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文档简介

1、- 19 -光的反射和折射光的反射和折射全章内容这一章讲述光的传播的基本规律,即光的直进、反射定律、折射定律和全反射要求学生能够确切地理解这些知识,并能用来解释一些光现象,处理一些简单的几何光学问题几何光学问题大体说来有两方面:一是控制或改变光的传播方向,包括改变光束的性质如经过光学元件将发散光束变为会聚光束二是经过光学元件成像成像是个难点,务必要求学生有清楚的理解成像,归根到底,是与改变光束的性质相联系的,这在下一章讲过透镜成像后加以总结 正确地画出光路图,是解决几何光学问题的重要方法和手段光路图体现了光的传播和成像的过程,过程清楚,才能做出正确的光路图因而能不能正确地做出光路图,反映出学生

2、对基本知识的理解和运用的情况会画光路图是解决几何光学问题的一种基本技能,本书加强了这方面的训练一般来说,作图可以把情景和过程具体化、形象化,有助于想象和表达问题的物理情景,有助于理解和运用知识解决物理问题因此,在几何光学的教学中加强光路图的基本训练,对以后学习其他知识会有好处 解决几何光学问题,除了光的传播的基本规律之外,经常需要从光路图中确定某些几何关系,这就需要用到一些数学知识把数学知识应用于物理问题之中,学生应用起来要有个过程高中物理增加了定量的内容,希望从本章开始就注意培养学生运用数学知识表达和处理物理问题的能力课时按排本章可分为三个单元:第一单元(二课时)第一、二两节,讲述光的直进和

3、光速,光的反射和平面镜成像第二单元(二课时)第三、四两节, 讲述光的折射和全反射第三单元(一课时)第五节,讲述棱镜 复习和习题(二课时)本章说明.光现象是人的眼睛观察到的,解释光现象往往不能脱离开人眼在什么情况下能看到物体,以及人眼根据什么来判断物体的位置因此在本章的第一节指出:光能包含在光束之中,光束射入人的眼睛,才引起人的视觉”又指出:“人眼在观察物体时,是根据刚要射入眼睛那部分光线的方向和光沿直线传播的经验,来判断物体位置的。”人眼看见物体的详细过程以及判断物体位置的详情,比较复杂,虽不作详细考察,知道上述两个基本之点,对于解释像的位置和观察范围之类的问题都是必需的.光路的可逆性是光的传

4、播的规律,在解决几何光学问题中很有用本章在课文的叙述中、在练习和习题中,都涉及光路的可逆性,在教学中引导学生理解和运用.虽然现行大纲不要求讲解相对折射率,只要求讲解绝对折射率,本章教材内容却加以扩展,讲解了相对折射率及其与绝对折射率的关系,这种扩展,对理解折射率这个概念会有好处对知识的讲解,不宜限定过死限定过死,不利于学生理解知识,也可能限制钻研的积极性适当“开放”,不但有利于加深理解,还可以开阔思路为了不致增加负担,本书不要求做有关相对折射率的题目.利用折射定律求入射角和折射角,或者利用公式sin1/n求临界角,也可以用反三角函数的概念要求学生使用三角函数表查出所求角的度数全章教学要求.知道

5、有关光源的概念,知道光的直线传播.知道光速的概念和测定光速的方法.掌握光的反射定律和平面镜成像的规律.掌握光的折射定律和折射率的概念.掌握全反射的规律,理解临界角的概念,知道光导纤维的作用.理解棱镜对光线的作用,知道光的色散(一)光的直线传播教学要求知道有关光源的概念.知道什么是光源及其与反光物体的区别.知道光具有能量,以及光能与其他形式能量的相互转化.知道光束射入人眼,才能引起人的视觉知道光的直线传播.知道在同一均匀介质中光沿直线传播,并能用来解释一些光现象.知道光线的概念,并会画出光线.知道人眼根据什么判断物体的位置 .能用光的直线传播原理解释影的形成、小孔成像和日食月食的形成知道光速的概

6、念和测定光速的方法.知道光以有限速度传播,并记住真空中的光速3.010m/s*.知道测定光速的原理,具体了解迈克耳孙测定光速的方法教学重点用光的直线传播原理解释影的形成、小孔成像和日食月食的形成。教学用具:光具座、光源、障碍物、光屏。教学方法: 启发式综合教学法教学过程一、光源1、定义: 能发光的物体叫做光源2、分类: 1 ) 、天然光源和人造光源:A、太阳等一切恒星都是天然光源(火星不是恒星)B、白炽灯、水银灯、荧光灯和蜡烛等是人造光源2)、按光的激发方式分:冷光源和热光源A、热光源:利用热能激发的光源(白炽灯、弧光灯等)B、冷光源:利用化学能、电能激发的光源(萤火虫、霓虹灯等)3)、按光线

7、特点分:点光源、线光源、面光源和体光源。(着重介绍点光源)A、定义:凡是光源本身的大小与它被照到的物体间的距离相比可以忽略不计时,这样的光源都可以看作是“点光源”B、点光源是一种理想模型. 点光源并非数学上的点,而是物理意义上的点,即光源本身有一定线度.二、光的直线传播1、光线: 表示光传播方向和路径的几何线叫做光线在光线上标明箭头,表示光的传播方向2、媒质:光能够在其中传播的物质叫做媒质,也称介质光的传播可以在真空中进行,依靠电磁场这种特殊物质来传播 3、光的直线传播:1)、光在同一种均匀介质中是沿直线传播的2)、证据:影、日食和月食的形成,小孔成像3)、光的传播过程,也是能量传递的过程 4

8、、影的形成:1)、定义: 点光源发出的光,照到不透明的物体上时,物体向光的表面被照亮,在背光面的后方形成一个光照不到的黑暗区域,这就是物体的影影区是发自光源并与被照物体的表面相切的光线围成的2)、分类:本影与半影。 A、本影:光源上所有发光点都照不到的区域对同一个物体,其本影区的大小,与光源发光面的大小和光源到物体的距离有关:光源到物体的距离一定时,光源发光面越大,则物体的本影越小;光源发光面越小,则物体的本影越大光源发光面一定时,光源到物体的距离越小,则物体的本影区越大;光源到物体的距离越大,则物体的本影区越小 B、半影: 光源上一部分发光点能照到,而另一部分发光点照不到的区域成为半明半暗的

9、半影 本影与半影都是光的直线传播的结果.3)、日食和月食的形成 A、日食:如图所示. a、在月球的本影区里,可看到日全食(完全看不到太阳);b、在月球的半影区里,可看到日偏食(只能看到一部分太阳);c、在月球的半影区里,可看到日环食(只能看到太阳的边缘部分) B、月食: a、当月球处于里时,看不到月食;b、当月球一部分处于里时,可看到月偏食(只能看到一部分月亮);c、当月球全部处于里时,可看到月全食(完全看不到月亮) 4)、小孔成像A、小孔成像是由于光的直线传播形成的;B、小孔成像与孔的形状无关;C、小孔成像中,像就是光斑;D、小孔成像中像是倒立的实像;小孔成像与小孔的形状无关三、光速 1、光

10、速:光的传播速度.1)、真空中的光速:各种不同频率的光在真空中的传播速度都相同,均为:C3.0105kms3.0108ms2)、光在空气中的速度近似等C3.0105kms3.0108ms3)、光在其它媒质中的速度都小于C,其大小除了与媒质性质有关外,还与光的频率有关(这一点与机械波不同,机械波的波速仅由媒质的性质即密度、弹性和温度等决定) 2、光年:1)、定义:光在真空中一年时间内传播的距离叫做光年.注意:;光年不是时间单位,而是长度单位.2)、大小:1光年 Ct3.0108ms365243600s9.461015m. 3、光速的测定方法简介:1)、伽利略测量法,未获成功;2)、丹麦天文学家罗

11、默的天文观测法;3)、荷兰惠更斯在罗默的基础上第一次测出C2.0108ms;4)、1849年斐索旋转齿轮法;1862年傅科旋转棱镜法;5)、1879迈克尔孙重做斐索傅科实验,1926年改用旋转棱镜法.作业布置1 阅读课文; 2 课后练习.教后记 本节的“观察与思考”是为了使学生弄清楚,只有光束射入人眼,才能引起视觉,未射入人眼,是看不见光束的回答这个问题虽然容易,但这是最基本的知识,教学中不能忽视这类看起来容易的最基本的东西补充讲解本影和半影,日食和月食,学生非常感兴趣,效果良好.(二)光的反射 平面镜教学要求掌握光的反射定律理解反射定律的确切含义,并能用来解释光现象和计算有关的问题知道反射光

12、路是可逆的,并能用来处理有关的问题掌握平面镜成像的规律知道平面镜是怎样成像的,会画成像的光路图,知道像的特点,能够证明物和像是镜面对称的理解什么是虚像教学重点知道平面镜是怎样成像的,会画成像的光路图,知道像的特点教学方法以学生阅读和练习为主教学过程一让学生阅读课本,然后提问 什么是光的反射? 反射定律的内容是什么? 什么是光路的可逆性? 平面镜成像的特点是什么? 什么是虚像? 平面镜能否改变光束的性质?二做图注意事项略作业布置1 阅读课文; 2 课后练习.教后记再三强调光线要画箭头,实线虚线要分清.画图时先根据对称性确定像的位置.(三)光的折射教学要求掌握光的折射定律理解折射定律的确切含义,并

13、能用来解释光现象和计算有关的问题知道折射光路是可逆的,并能用来处理有关的问题掌握折射率的概念知道折射率(指绝对折射率)的定义,以及折射率是反映介质光学性质的物理量知道折射率与光速的关系nC/v,并能用来进行计算教学重点光的折射定律教学难点:折射率的概念教学方法:启发式综合教学法教学过程一、 引入:阳光能够照亮水中的鱼和水草,同时我们也能通过水面看到烈日的倒影;这说明光从空气射到水面时,一部分光射进水中,另一部分光被反射回到空气中二、授新课:一般说来,光从一种介质射到它和另种分界面时,一部分光又回到这种介质中的现象叫做光的反射;而斜着射向界面的光进入第二种介质的现象,叫做光的折射1、 光的反射定

14、律:实验表明:光的反射遵循以下规律a、 反射光线和入射光线、界面的法线在同一平面内,反射光线和入射光线分别们于法线的两侧b、 反射角等于入射角强调:反射角等于入射角光路的可逆性2、 光的折射定律:折射光线和法线的夹角叫做折射角;入射光线和法线的夹角i叫做入射角结合斯涅耳的发现,光的折射定律可这样表示:a、 折射光线跟入射光线和界面的法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别们位于法线的两侧b、 入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一个常量,即:sini/sinr=n (1) 在折射现象中,光路也是可逆的3、 折射率:由折射定律可知:光从一种介质射入另一种介质时,尽管折射角的大小随着入射角的大小在变化

15、,但是两个角的正弦之比是个常量,对于水、玻璃等各种介质都是这样,但是,对于不同介质,比值n的大小并不相同,例如,光从空气射入水时这个比值为1.33,从空气射入普通玻璃时,比值约为1.5因此,常量n是一个能够反映介质的光学性质的物理量,我们把它叫做介质折射率光在不同介质中的传播速度不同理论研究证明:某种介质的折射率,等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比,即:n=c/v (2) 由于光在真空中的速度c大于光在任何介质中的速度v,从上试可以看出,任何介质的折射率n都大于1于是又从(1)式可知,光从真空射入介质时,总sinisinr,即入射角大于折射角光在真空中的速度跟在空气中的速度相差

16、很小,可以认为光从空气射入某种介质时的折射率就是那种介质的折射率例:一束光从空气射入水中,入射角是40,水中的光束和水面的夹角是多少?分析和解答:略作业布置1 阅读课文; 2 课后练习.教后记不讲相对折射率,但让学生掌握sin1 / sin2=n1/n2 .(把真空中的折射率看作1,原公式理解为sin1 / sin2=n1/1 )(四)全反射教学要求掌握全反射的规律知道什么是光疏介质和光密介质,知道什么是全反射现象理解临界角的概念,会根据公式sin1/n计算临界角查三角函数表能判断是否发生全反射,并能解决有关的问题知道光导纤维的作用知道光导纤维传送光和图像的简单原理知道光导纤维在现代科技中的应

17、用 *知道海市蜃楼的形成原因教学重点知道什么是全反射现象,理解临界角的概念,会计算临界角能判断是否发生全反射,并能解决有关的问题教学用具:水槽、光源、全反射演示仪等。教学方法: 启发式综合教学法教学过程一、光疏媒质与光密媒质 1、定义:1)、光疏媒质:两种媒质中折射率较小的媒质叫做光疏媒质.2)、光密媒质:两种媒质中折射率较大的媒质叫做光密媒质. 因,对光疏媒质,n较小,V较大. 对光密媒质,n较大,V较小.故也可以说,对于两种媒质,光在其中传播速度较大的是光疏媒质,光在其中传播速度较小的是光密媒质.反过来说,同一种光在光疏媒质中传播速度较大,在光密媒质中传播速度较小. 即: 对光疏介质 n较

18、小 同一频率的光在其中传播的V较大; 对光密介质 n较大 同一频率的光在其中传播的V较小 2、理解:1)、光疏媒质光密媒质是相对而言的.只有对给定的两种媒质才能谈光疏媒质与光密媒质.没有绝对的光密媒质.如:水、玻璃和金刚石三种介质比较,n水1.33 n玻璃1.51.9 n金刚石2.42。 对水而言,玻璃是光密介质;但对金刚石而言,玻璃则是光疏介质。2)、光疏媒质与光密媒质的界定是以折射率为依据的,与媒质的其它属性(如密度等)无关.例如:水和酒精,n水1.33n酒精1.36,酒精相对于水而言是光密介质,但水酒二、全反射:1、全反射:当光从光密媒质进入光疏媒质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某

19、一角度时,折射角等于900,此时,折射光完全消失入射光全部反回原来的媒质中,这种现象叫做全反射.2、临界角:1)、定义:光从光密媒质射向光疏媒质时,折射角等于900时的入射角,叫做临界角.用字母C表示.临界角是指光由光密媒质射向光疏媒质时,发生全反射形象时的最小入射角,是发生全反射的临界状态.当光由光密媒质射入光疏媒质时:若入射角iC,则不发生全反射,既有反射又有折射形象.若入射角iC,则发生全反射形象.2)、临界角的计算:A、任意两种媒质:n密、n疏: :n密对疏=,故临界角C=arcsin().其中, :n密、n疏分别为光密媒质和光疏媒质的绝对折射率.B、当光由某种媒质射入真空或空气时:

20、.3、发生全反射的条件:1)、光从光密媒质射向光疏媒质;2)、入射角大于或等于临界角,即iC.以上两个条件必须同时满足,缺一不可.三、全反射的应用:1、光导纤维光纤通讯:一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝,由内芯和外套组成,直径只有几微米到100微米左右,内芯的折射率大于外套的折射率.当光线射到光导纤维的端面上时,光线就折射进入光导纤维内,经内芯与外套的界面发生多次全反射后从光导纤维的另一端面射出,而不从外套散逸,故光能损耗极小. 如果把光导纤维聚集成束使其两端纤维排列的相对位置相同,这样的纤维束就可以传送图像,如图1所示.利用光导纤维可以弯曲传光,传像,可制作各种潜望镜,医用内窥镜

21、等.如图2所示,一透明塑料棒的折射率为n,光线由棒的 一端面射入,当入射角i在一定范围内变化时,光将全部从另一端面射出当入射角为i时,光在棒的内侧面恰好发生全反射由图可知,光在左端面折射时的折射角r=.由折射定律得:故有:, 所以只要,光将全部从右端面射出再如图3所示,一个横截面为矩形、折射率为n=1.5的玻璃条被弯成900,一束平行光由A端面射入若矩形边长为d,则只要曲率半径R2d,光均能从B端射出由图可知,只要a光线能发生全反射,则所有从A端入射的光均能发生全反射:sini=sinc=. 图 3解得:R2d.可见,光纤通迅中,只要光导纤维弯曲满足R,则光导纤维可以足够细,楞弯成半圆及圆*2

22、.蜃景的成因和规律:夏天,在气压恒定的海面上,空气密度随高度增加而减小,对光的折射率也随之减小从而形成一具有折射率梯度的空气层当光线通过此空气层时,将发生偏转如图4所示,设一束从远处景物A发出的光线a以入射角I由折射率为n处射入空气层由折射定律有:nsini=n1sinr1(1) n1sinr1=n2sinr2.(2)联立(1)、(2)式可得: nsini=n2sinr2 依此类推:nsini=ncsinc, sinc=sini.可见,当n i一定时,从下层空气进入上层空气的入射角不断增大,当增大到由某两层空气的折射率决定的临界角时,就会全反射人在C处逆着C光线看,可看到经全反射形成的倒立虚像

23、;在B处逆着b光线看,也可看到经折射形成的正立虚像总之若人在较高处,看到的蜃景是由折射形成的正立虚像;若人在较低处,看到的蜃景是由折射和全反射形成的倒立虚像作业布置1 阅读课文; 2 课后练习.教后记初中没有学过全反射,它对学生是一种新现象作好演示实验,使学生清楚地认识全反射现象,知道在什么条件下发生全反射讲过全反射之后,小结一下,说明光射到透明介质界面上时,一般来说,同时发生反射和折射,只有发生全反射时没有折射光线第三部分全反射应用不需要讲得太细(五)棱镜教学要求理解棱镜对光线的作用理解棱镜能使射向棱镜侧面的光线向底面偏折的道理理解全反射棱镜产生全反射的原理,知道全反射棱镜的应用知道光的色散

24、知道光的色散现象,记忆七彩顺序知道各种色光在真空中的速度相同,在其他介质中速度不同,因而对同一介质的折射率不同;知道红光的折射率最小,紫光的折射率最大教学重点利用光的反射及折射规律讨论棱镜的特点及光的色散现象。教学难点光的色散现象及同一媒质对不同色光折射率不同。教学方法实验法、讲授法、练习法与讨论法。教学仪器激光演示仪一套、三棱镜、光源教学过程 一、复习提问 1、什么叫光的折射?折射率的意义是什么? 答:折射率是反映光线偏折程度的物理量N=c/v=sini/sinr 2、产生全反射的条件是什么?什么是临界角? 答:产生全反射的条件是从光密媒质进入光疏媒质且入射角大于临界角;由媒质的折射率确定,

25、c=arcsin 1/n 、什么是复色光,什么是单色光? 二、引入新课 这节课我们共同讨论一种利用光的反射及折射规律来控制和改变光路的光学仪器棱镜棱镜的形状各不相同,横截面有的是长方形,有的是圆形,有的是三角形,光学上常用的棱镜是横截面为三角形的三棱镜,简称为棱镜 三、讲授新课 (一)、通过棱镜的光线 、明显地向着棱镜的底边偏折来改变光的传播方向 (演示实验)让一束单色光从空气射向玻璃棱镜的一个侧面,可以看到,光线通过棱镜,从另一个侧面射出来时,方向发生了明显的变化:光线向棱镜的底面偏折为什么会这样呢?我们利用光的折射定律就可以得到结论(学生课堂练习)做图()和图()两题 结论:光线在棱镜的两

26、个侧面上发生折射时,两次向底边偏面的缘故注意顶角和底面的相对关系如果将该棱镜放入折射率较大的媒质中,折射光线如何偏折?光线将向顶角偏折,关于棱镜对光线的偏折作用我们不能死记SS注结论,而应从光的折射定律出发来分析如果隔着棱镜看一个物体,就可以看到物体的像例如:将一个物点S放在棱镜前,从物点发出的两条光线经棱镜折射后射出,我们根据光沿直线传播的经验,认为光线是从它们的反向延长线的交点S射出的, S就是S在棱镜中所成的像这个虚像的位置比物体的实际位置向顶角方向偏移,物像同侧确定像的位置,关键还是折射定律 (二)、全反射棱镜ABCABCABC 下面我们介绍一种横截面是等腰直角三角形的棱镜设该玻璃的临

27、界角为420当光线垂直一条直角边或垂直斜边进入棱镜时,将会得到什么现象?(学生课堂练习,做图3和图4 两题) 两个直角边AB和BC代表了棱镜上两个互相垂直的镜面,当光垂直AB面进入棱镜到达AC面时发生全反射,(因为此时入射角为45而光从玻璃到空气的临界角为42),光线沿垂直于BC方向射出,光线的方向改变了90如果光线垂于AC面进入棱镜,光线将在AB面上发生全反射,射到BC上,再在BC面上发生全反射,最后垂直于AC面射出棱镜,光线的方向改变了180 结论:我们把这种能够对光实行全反射的棱镜叫做全反射棱镜其作用控制光的传播方向 思考:这两种全反射棱镜改变光路和什么相同?全反射棱镜和平面镜在改变光路

28、方面,效果是相同的但是,通常用的平面镜有两个面,正面是玻璃,背面镀有一层银膜,当光射到平面镜上时其两个表面都要发生反射,而且镀银的表面不能使光全部反射,大约10的光被吸收掉,会使光线和所成的像模糊些,因此,在实际应用中全反射棱镜优于平面反射镜白光三棱镜红紫 3、应用:潜望镜(如图所示) (三)、色散 、(演示实验)一束白光(复色光)通过三棱镜后会发生色散,形成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色组成的光带,这个光带叫光谱 、光谱(按一定顺序排列的彩色光带) 让学生观察思考几个问题: 1)、各色光是怎样排列的? 2)、各色光偏向角关系如何? 3)、同一媒质对不同色光的折射率大小关系如何? 4)、不同

29、色光在同一媒质中的速率大小关系如何? 、说明:同一媒质对不同色光折射率不同 光屏上形成的彩色光带,说明各种色光通过棱镜后的偏折角度不同,红光在最上端,红光的偏折角最小,棱镜对红光的折射率最小;紫光的偏折角最大,棱镜材料对紫光的折射率最大,n红 v紫各种色光在真空中的传播速度一样,都是c,由公式n=c/v,因折射率不同,它们在同一媒质中的速度不同红光的折射率最小,红光在媒质中的速度比其它色光中大 “彩虹”是常见的一种色散现象,形成的原因是太阳光被悬在空中的许多小水珠色散而形成了彩色光带光的颜色红橙黄绿蓝靛紫偏向角 小 大折射率 较小 较大在媒质中的光速 较大 较小四、总结(回到教学目标,由学生总

30、结)如果光从真空或空气射向三棱镜的一个侧面,可能产生的现象是: 1)通过两次折射,出射光线向底面偏折;2)通过三棱镜成正立的虚像,像与物在棱镜同侧,而且偏向顶角;3)利用全反射棱镜可以控制光路4)白光通过三棱镜发生色散,在光屏上形成光谱,排列顺序为红橙黄绿兰靛紫作业布置1 阅读课文; 2 课后练习.教后记讲解光谱顺序时讲 折射率,频率,波长的顺序.复习课教学目的:巩固基础知识培养学生利用所学知识解决实际问题教学重点: 巩固基础知识教学难点:培养学生利用所学知识解决实际问题教学方法:启发式综合教学法教学过程:光的直线传播:光源:能自行发光的物体叫光源特点:(1)光源具有能量(2)光源本身进行着能

31、量的转化光的直线传播:光在同一种均匀介质中沿直线传播光在真空中的传播速度为c=m/s小孔成像和影的形成是光的直线传播的有力证明例1、当太阳位于帐篷正上方,在篷顶有一个边长约0.8mm的正方形小孔,太阳光通过小孔照在篷内水平地面上形成的光斑形状是 (C )(A)正方形 (B)长方形 (C)圆形 (D)椭圆形例2、如图所示,在距竖直墙MN左侧一段距离的A点有一小球,在球的左边、紧靠小球处有一固定的点光源S.给小球一向右的水平初速度,当小球在空中做抛运动时,在小于碰墙以前,它在墙上的影子由上而下的运动是( A )(A)匀速直线运动 (B)自由落体运动(C)变加速直线运动(D)初速为零的匀加速直线运动

32、,加速度a小于重力加速度g例3、翰林汇某人以速度在路灯下匀速前进,则该人头部的影子在水平地面的运动情况是( D )(A)匀加速直线运动; (B)加速度越来越大的加速运动;(C)加速度越来越小的加速运动; (D)匀速直线运动.翰林汇影:光线被不透明的物体挡住,在不透明的物体后面所形成的不透明区域叫影影可分为本影和半影在本影区内完全看不到光源的光照射,在半影区内只能看到部份光源发出的光 翰林汇翰林汇日食和月食:发生月食时,太阳、月球、地球位于同一直线上,地球在中间,当月球全部进入地球的的本影区时形成月全食,当月球有一部份进入地球的本影区时形成月偏食(不可能出现月环食) 发生日食时,太阳、地球、月球

33、位于同一直线上,且月球在中间,当地球上处于月球本影区里的人完全看不到太阳,这里发生了日全食,处于月球半影区的人看到的是日偏食,处于月球伪本影区的人能看到日环食例4、月球位于太阳和地球之间时,月球的影子如图所示,下面说法正确的是(CD )(A)位于区域a、b内的人可看到月全蚀(B)位于区域c、d内的人可看到日全蚀(C)位于区域b内的人可看到日环蚀(D)位于区域c、d内的人可看到日偏蚀一、 光的反射:1、 光的反射中光路是可逆的例1、如图所示,是实际景物的俯视图,平面镜AB宽1米,在镜的右前方站着一个人甲,另一人乙沿着镜面的中垂线走近平面镜,若欲使甲乙能互相看到对方在镜中的虚像,则乙与镜面的最大距

34、离是:0.5米2、 平面镜的作用:只改变光束的传播方向,不改变光束的聚散性质3、 平面镜的成像特点:等大正立的虚像,物像关于镜面对称,得左右倒置4、 作平面镜成像光路图的技巧:先根据平面镜成像有对称性的特点,确定像点的位置,再补画入射光线与反射光线,还需要注意镜后的反向延长线要画虚线,且不加箭头5、 确定平面镜成像可视范围的方法:若要看到物体在平面镜中的像,则需借助于边界光线,边界光线的公共部分即为完整像的观察范围例2、如图所示,在竖直平面xoy上,人眼位于坐标点(3,0)上,一块平面镜水平放置,介于坐标(0,3)和(-1,3)之间.今有一发光点P从坐标原点沿x轴负方向运动,此过程中P点在下列

35、哪个区间运动时,人眼可以从平南镜中观察到P点的像(A)0 -1区间 (B)-1 -3区间(C)-3 -5区间 (D)-5 -区间 ( C )6、 几个结论:(1)在入射光线方向不变时,平面镜旋转角,反射光线将转过2角例3、如图所示,从光源发出的光垂直射到平面镜上,经反射在正对着平面镜m处的墙上A处有一光斑若使光斑向上移动1m至B处,平面镜应以O点为轴转过的角度是( 15 ) (2)有一条光线射入两个互相垂直的平面镜,则其射光线必与其入射光线平行例4、两个平面镜垂直相交于棱L.如图所示为入射光线a经过2次反射的光路.反射光线依次是b和c.以棱L为轴,使两平面镜都逆时针转一个小角度.入射光线a仍按

36、原方向入射,这时反射光线依次为b和c,则可知( BD ).(A)b与b夹角为 (B)b与b夹角为(C)c与c夹角为 (D)c与c平行7、 平面镜、物体间的相对运动:(1) 若镜不动,物体以v的速度向垂直于镜面方向运动,则像以v的速度向镜面运动(对镜的速度),相对于物体以2v的速度运动(2) 若物体不动,镜以垂直于镜v速度向物体运动,则像对镜以v的速度向镜面运动,对物体以2v的速度运动例5、站在竖直的平面镜前4 m处的人,沿着与平面镜垂直的方向走向平面镜,若此人行走的速率为0.5m/s且保持匀速运动,则像向镜面移动的速率以及经过2s钟人与像间的距离分别为( C)(A)0.125m/s 4m (B

37、)0.25m/s 6.5m (C)0.5m/s 6m (D)1.0m/s 5m (3)若镜不动,物体以v的速度与镜面成运动,则像也以V的速度运动,像的运动轨迹与物的运动轨迹关于镜面对称例6、一点光源S放在平面镜前,镜不动,S以速度v沿OS方向向左平移,则光源S在镜中的像将:(如图所示) ( D )(A)以速率2v平行于OS向右运动; (B)以速率v垂直于OS向下运动;(C)以速率v沿与镜垂直的方向向S运动; (D)以速率v向O点运动 (4)若物不动,镜面以v速度与镜面成运动,则像将以2vsin的速度向物像连线向物体运动例7、一个点光源S通过平面镜成像图.设光源不动,平面镜以速率v沿OS方向向光

38、源平移,镜面与OS方向之间的夹角为30,则光源的像S(图中未画出)( D )(A) 以速率v平行于OS向右运动 (B) (B) 以速率v垂直于OS向下运动(C)以速率 v 沿SS连线向S运动 (D)以速率v 沿SS连线向S运动例8、如图所示,S为静止的点光源,M为与水平成角的平面镜若平面镜沿水平方向作振幅为A的简谐振动,则点光源S在平面镜中所成的虚像S的运动情况是( B )(A)在SS连线上作振幅为4Asin的简揩振动(B)在SS连线上作振幅为2Asin的简揩振动(C)在水平方向上作振幅为4Asin的简揩振动(D)在水平方向上作振幅为2Asin的简揩振动翰林汇例9、如图所示,在圆筒中心放一个平

39、面镜,光源S向圆筒中心发射光束,经平面镜反射在筒壁上呈现光斑S.如果圆筒的半径是R,则当平面镜绕中心轴线以角速度匀速转动时,光斑将 ( BD )(A)以角速度绕中心轴线作圆周运动;(B)以角速度2绕中心轴线作圆周运动;(C)以线速度R绕中心轴线作圆周运动;(D)以周期T绕中心轴线作圆周运动.翰林汇例10、一人正对竖直的平面镜站立,人的身体宽为a,两眼相距为b,若身高为c,欲使自己看到自己的全身像,镜子至少高 h/2 ,要使人能从镜中看到自己的整个身体宽,镜子的宽度至少为(a-b)/2 翰林汇欲使自己无论闭上左眼或右眼都能用另一只眼睛从镜子中看到自己的整个身体宽,镜子的宽度至少应为 (a+b)/

40、2 翰林汇 例11、如图所示, 激光液面控制仪的原理是: 一束激光以入射角I照射液面, 承接反射光斑的PQ处用光电管接收变成电讯号, 电讯号输入控制系统用以控制液面高度. 如果发现光斑在PQ处侧移了s距离, 求液面上升的高度h.例12、图中AB表示一直立的平面镜,P1、P2是水平放置的米尺(有刻度的一面朝着平面镜),MN是屏,三者互相平行,屏MN上的ab表示一条竖直的缝(即a、b之间透光的),某人眼睛紧贴米尺上的小孔S(其位置见图),可通过平面镜看到米尺的一部分刻度,试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位,并在P1P2上把这部分涂以标志例13、图是用来测量金属杆受热膨胀伸长量l的实验装置示

41、图.M是附在直角支架Mab的平面镜,直角支架可以a点为轴转动,当金属杆伸长时,b点就抬高,镜面M将向逆时针方向转过一个很小的角度,AB为直尺,C处有望远镜,金属杆加热前,从望远镜中看到直尺上的P点,金属杆加热后,从望远镜中看到直尺上的Q点,设PQ相距为d,直尺AB与平面镜的水平距离为D,ab间距为,求金属杆受热膨胀的伸长量l.翰林汇二、 光的折射:(一) 光的折射:光从一种介质进入另一种介质并改变了传播方向的现象光的折射遵守折射(斯涅尔)定律,折射光线在入射光线和法线决定的平面内,且分居在法线的两侧,入射角的正弦与折射角的正弦成正比在折射现象中光路可逆(垂直入射叫折射吗?)(二) 介质的折射率

42、:n=,(1)任何介质有折射率均大于1(2)n由介质本身的特性及光的频率决定同种介质对不同频率的光,由于v不同,n就不同,对白光,V红最大,n红最小,所以出现色散现象,当光从一种介质进入另一种介质时f不变,v、改变(三) 折射不仅可能改变光束的传播方向,而且还可能改变光束的性质(四) 平行玻璃砖对光线的作用侧移侧移的距离跟入射角i、玻璃砖厚度d、折射率n有关物体通过玻璃砖所成的像是等大的虚像 如:放在等厚的矩形玻璃砖和半圆形玻璃砖中心处的物体,在垂直往下看时哪个更高?例1、 点光源S通过带有圆孔的挡板N,照射到屏M上,形成直径为d的亮圆.如果在挡板靠近光屏一侧放上一块厚玻璃时,如图所示,这时点

43、光源通过圆孔和玻璃在屏上形成直径为D的亮圆.直径D和d的关系是( A)(A)dD (B) d=D (C) dD (D)无法判定 例2、将一根细直棒竖直放在玻璃烧杯中的中心线偏左处,如图甲所示,现在往杯中注入大半杯水,人眼从侧面看时,所看到的现象应是图乙中的哪一个?( B )例3、在深为2m的水塘里,竖直插入一根木桩,木桩露出水面部分的长度为0.5m,当阳光与水平面夹角为60照射到木桩时,木桩在水面上的影子长为多少?木桩在水底的影子又是多长?设河底是水平的.例4、为了从军事工事内部观察外界目标, 在工事壁上开一长方形孔. 设工事壁厚d=34.64cm, 孔的宽度L=20cm. 孔内嵌入折射率为n=的玻璃砖, 如图所示, 试问: (1) 嵌入玻璃后, 工事内部人员观察到外界的视野有多大张角?(2) 要想使外界1800范围内的物体

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