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1、第三章 光现象3.1光的色彩 颜色一、光源1、光源:能自身发光的物体叫做光源。如:太阳、萤火虫、荧光棒、点燃的蜡烛、开着的手电筒、发光的水母、篝火、恒星(北极星)等 。 注: 月亮、水晶、荧幕、发光的宝石和行星,都不是光源,它们只能反射光源发出的光。 电灯、蜡烛不是光源,应说:开着的电灯、点燃的蜡烛是光源。2、光源分类: (1)天然光源(太阳、发光的水母、斧头鱼)(2)人造光源(开着的电灯、火把)二、光的色散:1、光的色散:白光(如太阳光)经三棱镜折射后,依次被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种色光的现象,叫做光的色散。(英国 物理学家 牛顿 )2、光的色散现象: 彩虹、五彩缤纷的露珠注:
2、光的色散,白屏上从上到下依次出现:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带 红光偏离原来的方向最小,紫光偏离原来光的方向最大。 白光是由各种色光混合而成的复色光三、色光的混合1、光的三原色:红、绿、蓝2、色光的混合:除红、绿、蓝色光外,其它色光都可由红、绿、蓝这三种色光按不同的比例混合而成。白光是红、绿、蓝三种色光等比例混合而成的;世界上没有黑光。四、物体的颜色1、透明物体的颜色:是由它透过的色光的颜色决定的(透明物体透过与其颜色相同的色光而吸收与其颜色不同的色光)如:红色透明物体只能透过红光;绿色透明物体只能透过绿光;蓝色透明物体只能透过蓝光2、不透明物体的颜色:是由它反射的色光的颜色决定(不透
3、明物体反射与其颜色相同的色光而吸收与其颜色不同的色光)白色不透明体能反射各种色光。黑色不透明体能吸收各种色光。绿色物体:反射绿光。例:一张白纸上画了一匹红色的马、黑色的石头、绿色的草,现在暗室里用绿光看画,会看见绿色的纸,黑色的马,黑色的石头,看不清草(草、纸都为绿色)五、光能1、光能:光具有能量,叫做光能。2、应用:太阳灶、太阳能热水器(太阳能转化为内能) 太阳能汽车、太阳能风扇(太阳能转化为动能)太阳能电池、太阳能发电站(太阳能转化为电能) 绿色植物的光合作用(太阳能转化为化学能)3.2、人眼看不见的光一、光的种类1、可见光:人眼能看见的光,称为可见光。2、不可见光:人眼无法看见的光,称为
4、不可见光。 不可见光有:红外线和紫外线。二、 红外线1、红外线:太阳光色散光带中,红光外侧的不可见光,叫做红外线。(英国 赫歇尔)2、来源:一切物体都在不停地向外辐射红外线,同时,也在吸收其他物体发出的红外线。3、特点:能使被照射物体发热,具有热效应。 物体温度越高,红外线辐射越强。 太阳的光和热主要是以红外线的形式传递到地球上的。4、应用:红外探测器、红外线摄像机、红外线夜视仪、响尾蛇捕食、“响尾蛇”导弹、红外线报警器、红外线取暖器、红外线测温器、红外线遥控器、红外线感应器(门、水龙头、烘手器)、红外线加热物品、红外线遥感、红外线诊断疾病、红外线太空望远镜。三、紫外线1、紫外线:太
5、阳光色散光带中,紫光外侧的不可见光,叫做紫外线。(德国 物理学家 里特)2、来源:太阳是天然紫外线的重要来源。炽热物体发出的光中都带有紫外线。3、特点:能使荧光物质发光,具有荧光效应4、应用:(1)有利:紫外线灭菌灯、紫外线消毒柜、紫外线验钞机、紫外线鉴别古字画、紫外线治疗仪、紫外线促进维生素D的合成,有助于钙的吸收。(2)危害:过量紫外线照射对人体有害(臭氧可吸收紫外线,我们要保护臭氧层,防止臭氧空洞)(3)防护:防紫外线霜 、防紫外线伞 、防紫外线眼镜、防紫外线电焊防护面罩。3.3光的直线传播一、光在同种均匀介质中的传播 1、光的直线传播规律:光在同种均匀介质中是沿直线传播的。2、显现光路
6、的方法:向空气中喷洒 烟、水雾、粉尘等小颗粒物体。(转换法)二、光线1、光线:用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向,这样的直线叫做光线。(模型法)(直线:表示光的传播路径;箭头;表示光的传播方向)注:光是实际存在的;“光线”实际上是不存在的,是人们为了形象地表示光的传播方向 和传播路径而画出的带箭头的直线,是表示光的传播的一种方法。三、光的直线传播的应用1、影子的形成:光在沿直线传播的过程中.遇到不透明物体,在物体背后光不能到达的区 域便形成了影子。(1)影子:晚上,人从路灯下走过时,影子的长度:先变短,后变长;在路灯底下时最短。(2)手影、皮影戏(3)日食、月食的形成日食:日 - 月 -
7、 地 (在白天发生,月亮挡住了太阳射向地球的光线)月食:日 - 地 - 月 (在夜晚发生,地球挡住了太阳射向月球的光线)2、坐井观天(要求会作无水和有水时青蛙视野的光路图); 3、一叶障目4、队列看齐、 种树5、木匠单眼瞄直6、“三点一线”射击瞄准7、激光准直;8、凿壁借光9、小孔成像:(1)像的特点:倒立的实像。 像可以是缩小的,可以是放大的,也可以是等大的。 当物距大于像距,所成的像是缩小的;当物距大于像距,所成的像是放大的;当物距等于像距,所成的像是等大的。(可用作图法来判断)(2)像的形状:与小孔的形状无关,像由物体的形状来决定(树阴下的光斑是圆形的太阳的像)(3)像的移动:物体向上移
8、动,则像向下移动物体向左移动,则像向右移动;物体靠近小孔,或像(光屏)远离小孔,则像变大,变暗;(4)像的转动:物体顺时针转动,则像也顺时针转动。四、光速1、光速:光在介质中每秒传播的距离,叫做光速。光在真空中传播的速度最大,为3×108m/s=3×105 km/s,是宇宙中最快的速度。2、光速与介质有关,光在不同介质中的传播速度不同,光在真空中的传播速度最快,为3×108 m/s,空气中的光速约为3×108 m/s,在水中的速度约是空气中的3/4,在玻璃中的速度约是在空气中的2/3。3、光年:光在真空中一年中传播的距离。(光年是长度单位;1光年9.46
9、×1015m)注:声音在固体中传播得最快,液体中次之,气体中最慢,真空中不能传播;光在真空中传播速度最快,空气中次之,再次是透明液体,固体中最慢(刚好相反)。光速远远大于声速 (如先看见闪电后听见雷声,光传播的时间可忽略不计;在100m赛跑时声音传播的时间不能忽略不计,但光传播的时间也可忽略不计)。3.4平面镜成像一、平面镜1、平面镜:表面平滑,可以照出像的物体,叫做平面镜。2、生活中的平面镜:光滑的金属面(如:铜镜)、玻璃板、平静的水面(湖面)、光洁的地面瓷砖等。二、探究平面镜成像的特点1、探究一:物与像的大小是否相同问题一:如何确定像的位置?方法:用平板玻璃代替镜子,其目的是:便
10、于确定像的位置。问题二:怎样比较像与物的大小关系? 方法:用另一个完全相同的物体代替像的位置,观察是否重合。(替代法)问题三:只做一次实验科学吗?方法:改变物体到镜面的远近位置,观察物与像是否重合。(多次实验,便于寻找规律,避免偶然性)结论:像与物大小相等。2、探究二:物与像到镜面的距离关系方法:用尺子量像到平面镜的距离和物到平面镜的距离,再进行比较。结论:像到平面镜的距离与物到平面镜的距离相等.像与物关于平面镜对称3、探究三:实像与虚像方法:移去平面镜后另一物体,在镜后像的位置放一光屏(或白纸),看白纸上能否出现镜前物体的像。结论:平面镜成的是虚像。实像:能被人看见,也能在光屏上呈现的像叫实
11、像。虚像:能被人看见,但不能在光屏上呈现的像叫虚像。三、平面镜成像 1、平面镜成像的特点:正立、等大、等距的虚像(1)正立:像是正立的。像和物上下方向相同,左右方向相反(镜中人的左手是人的右手,看镜子中的钟的时间要看纸张的反面)。(2)等大:像与物大小相等(高度和宽度都相同)物远离或靠近镜面时,像的大小不变,都与物体相同。(3)等距:像和物到镜面的距离相等。(像到平面镜的距离与物到平面镜的距离相等)(例:物离水面多高,像离水面就是多远,与水的深度无关)物远离或靠近镜面时,像也远离或靠近镜面相同的距离像到物的距离是物到镜面距离的2倍。物以1m/s的速度靠近平面镜,像也以1m/s的速度靠近平面镜,
12、像以2m/s的速度靠近物体(4)虚像:平面镜成的像是虚像。 (如:水中月、镜中花)(5)像和物关于平面镜对称:像和物的大小相等,像与物的连线与镜面垂直,到镜面的距离相等。注:如果成像不清楚,可以用光照射物体。 无论怎样移动镜后面的物体,都不能与镜前物体的像重合,原因是:玻璃板没有与桌面相垂直。观察像时,发现两个几乎重叠的像,这是因为玻璃板前后两个表面都能成像造成的, 应选用厚度薄些的玻璃板。2、平面镜成像的原理:光的反射。(两条反射光线的反向延长线的交点即为像点) 3、平面镜的作用:(1)成像 (2)改变光路4、应用:(1)有利方面:古代妇女对着铜镜梳妆、舞蹈演员用平面镜矫正舞姿、用平面镜扩大
13、视觉空间、牙医用平面镜观察牙齿的背面、用潜望镜观察水面上的情况。(2)不利方面:高楼大厦的玻璃幕墙会造成光污染、夜间行车,车内景物在挡风玻璃上的成像会干扰驾驶员的视线。5、作图:会用平面镜成像的规律(像和物关于平面镜对称)和平面镜成像的原理(同一物体发出的光线经平面镜反射后,反射光线的反向延长线(作图时用虚线)的交点即为像点)作光路图(作出物、像、反射光线和入射光线)注:平面镜成像时,物体射到平面镜上的光经反射后,反射光线是发散的,但这些反射光线的反向延长线相交形成像(作图时用虚线)。进入眼睛的光并非来自像点,是反射光。四、面镜的分类1、面镜:不透明且能够成像的镜子,叫做面镜。2、分类:平面镜
14、 、凹面镜和凸面镜3、凹面镜:(1)凹面镜:以球的内表面为反射面的叫凹面镜(2)特点:凹面镜对光线有会聚作用。(3)例子:太阳灶、手电筒反光罩、点燃奥运圣火的装置4、凸面镜:(1)凸面镜:以球的外表面为反射面叫凸面镜(2)特点:凸面镜对光线有发散作用。(3)例子:丁字路口转弯镜、汽车观后镜(可扩大视野)。例:在“探究平面镜成像特点” 的实验时(1)用玻璃板代替平面镜,其目的是 ,(2)应尽可能选薄一些的玻璃板,避免确定像的位置和测量物、像到平面镜的距离时产生不必要的麻烦。否则会看到镜中有个几乎重叠的像,产生这种现象的原因是 。(3)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡
15、烛B,对蜡烛A和B的要求是 ,两段等长的蜡烛是为了比较物与像 的关系。将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像将_ (填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应该在蜡烛 (填“A”或“B”)侧观察。玻璃板的放置一定要与桌面。如果无论怎样调节镜后面的蜡烛B,都不能与镜前蜡烛A的像相重合,可能的原因是 。(5)直尺的作用是便于比较像与物 的关系。(6)移去蜡烛B,在其所在位置放一光屏,则光屏上 (“能”或“不能”)接收到蜡烛A的烛焰的像,这说明平面镜成的是 像。(7)用直线连接物和像,发现像和物的连线与镜面 。平面镜成像中像与物的关系和数学中学过的 图形比较相似。(8)若用跳棋代替
16、点燃的蜡烛进行实验,但看不清跳棋的像,想个办法看清跳棋的像: 。3.5 光的反射一、光的反射1、光的反射:光射到物体的表面上时,有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射。2、光的反射有关术语入射光线(AO):反射光线(OB):法线(ON):过入射点和镜面垂直的直线,用虚线表示。入射角( ):入射光线与法线的夹角,反射角() :反射光线与法线的夹角,叫做反射角。二、光的反射定律1、光的反射定律:光发生反射时,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居在法线两侧;反射角等于入射角。简述: 三线共面 两线分居 两角相等2、角的关系:当入射光线与镜面成角时,则入射角为90
17、°,反射角也为90°当光线垂直入射时,入射角为0°,反射角为0°, 反射光线、入射光线和法线,重合在一起,反射光线沿原来入射光线的路径反向射出。光在反射过程中,若入射角增大, 反射角也增大,反射光线与入射光线之间的夹角增大 2 。保持入射光线方向不变,若平面镜转过角,则反射光线转过2 ,反射光线与入射光线之间的夹角增大2 。注: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而变化,因而只能说“反射角等于入射角”,不能说“入射角等于反射角”。 对应于一条入射光线,只有一条反射光线;而入射角大小相等的入射光线有无数条。反射光线经平面镜反射后沿
18、水平方向射出时,水平方向有两个方向,有两条反射光线。三、光路具有可逆性1、光路的可逆性:如果光线沿原来的反射光线的方向射到界面上,这时的反射光线定会沿原来的入射光线的方向射出去,这种现象叫做光路具有可逆性。2、在反射现象中,光路是可逆的(从镜中互相看到双方眼睛的问题)四、反射的类型1、两种反射镜面反射:平行光射到光滑反射面上, 反射光仍然被平行反射出去的现象,叫做镜面反射。漫反射:平行光射到粗糙反射面上,反射光沿各个方向反射出去的现象,叫做漫反射。2、镜面反射和漫反射的异同点(1)相同点:镜面反射和漫反射都是反射现象,都遵守光的反射定律。(2)不同点:反射面不同:镜面反射的反射面是光滑平面,平
19、行光束反射后仍为平行光束;漫反射的反射面是粗糙不平的,平行光束反射后射向各个方向,不再平行。一个方向的入射光,镜面反射的反射光只射向一个方向(刺眼);而漫反射射向四面八方。3、镜面反射和漫反射的判断(1)看反射面是否平滑(2)看是否向四面八方反射光线(各个角度能否都可以看到物体)五、看见不发光物体的原因1、看见不发光物体的原因:是因为物体漫反射的光进入了我们的眼睛。2、日常见到的绝大多反射面都会发生漫反射,由于漫反射才使我们从不同方向看到物体。六、光的反射(镜面反射和漫反射)的例子(1)电影屏幕粗糙、黑板要用粗糙的毛玻璃是利用漫反射把光射向四处;黑板用久了,会 “反光” 看不清字,是因为发生了
20、镜面反射,使有些方向没有反射光线,从而看不见了。(2)人们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了漫反射的缘故。(3)月光积水问题:迎着月光走,亮处为水潭,走暗处;背着月光走亮处为地面,走亮处,因为水潭发生镜面反射,地面发生漫反射。(4)用手电筒分别正对镜子和墙照射,从侧面看去墙显得更亮,墙发生的是漫反射,光线射向各个方向,镜子发生的是镜面反射,反射光线射向某一方向。(5)水中的倒影、平面镜成像、潜望镜、凸面镜、凹面镜都是镜面反射。七、利用光的反射定律作光路图1、步骤:确定入(反)射点:入射光线和镜面,或反射光线和镜面,或入射光线和反射光线的交点即为入射(反射)点根据法线和镜
21、面垂直,作法线。法线是反射光线和入射光线之间夹角的角平分线。根据反射角等于入射角,作出入射光线或反射光线2、作光路图的要求(1)作图必须用直尺、圆规、铅笔(2)光线用实线,且要画箭头表示光的传播方向,法线画虚线,并标垂足,延长线或辅助线用虚线。(3)反射面的反面画斜线(4)按题目要求,标出入射角或反射角及其度数,不要多标或标错。八、光的反射的应用 (1)成像:平面镜、凹面镜、凸面镜、反射式望远镜、潜望镜(正立等大的虚像;由两块与水平面成45°角的平面镜平行放置组成)(2)改变光路(光的传播方向):平面镜 用平面镜反射日光照亮地道; 角反器:由两个互相垂直的平面镜组成 (作用:使光线沿
22、原方向反射回去,如:自行车后镜) 潜望镜:是利用两块互相平行的平面镜可以从水下观察水面上的船只的。九、平面镜成像的形成 平面镜所成像是物体发出(或反射出)的光线入射到镜面,发生反射,由反射光的延长线在镜后相交而形成的。光源S在平面镜后的像并不是实际光线会聚而成的,是由反射光线的反向延长线会聚而成,这样的像叫虚像,如果用光屏放在平面镜后的S' 处,是接收不到这个像的。十、实像和虚像1、像的种类:(1)实像:实际光线会聚而成的像叫实像。(2)虚像:非实际光线而是光线的反向沿长线会聚而成的像。2、共同点:实像和虚像是都能被人眼看到,即都有光线射入人眼。不同点是:实像能呈现在光屏上,如:小孔成
23、像,照像机成像、幻灯机成像均是实像;虚像不能呈现在光屏上,如:平面镜成像,放大镜成像均是虚像。实像是实际光线会聚而成的,虚像是由反射光线或折射光线的反向延长线会聚形成的。3、作图中的实线和虚线:(1) 实线:实际光线和实像,用实线画;(2) 虚线:反射光线的反向延长线、虚像和法线等辅助线,用虚线画,不加箭头;(3)光线要加箭头表示光的传播方向,像有时要加箭头表示像的正倒。第三章透镜及其应用复习提纲一、光的折射1、定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化;这种现象叫光的折射现象。2、光的折射定律:三线同面,法线居中,空气中角大,光路可逆折射光线,入射光线和法线在同一平面内。折
24、射光线和入射光线分居与法线两侧。 光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,属于近法线折射。 光从水中或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,属于远法线折射。 光从空气垂直射入(或其他介质射出),折射角=入射角= 0 度。3、应用:从空气看水中的物体,或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像,看到的位置比实际位置 高 练习:池水看起来比实际的 浅 是因为光从 水中斜射向 空气中时发生折射,折射角大于入射角。蓝天白云在湖中形成倒影,水中鱼儿在“云中”自由穿行。这里我们看到的水中的白云是由 光的反射 而形成的 虚像 ,看到的鱼儿是由是由光的折射而形成的 虚像 。二、透镜 名词:薄透镜:透镜的厚度远小于球面的半径。 主光轴:通过两个球面球心的直线。 光心:(O)即薄透镜的中心。性质:通过光心的光线传播方向不改变。 焦点(F):凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这个点叫焦点。 焦距(f):焦点到凸透镜光心的距离。 典型光路FFFF三、凸透镜成像规律及其应用1、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
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