世界因此变得五彩缤纷。阿兹台克人（墨西哥印第安人）每见日食，女人都歇斯底里地惊叫，男人则担心魔鬼即将降临世间吃掉人类。斯堪的纳维亚人部族认为是天狼食日；越南人说大妖怪是只大青蛙；阿根廷人说是只美洲虎，西伯利亚人说是只吸血僵尸，印度人则说是怪兽。美国的奥吉布瓦印第安人会向天发射带火焰的箭，企图再度点燃太阳。日本人在日食当天停止工作，囚犯更会获大赦。日食甚至令一次古代战役以和平告终。古希腊历史学家希罗多德表示，公元前585年吕底亚人和米提亚人交战时，战场上空突然发生日食，双方马上宣布休战，重建太平盛世。日食亦曾经拯救过探险家哥伦布。1504年哥伦布因遇海难流落在牙买加，日子久了，当地人开始不想继续供应哥伦布一行人。聪明的哥伦布知道日食将至，于是大声向牙买加人警告说：上帝生气了，他要带走太阳了。说时迟那时快，太阳突然消失岛民都得悉神的意旨了。 6.天空的颜色与大气污染自然界中绚丽多彩的晚霞和日出东方时的壮丽景象是任何一位艺术家都难以描绘的。但是很少有人知道，我们目睹的大部分颜色是污染造成的。城市的落日和空气清新的乡村落日是不同的。在非常洁净、未受污染的大气中，落日的颜色特点鲜明。太阳是灿烂的黄色，同时邻近的天空呈现出橙色和黄色。当落日缓缓地消失在地平线下面时，天空的颜色逐渐从橙色变为蓝色。即使太阳消失以后，贴近地平线的云层仍会继续反射着太阳的光芒。因为天空的蓝色和云层反射的红色太阳光融合在一起，所以较高天空中的薄云呈现出红紫色。几分钟后，天空充满了淡淡的蓝色，它的颜色逐渐加深，向高空延展。但在一个高度工业化的区域，当污染物以微粒的形式悬浮在空中时，天空的颜色就截然不同了。圆圆的太阳呈现出桔红色，同时天空一片暗红。红色明暗的不同反映着污染物的厚度。有时落日以后，两边的天空出现两道宽宽的颜色，地平线附近是暗红色的，而它的上方是暗蓝色。当污染格外严重时，太阳看上去就像一只暗红色的圆盘。甚至在它达到地平线之前，它的颜色就会逐渐褪去。为什么在洁净的空气中太阳呈现出黄色，同时天空呈现出蓝色呢?在19世纪末期，英国物理学家瑞利在1871年首先对此作出了解释。在地球表面的人是透过经空气散射的太阳光来看天空的。在洁净的、未受污染的大气中，大部分的散射是空气中的分子(主要是氧和氮分子)引起的，这些分子的大小比可见光的波长要小得多。瑞利理论指出，散射光强和波长的四次方成反比()，在这种情况下，散射主要影响波长较短的光。因为蓝色位于光谱的后面，所以天空本身呈现出蓝色。太阳光直接穿透空气，在散射过程中它失去许多蓝色，所以太阳本身呈现出灿烂的黄色。根据瑞利的理论，当光波波长减少时，散射的程度急剧加强。所以光波波长最短的紫色光应该散射最强，靛青、蓝色和绿色的光散射要少得多。那么为什么我们看见的是蓝天，而不是紫色和靛色的天空呢?原来当散射光穿过空气时，吸收使它丧失了许多能量，波长很短的紫光和靛光虽然在穿过空气时，散射很强烈，但同时它们也被空气强烈地吸收，阳光到达地面时，所剩的紫色和靛色的散射并不多。我们所目睹的天空颜色是光谱中蓝色附近颜色的混合色，它们呈现出来的就是蔚蓝天空的颜色。除了散射外，太阳光还被空气中的臭氧分子和水蒸气所吸收。因为空气层散射和吸收的共同作用，最终到达地面的太阳光消耗了许多能量。正因为早晨和傍晚，太阳光经过空气的路程长，能量损失过多，所以我们可以欣赏壮丽日出和美丽的日落景色。而在白天，阳光在大气中经过的路程短，它的能量损失少，这时用肉眼直视太阳会使人头晕目眩，是很危险的。 在太阳刚刚落山前，你会看到太阳圆盘的周围有一圈灿烂的红色光环。这个光环是太阳光被远大于空气分子的灰尘颗粒通常它们是悬浮在地球附近空中的折射的结果。这个光环看上去从太阳圆盘的中心向外延伸了大约3倍。因为光环延伸的角度取决于光波波长和微粒的大小，所以估计折射的颗粒直径大约为尘埃颗粒的大小。如果一阵大雨在落日前清洗了一遍空气的话，在落日时通常就看不到这个光环。瑞利未能明确地解释受污染的空气问题。虽然他的理论指出了光的散射强度将随着散射颗粒的增大而急剧增强，但它只适用于比光波波长小得多的微粒，对于直径超过0.025毫米的颗粒（例如空气分子）就不适用了。在当今的工业社会，污染物通常是悬浮的微粒，它们由直径从0.01到10毫米不等的微粒组成。瑞利的理论不能解释这种情况。后来，戈什塔夫米证明了大粒子的散射取决于粒子线度与波长的比值，并于1908年提出了一个更为普遍的理论，它所覆盖的颗粒大小范围更大。这个理论指出，如果空气中有足够大的颗粒，它们将决定散射的情况。米氏的散射理论可以解释我们看见的城市天空的景象，颗粒越大，散射越多，同时散射的效果取决于波长。散射不仅在光谱的蓝色区域强烈，而且在绿色到黄色部分也很强。所以，穿过了受到很多污染的空气层的太阳光的强度削弱了许多，太阳看上去更红一些，它已经失去它的蓝色、黄色和绿色成分。除了散射外，像臭氧和水蒸汽还会额外地吸收光能。结果圆圆的太阳呈现出黯淡、桔红的颜色。那么在受污染的空气中，天空本身的颜色又如何呢?悬浮在空中的污染物，时间一久便会聚集成层，较大的颗粒在地面附近形成了较浓密层。当太阳光穿透这些层时，它逐渐褪色，呈现出桔红色。散射的光失去了大量波长较短的光波，结果主要是红光得以穿透。天空呈现出暗红色；因为散射的红光要穿过空气层中较低的、愈来愈浓密的空气，所以在地球表面附近红色越来越浓。你所看到的落日的类型主要取决于你所处的地方。在地面上，落日的亮度和颜色取决于季节和当地每天的大气状况。人在高处所看见的日出和日落的景色完全不同。有时日落后，站在平台上的观察者能看到贴近两面地平线的一小部分空气散射的阳光。日出时，在太阳升起之前，散射的光便可以看见，而对于落日而言，天空的颜色取决于大气状况。日出之前天空中呈现的鲜艳的颜色，例如橙黄色、紫色和深蓝色，表明东面的大气相对而言没受污染。一旦太阳升起来，大部分天空变成了蓝色，只有在贴近地面的部分呈现出一段狭窄的橙色和黄色。傍晚的天空能揭示出大气受污染的情况。天然的“污染”也会影响天空颜色，尤其是火山喷发出的大量的灰尘、热气体和水蒸汽进入大气时。灰尘的颗粒和其他一些微粒最终在离地面15千米到20千米之间的地方聚集成层。这个空气层散射太阳光的效果格外明显，绚丽多彩，太阳呈现出蓝色或绿色，尤其是在黄昏时分，火山喷发几年之后还能看到这种景象。 这些引人入胜的景色并不能弥补污染的危害，无论污染是天然的还是人为的。但至少污染物颗粒通过绚丽多彩的天空颜色的微妙变化显示了它们的存在。城市日落一旦出现暗红色，那便是对我们的警告。我们应当禁止污染物排入大气，只有这样，才能保证我们的子孙后代能够继续欣赏到明朗的天空。九、中考分析1（北京市海淀区）如图所示，是某房间遭枪击后留下的“线索”。B是玻璃窗上留下的“弹孔”,A是子弹打击到墙壁上留下的“痕迹”。M是房间对面的高层楼（M楼与被射击房间距离较近，子弹速度很大）。为了近似判断子弹是从M楼哪一房间射来的，用细绳把AB连起来，沿细绳AB看到M楼的C处。由此判定，子弹是从M楼C处房间射来的。从物理学角度分析，这样判断的根据是：光在空气中是沿 的。解析：此题较简单，只要掌握光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，就可答出此题。 答案：直线传播。2（山西省）排纵队时，如果看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，队就排直了，这可以用 来解释。解析：应知道这是光的直线传播现象的应用。答案：光的直线传播原理。3（上海市）光在真空中沿_传播，光在10秒内传播的距离为_千米。解析：光在非均匀介质中传播时，要发生折射，改变光的传播方向，而真空中没有介质，故不能使光发生折射，因此应该是沿直线传播。根据速度公式V= 得S=vt，把时间是10秒和光在真空中的速度代入3108米/秒10秒=3109米=3106千米。答案：直线；31064（天津市）光在真空中的传播速度为_米/秒，光在其它介质中的传播速度比在真空中的传播速度_（填“快”或“慢”）。解析：要求学生记住光在真空中的传播速度及光的传播速度与介质有关。答案：3108 ； 慢5（西宁市）光在_中传播速度最大，这个速度是_千米/秒，大约是声音在空气中传播速度的_倍。解析：只要学生记住光在真空中的速度，和声音在空气中传播速度就能答出此题。答案：真空； 3105 ； 8.8105（或106）6（北京市海淀区）一束光照射在镜面上，要使反射光线与人射光线的夹角为80，则入射角应为 度。解析：只要熟练掌握光的反射定律，就可写出正确答案为 40 度。答案：407 (天津市)一束光线与镜面夹30角入射到镜面上，那么反射光线与入射光线间夹角为_。解析：这是反射定律最常见的运用，学生只要牢牢掌握反射定律即可。答案：1208（河北省）晚上，在桌面上铺一张白纸，把一小块平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对 着平面镜照射，如图2所示，则从侧面看去（ ）A镜子比较亮，它发生了镜面反射 B镜子比较暗，它发生了镜面反射C白纸比较亮，它发生了镜面反射 D白纸比较暗，它发生了漫反射解析：根据镜面反射和漫反射的概念，理解题目中所给出的现象，分析出产生此现象的 原因，可判断B为正确答案。此题考查了学生的理解能力。答案：B9（ 江西省）下面所列的四种事列中，利用光的反射的是 ( )A检查木板的楞是否直 B用冰透镜向日取火C用镜子使阳光射入底 D形成手影解析：光的传播分三个现象，即光的直线传播，光的反射和光的折射。题中A、D是光的直线传播现象，B是光的折射，C是利用光的反射现象。答案：C10（河北省）如图4所示，AB是由点光源S发出的一条入射光线，CD是由S发出的另一条入射光线的反射光线，请在图中画出点光源S的位置。解析：此题的难点在于两条光线AB为入射线，CD为反射光线，若不经意就容易看成同类光线，出现错误，所以应先观察好光线的性质，然后根据反射定律画出CD的入射光线与BA延长线的交点，即发光点S。本题还容易出现的错误是把AB的反射光线与CD的入射光线的交点当成S。同学们应引起注意。答案：过C点作法线，再作CD的入射光线，它与AB的交点即发光点S。（图略）11（北京宣武区）观察下列演示实验的示意图，写出其说明了什么。图51在点燃的蜡烛和光屏间放一个带小孔的挡板，光屏上呈现一个倒立的蜡烛的像，这种现象称为“小孔成像”。 图51评析：小孔成像是一个典型的例子，正因为光在均匀介质中沿直线传播，所以烛焰上方的光通过小孔后射到光的屏的下方，烛焰下方的光通光小孔后射到光屏的上方而成为倒立的像。答案：光在均匀介质中沿直线传播12（北京朝阳区）根据光的反射定律，在图52中画出入射光线AO经平面镜反射的光线。 图52评析：这是一道做图题，根据光的反射定律，首先作出法线，法线垂直于镜面，再根据反射角等于入射角，画出反射光线，注意画出箭头表示光线的传播方向。答案：第12题答案图 13（广东省）阳光斜照在银幕上，发生反射的情况应该是下列图54中的 ( )图54评析：本题考核了学生的分析能力和运用能力，根据题意，光斜射到银幕上，不同的地方都能看到，这就是说明银幕发生的是漫反射。而A是镜面反射，B、C虽是漫反射，但不能反射到各个方向，因此只有D正确。答案：图14(上海市)在图55中，根据给出的入射光线AO和反射光线OB，画出相应的法线和平面镜。 图55评析：此题为一做图题，考核学生的逆向思维能力。根据图所给出的入射光线和反射光线，首先画出两线夹角的角平分线即法线，然后垂直法线画出平面镜。答案：第15题答案图 光的反射（二） 课程要求：探究平面镜成像时像与物的关系。一、知识与技能要求（学习目标）：1. 了解平面镜成像的特点，了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的，并能根据平面镜成像的特点，用作图的方法求出已知发光点像的位置。2理解日常生活中平面镜成像的现象，能根据平面镜成像的特点，判断像和物的距离关系、像和物的大小关系。3知道平面镜成虚像的道理。4. 知道平面镜的应用，初步了解凸面镜和凹面镜及其应用。二、学习方法建议：学习本知识点时应做好实验，通过实验得出结论，并注意运用作图的方法帮助理解三、中考常考内容：1对平面镜成像原理的理解。2利用光的反射定律和平面镜成像对称性作光路图。四、知识要点精析：1平面镜成像特点：正立、等大、虚像，像和物体关于平面镜对称。“正立”是相对平面镜而言；“等大”是指物体在平面镜中所成的像与物等大，与物体离平面镜的远近无关，与平面镜的大小也无关；“虚像”是指平面镜所成的像是由反射光线的反向延长线相交而成的，像在“镜后”，但并非在镜后有物或有实际光线，且在镜后用障碍物是遮挡不住虚像的；“对称”是指像和物体对应点的连线垂直于镜面，像和物体到镜面的距离都相等。即物与像是关于镜面对称的。2人眼在平面镜中看到镜中虚像的原因人眼能看到各种各样的物体，是因为由物体发出的光或反射的光射入眼中，引起了视神经的感觉，并不是光从眼睛发射向物体的。由于平面镜所成的是虚像，说明引起视觉的光线不是由虚像发出的，镜的后面也不存在发光点，而是由于物体发出的光线经平面镜反射后，反射光线射入人眼造成的。3作图法求物体在平面镜中所成的像如图1所示，作出物体AB在平面镜中所成的像。（1）根据反射规律作图：从A 点射出的无数条光线中，任意选两条射向镜面的光线，根据反射定律画出反射光线及反射光线的延长线，反向延长线的交点即为A 的像点A，如图2所示。同理，作出B的像点B。再将A、B用虚线连接起来，则AB为AB的虚像。（2）利用平面镜成像的特点作图：由于像和物对镜面对称，可从物点A、B作镜面的垂线，延长到镜后，并且截取AO=AO ，BO=BO ，将A 和B 用虚线连接起来，则AB 为AB 的虚像。如图3所示。 五、典型例题透析：例1下列几种说法中正确的是（ ）A、入射光垂直射到平面镜上，反射角为90。 B、人离平面镜越远，镜中的像也就越小。C、小孔成像和平面镜成像的道理是相同的。D、一束平行光，入射到平面镜上，反射光线是平行的，如果入射到球面镜上时，则反射光线就不再平行了。解析：A 选项是错误的，因为入射光线垂直射到平面镜上时，入射角为0，根据光的反射规律，反射角也为0，必须知道：入射光线和法线的夹角是入射角，反射光线和法线的夹角为反射角，那么当光线垂直入射时，入射光线、法线、反射光线重合，所以夹角为0。B 选项也是错误的，根据平面镜成像的特点，像跟物体的大小是相等的，那么人离平面镜越远，看着镜中的像远了，但实际上物像是等大的。C 选项也是错误的，小孔成像是由于光的直线传播而形成的，平面镜成像是由于光的反射现象而形成的，小孔成像是倒立的实像，而平面镜成的像是正立的虚像，因此这两种现象的道理是不同的。D 选项是正确的，平行光线入射到平面镜上，这是镜面反射，所以反射光线仍然是平行的；球面镜可分为凹面镜和凸面镜，凹面镜对光线起会聚作用，而凸面镜对光线起发散作用，所以平行光线入射到球面镜上，反射光线就不再平行了，应选D。例2一束光线垂直入射到平面镜上，若此时将平面镜转动30角，入射光线不动，那么反射光线与入射光线的夹角是多少度角？解析：当入射光线垂直入射到平面镜上时，入射角为0，反射角也为0，入射光线、法线和反射光线三线重合。若此时入射光线不动，平面镜转动30角（顺时针转动或逆时针转动都可以），又因为法线总是与平面镜垂直，所以法线也转动了30角，则此时入射光线与法线的夹角就是30。即入射角为30，那么反射角也是30，反射角等于入射角，因此，反射光线与入射光线的夹角为60。例3下列几种说法中正确的是（ ）A、物体离平面镜越近，所成的像越大。B、物体越大，在平面镜中所成的像也越大C、平面镜越大，物体在平面镜里所成的像也越大。D、平面镜竖直放置比倾斜放置时所成的像要大解析：首先必须熟知平面镜成像的特点，其中有一条是：物体在平面镜中所成的像与物体等大。物体在平面镜中所成的像与物体离平面镜的远近无关，与平面镜的大小无关，与平面镜如何放置也无关，成像的大小与物体的大小有关，物体越大，自然成的像也就越大，物体越小，成像也就越小，物像始终是等大的。应选B。例4人站在竖直放置的平面镜前，以一定的速度向平面镜匀速移动，则镜中的像相对于人的速度是（ ）A、 B、 C、 D、解析：当人向平面镜移动时，镜中的像也向平面镜移动，镜中的像相对于平面镜来说，移动的速度为 ，但是相对于人来说，其速度为 。应选B。例5检查视力时，人与视力表之间的距离应该为5米，现在由于房间太小，所以在视力表对面的墙上挂一平面镜，且视力表到平面镜的距离为3米。检查视力时，人面对平面镜而坐，去看平面镜中视力表的像，则人与平面镜的距离应该是（ ）A、5米 B、3米 C、8米 D、2米解析：因为视力表到平面镜的距离是3米，所以视力表在镜中的像到镜面的距离也是3米，又因为检查视力时的标准距离是5米，因此人离平面镜的距离应该是2米。应选D。例6身高1.8米的人站在平面镜前2米，已知平面镜长1.5米，则镜中的像高为_米，像到人的距离是_米。解析：物体在平面镜中成像的大小由物体的大小所决定的，跟平面镜的大小无关，根据平面镜成像的特点，像与物体的大小相等，所以镜中的像高是1.8米。又像到镜面的距离等于物体到镜面的距离，人到平面镜的距离是2米，那么像到人的距离就是4米。例7身高1.70m的人站在竖直放置的平面镜前，要想看到自己的全身像，平面镜最小应多长，对平面镜的悬挂有何要求。解析：如图5所示，A、C、B分别表示人的头顶、眼睛和脚的位置。EF为平面镜位置，由平面镜成像特点可确定ACB为ACB的像。因为OC=OC ，所以 ， ，EF = 。EF为平面镜的最小长度，AB为人的身高，这就是设镜的长应为人身高的一半。此人身高1.70m，则镜长最小为0.85m。所放位置如图所示，镜的上端E点应在人的头顶和眼睛之间距离的中点位置的高度。（注意：若平面镜高度挂的不对，就不能看到自己的全身像。）六、本讲巩固练习：1小洋从理发店墙上的大平面镜中看到挂在对面墙上没有数字的挂钟面如图所示，可以知道当时的时间是( ) A、2:35 B、10:35 C、9:25 D、10:25 2平面镜前有一点光源S，从S向平面镜引一垂线，垂足为O。现平面镜绕过O点与纸面垂直的轴，逆时针转动90，在这个过程中，像点（ ）A、距平面镜的距离保持不变 B、沿一直线接近平面镜 C、与点光源的距离越来越大 D、按逆时针方向，画出半个圆圈3雨后的晚上，天刚放晴，地面虽已干，但仍留有不少积水，为了不致踩到地上的积水，下面正确的是（ ）A、迎着月光走地上发亮处是积水，背着月光走地上暗处是积水B、迎着月光走地上暗处是积水，背着月光走地上发亮处是积水C、迎着月光或背着月光走，都是地上发亮处是积水D、迎着月交或背着月光走，都是地上暗处是积水4一人站在平面镜前，当他向平面镜走近时，他在平面镜中的像的情况是（ ）、像变大，像与人的距离变小 、像变大，像与人的距离变大、像的大小不变，像与人的距离不变 、像的大小不变，像与人的距离变小本讲练习答案：1选C。根据前面的分析知，物体在平面镜中的像上下正立，左右颠倒，那么钟的短针（时针）应是指在9和10之间，（不能认为是2和3之间）那么长针（分针）应指在“25”而不是“35”，故当时的时间应是9：25，（而不是2：35！）请你多体会。2选D。根据平面镜成像规律，物镜的距离变小了，像到镜的距离也随之而变。物距减小，像距也减小，故A和C是错误的。因为像与物的连线与镜面垂直，当镜绕与纸面垂直的轴旋转90时，像不可能沿一直线接近平面镜，而是按镜子旋转的方向画出半个圆圈，故B不正确。3选A。地面积水处，平静的水面相当于平镜，月光在积水处发生镜面反射，在地面上发生漫反射，迎着月光走时人刚好在镜面反射光线的位置上，积水处镜面反射光线强，积水处看上去是亮的。而地面较暗。背着月光走时，人不在镜面反射光线处，积水处没有反射光线进入人眼，看上去积水处是暗的，而地面较亮。4选。像和物体大小相等，像和物体到平面镜的距离相等。像的大小跟物体到镜面的距离没有关系。当人向平面镜走近时，像的大小总与人相等，不会变化；人到镜面的距离变小，像到镜面的距离也变小，所以像与人的距离变小。七、知识扩展1.为什么要倾斜安装汽车的挡风玻璃？大家对汽车都非常熟悉，但是大家知道是否发现汽车的挡风玻璃要倾斜安装呢？有人说，挡风玻璃的倾斜安装是为了减小行车时的阻力，使车身造型美观，其实从行车安全来讲，倾斜安装还有重要作用，我们可用所学的光学知识来分析。挡风玻璃倾斜安装的主要目的是为了车辆在夜间行驶时司机能看清前面的道路。如果挡风玻璃都竖直安装，情况会怎样呢？我们知道，晚上行车时需要开前大灯，这时候根据反射定律，灯光会被迎面驶来汽车的挡风玻璃反射回来，耀眼的光亮将使司机睁不开眼，如果后面有车赶上来，那么后面车上的灯光也会通过竖直安装的挡风玻璃形成明亮的虚像妨碍司机观察。车厢内如果开灯，那么司机能从挡风玻璃上看见车厢内的和物的像，即看不清前面的道路。可见，如果竖直安装汽车挡风玻璃，在晚间行车时会使得反射光严重地干扰司机的观察，以致酿成车祸。为此，汽车设计师们运用光的反射定律，巧妙地将挡风玻璃倾斜安装，使各种反射光向其他方向反射，而不射入司机的眼中，这样，就不会妨碍司机的观察，从而大大地提高了行车的安全性能。2.为什么哈哈镜照出的人奇形怪样？哈哈镜是根据光学成像的基本原理制作的。大家知道，如果把镜面做凹凸不同，那么照出的形像也不同。平面反射镜成正像，既不放大，也不缩小，和普通用的镜子相似；竖的凸圆柱镜，由于缩小了像的宽度，反射出的人影就是个瘦个子，横的凸圆柱镜，由于缩小了像的长度，所照出的像便是“矮胖子”。如果是由凹凸几个部分组成的镜子，镜中人便成了头大、上身长、下身短的怪样子。距离镜子的角度、远近不同，则反射出的形像也就各式各样，千变万化，不免逗得你哈哈大笑。3.镜子小史古代人类最初是从江河池水中看到自己的形象的，因此曾有过以水为镜的阶段，在江河池水中看像，受自然条件限制，刮风、下雨时水面不平或水流浑浊时就看不清像了。于是从生活经验发展到用器皿盛水照像，这就是“水镜”，最早是陶盆盛水来看自己的像，我国西安半坡村出土的原始社会的文物中，就有用来盛水的陶器，后来有了铜盆，又用铜盆盛水，利用“水镜”只能俯首看像，不能抬头，到了青铜时代，由于铜面能反光，人们便直接用铜面照像，由此产生了铜镜，战国时期，由于社会生产关系发生大变革，各种工艺技术发展很快，铜镜制作技术不断提高，铜镜背面多用浮雕式镶嵌金银丝，做出各种图案，成为精美的工艺品，青铜镜在我国用了三千多年，直到清朝末年才被玻璃代替。玻璃镜是600多年前威尼斯人发明的，他们首先制作出了平玻璃板，接着发明了在平玻璃板上镀金属，制成了镜子起初玻璃板上镀的是锡和水银的混合物水银蒸气有毒，对人有害现在制镜用的是化学镀银工艺，也有镀铝的八、中 考 解 析 光的反射（二）1（吉林省）一根木棒与它在平面镜中的像垂直，则木棒与镜面夹角为 度。解析：理解平面镜的成像具有“对称”性。答案：452（天津市）人站在竖直放置的平面镜前3米处，他在镜中的像距离平面镜为_米。人若以0.5米/秒的速度向平面镜靠近，则像相对于人的速度为_米/秒。解析：根据像和物到镜面的距离相等，第一填3。