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文档简介
1、光现象1.光源光源是指自身发光的物体。太阳、发光的电灯和点燃的蜡烛都是光源。有些物体本身不发光,但是因为它们可以反射太阳光或其他光源发出的光,就好像它们也在发光一样,不要把它们当成光源,比如月亮和所有的行星。在物理学中,它们不是光源。光源可分为自然光源和人工光源。2.光的反射定律反映论的内容可以概括为“三线、两角、一点”。要理解这一规律,我们应该把握好一面、一点、两个角和三条线,即镜面、入射点、入射角、反射角、法线、入射光线和反射光线。(1)入射角和反射角是入射光线或反射线与法线之间的角度,而不是入射光线与镜面之间的角度。(2)必须理解正常的含义。它是一条假想但重要的几何线,用于在反射现象中确
2、定光线(包括入射光线和反射光线)在空间中的方向。也可以说,它是决定入射角和反射角的辅助线。就像在平面几何中加入辅助线一样,有了辅助线,许多关于反射的问题都可以很容易地解决,这也为我们解决应用反射定律的问题提供了一个思路。无论是从入射光线计算反射线,还是从反射线计算入射光线,或者从入射光线和反射线确定反射镜的位置,都应该首先找到法线的关键线。(3)学习这一规律时,要注意其逻辑:入射点由入射光和镜面决定,法线由入射光和界面决定,入射角由入射光和法线决定,然后反射光的方向由入射角和反射角决定。它们之间的逻辑关系可以用下面的网络图来表示:显然,首先是入射,然后是反射。事件是原因,反思是结果。因此,在描
3、述光的反射规律的过程中,一定要注意不要把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。(4)当光垂直于镜面入射时,反射光也垂直于镜面。此时,入射光线、法线和反射线彼此重合,但是入射光线和反射线的行进方向不同。此时,反射角和入射角都为零,三条线和两个角的关系仍然成立,符合光反射定律。(5)制作反射光路图时,入射光和反射光用实线表示,箭头表示光的行进方向。箭头通常画在灯的中间附近,法线用虚线表示。绘制平面镜时,需要区分反射面和镜面背面,非反射面一般用短的外部线条表示。3.光的折射定律折射角和入射角是指光线与法线之间的角度,法线是决定入射角和入射角的关键。描述定律时,要注意因果关系,入射角决定折射角
4、,所以首先要描述“折射”,并比较折射和入射。当入射角改变时,折射角也改变。例如,当入射角增加时,折射角也增加和减少。当入射角减小到零时,即垂直入射时,折射角也为零,此时光的传播方向不变。因此,当光发生折射时,光传播的方向通常会改变,但不是必须的。拆卸时的光路是可逆的。在折射中,当光的方向反转时,光的传播路径不变(沿着原始路径返回),如下图所示。4.镜头中的三条特殊光路透镜中有三种特殊的光路:一是通过光学中心的光不改变传播方向;二是平行于主光轴的光折射后通过焦点。为真实图像是由实际光线相交形成的图像;虚像不是由实际光线的交点形成的,而是由实际光线的反向延长线的交点形成的。真实的图像可以显示在光屏
5、上,用眼睛看。虚像不能显示在光屏上,只能用眼睛看到。真实的图像总是颠倒的;虚拟图像总是垂直的。7.物距和焦距之间的关系如下:普通话:真实的图像是颠倒的,在另一边;虚像是正面的,在同一侧;双焦距分为虚拟和真实,双焦距分为大小;当物体移动到凸透镜时,实像变得越来越大,虚像变得越来越小疑点辨析1.如何理解“会聚光”、“发散光”、“会聚作用”和“发散作用”“会聚光线”和“发散光线”是相对于平行光线的。如上图所示,甲显示一束会聚光线,而乙显示一束发散光线。会聚光线沿箭头方向延伸后相交于一点,而发散光线不能相交,但发散光线的反向延长线可以相交于一点。会聚和发散与入射光线的会聚和发散是增强还是减弱有关,如下
6、图所示。虽然通过凸透镜后的光是发散的,但与入射光相比,它的发散度减弱了,所以凸透镜仍然起着会聚的作用。另一个例子是,在图B中,虽然光通过凹透镜后是会聚的,但它的会聚度与入射光相比减弱了,所以凹透镜起着发散的作用。另外,在研究图像的性质时,我们提到了图像的“倒置”和“直立”,这也是与相比较的,而不是以屏幕上倒置和直立的图像为标准。例如,当放映幻灯片时,虽然屏幕上的图像是正图像,但是幻灯片是反转的,即,图像和物体在通过幻灯机中的凸透镜之后是反转的。显然,凸透镜形成的真实图像是颠倒的。2.几组光学概念的辨析(1)“视线”和“光线”视觉是一个日常用语,指的是当人们用眼睛看物体时,人的眼睛和物体之间的一
7、条想象的直线。物理学中描述的光是指从光源发出或从物体表面(边界)反射的光在真空或其他透明材料中传播的路径。简而言之,它是光的传播路径。视力与人眼的位置有关,但光与人眼无关。例如,在解释“没有障碍物的物体”时,说“物体的视线被阻挡”和“眼睛发出的光不能击中物体”是错误的。在这种现象中,人眼是感光器官,而不是发光体。正确的解释是“物体发出的光被阻挡”或“人眼的视线被阻挡”。(2)“影子”与“形象”的区别阴影:因为光在均匀介质中以直线传播,当光线照射在不透明的物体上时,部分光线被物体阻挡,被物体吸收或反射,如果不被阻挡,光线将绕过物体,从而在物体后面的屏障或屏幕上形成一个与物体形状相似的黑暗区域。这
8、个黑暗的区域被称为物体的阴影。例如,人在斜阳下可以形成人的影子,树在斜阳下可以形成树的影子,日食和月食也属于影子。图像:图像是几何光学中的一个重要概念,大多数光学器件都涉及图像的形成。不管光的线性传播、反射和折射,图像已经被多次提及。与阴影不同,图像是指由物体发出的光(或被光源照射后被物体反射的光)通过镜子或小孔形成的类似于原始物体的图形。图像通常不暗,但大多是光线可以照射的明亮区域,这是由进入人眼的光线形成的。(3)“扩大”与“扩大”“放大”是描述图像本质的常用词之一,意思是图像的形状大于真实物体的形状。因此,放大被比作相位,而“放大”描述图像的尺寸变化和过程,这意味着图像从小变大。例如,在
9、凸透镜成像中,当物体向双焦距之外的透镜移动时,图像逐渐变大,但是在它穿过双焦距之前没有被放大。当物体从双焦距移动到离镜头的距离时,图像总是在穿过双焦距之前被放大,但是它变得更小而不是更大。可以看出,“扩大”和“扩大”有本质区别。(4)“反射、折射”和“虚像、实像”,“物体发出的光被平面镜反射成虚像,被凸透镜折射成实像”,这一事实常常不恰当地演变成一种不正确的说法,即“物体发出的光被反射成虚像,又被折射成实像”,即“反射”等同于“虚像”。因此,它是变成虚像还是实像取决于具体情况,图像的性质不应与光传播的方式相混淆。(5)“趋同”与“交叉”“会聚”的原意是“会聚”,但物理上的“会聚”意味着光线比以
10、前更集中。对于凸透镜,会聚反映在折射光线在穿过透镜之后比入射光线更靠近主轴的事实上,但是即使如此,这些折射光线也不一定相交。相反,相交的光线不一定是由“会聚”形成的。如图A所示,虽然折射光线相交,如图B所示,虽然折射光线不相交,但它们比入射光线更集中,也就是说,它们更靠近主轴。可以看出,“交叉”和“融合”是两个不同的概念,不能混淆或互相替代。(6)“凸透镜”和“聚光镜”混淆两者是由于不理解“会聚”和“会聚点”的含义。收敛是一个函数,而收敛点是一个结果。两者能否等同取决于条件。在图B中,入射光的发散度较大,通过凸透镜后发散度减小,即与入射光相比,折射光更靠近主光轴,但折射光不在一点会聚。在这里,
11、凸透镜起着“会聚作用”。当物体放置在凸透镜的焦点之外时,入射光的发散度小于凸透镜的发散度,光被凸透镜折射后可以会聚在一点。类似地,折射后能在一点会聚光线的透镜不一定具有会聚作用,如上面图A中的凹透镜。示例:例1:如下图a所示,入射光与镜面的夹角为a,现在以入射点0为轴,镜面顺时针旋转0后,当前反射光与原始反射光的夹角是多少?实施例2下图是激光液位控制器的原理示意图。固定激光器AO以600的入射角照射水平液面,反射光OB垂直照射光屏。光电转换器将光信号转换成电信号,该电信号被输入到控制系统以控制液位高度。如果液面下降,发现光点B已经移动到光屏上的B一定距离,请在图中标出位置(需要画光路图)例3当
12、一个物体放在凸透镜的前面,并以恒定的速度从离透镜焦点很远的地方接近凸透镜时,像移应该是()A.总是以和物体相同的速度B.首先,它小于物体运动的速度,然后它大于物体运动的速度C.首先,它大于物体运动的速度,然后它小于物体运动的速度D.总是大于物体的移动速度根据问题的含义,我们知道这是凸透镜形成实像定律的应用,凸透镜形成实像定律的分界点在焦距的2倍处。应当理解,当一个对象处于“2f”区域时,其图像处于“2f”区域,而当一个对象处于f u 10,000的区域时,其图像处于“2f”区域。首先,确定对象和图像的范围,然后将它们理解为simu例4如右图所示,光线以与反射表面成300角的方向照射反射表面PQ
13、。如果反射面PQ逆时针旋转100,则反射角成为反射光线和入射光线之间的夹角(填入“增加”或“减少”)。例5是光束从空气到水的传播路径,如右图所示。从图中可以判断出折射角为()a .AONb .AOPc .主运行中心d .头正解B例6。图像点在绘画中的三大功能(1)如下图所示,在两个相交的平面镜a和b之间有一个发光点s,试着画出一条由s发出的光线,使其在分别被镜面a和b反射一次后回到点s。(2)如图所示,ab是主光轴,A B是A B穿过凸透镜的图像。试着画出图中凸透镜的位置。(3)在已知光线通过下图中的凸透镜后,尝试绘制折射光线。例7。如右图所示,示例1示出了由某个发光点s发射的光线被平面镜MN
14、反射后的两条反射光线。尝试确定这两个反射光线OA和OA的入射光线,并确定发光点的位置。例8小明在学校楼梯上发现了路过的灯。晚上天黑时,他使劲拍着手,灯亮了;然而,不管你白天怎么拍手,你都不能开灯。后来,老师告诉小明,路灯是由灯光控制和声控开关同时控制的。灯光控制开关点亮时关闭,语音控制开关收到声音时关闭。那么,您认为走廊开关连接正确吗()在一个酒店的长方形房间里,为了让客人感到宽敞,主人在一面墙上安装了一面和墙一样大的平面镜,利用这个原理达到了这个目的,让人觉得房间的大小是原来的两倍。例10。假期到来时,公园里有许多游客。他们四个人在同一个地方,在同一个风景亭前,用不同型号的相机甲、乙、丙、丁
15、(焦距不同)拍了一张照片,如下图所示例11。寻找“过去的光”在科幻小说往日之光中,作者鲍勃肖幻想了一种缓慢透明的玻璃,讲述了一个美丽的故事。“想象一种玻璃,其中光线移动非常缓慢。穿过半厘米厚需要几年时间,这比蜗牛的速度要慢得多。当一块缓慢透明的玻璃被制造出来时,它总是看起来很暗,因为没有光穿过它。把这种玻璃放在美丽的森林里。带着这些美丽风景的光落在缓慢透明的玻璃里,十年也出不来。如果在这个地方放置了十年的玻璃被放在城市房子的窗户上,那么在接下来的十年里,窗户将会看起来像是森林中的一个美丽的湖。各种各样的动物悄悄地来喝水,数百只鸟在空中飞翔,白天和黑夜都在变化,季节也在变化。生活在繁忙的城市就像
16、一栋别墅。这的确是一个有趣的幻想,但关键是要降低光速。随着今天科学技术的发展,一些科幻小说已经成为现实。(1)作者科学幻想的基础是什么?(2)你在生活和学习中一定有很多奇想。简要写一个想象及其基础。实践1.如果入射光与镜面的夹角为,则反射角为;当入射角减小150时,反射角为2.显微镜载物台下面有一面镜子,可以增加镜子的数量。最好选择一面镜子。3.汽车上的后视镜是一面镜子,汽车的前灯用镜子作为反射面。4.有人站在竖立的梳妆镜前,他在镜子里的形象是一个虚像,这是由于光的现象而形成的;如果这个人高1.7米,高1.2米,离梳妆镜2米,他在镜子里的全身像是m,他在镜子里的像是离他1米。5.当太阳早上从地平线升起时,它实际上仍然在地平线以
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