第6讲 光的直线传播与光的反射
知识点一、光的直线传播
1、光的传播:在均匀介质中沿直线传播。(影子、日食、小孔成像等)
2、光的传播速度:真空中的光速是宇宙中最快的速度,c=2.99792×108m/s,计算中取c=3×108m/s。(光在水中的速度是真空中的3/4,在玻璃中的速度是真空中的2/3)
知识点诠释:
1、光线:为了表示光的传播方向,我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向,这样的直线叫光线。
2、光年:(距离单位)光在1年内传播的距离。1光年=9.4608×1012km。
知识点二、光的反射
1、光的反射:光射到介质的表面,被反射回原介质的现象。
2、光的反射定律:
(1)在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一个平面内;
(2)反射光线、入射光线分居在法线的两侧;
(3)反射角等于入射角;
3、镜面反射:入射光线平行,反射光线也平行,其他方向没有反射光。(如:平静的水面、抛光的金属面、平面镜)
4、漫反射:由于物体的表面凹凸不平,凹凸不平的表面会把光线向四面八方反射。(我们能从不同角度看到本身不发光的物体,是因为光在物体的表面发生漫反射)
知识点诠释:
1、当光线垂直入射时,光沿原路返回。
2、镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。
3、反射现象中光路是可逆的。
知识点三、平面镜成像:
1、平面镜成像的特点:
(1)成的像是正立的虚像;
(2)像和物的大小相等;
(3)像和物的连线与镜面垂直,像和物到镜面的距离相等。
2、平面镜对光线的作用:
(1)成像;
(2)改变光的传播方向。(对光线既不会聚也不发散,只改变光线的传播方向)
3、平面镜的应用:
(1)水中的倒影; (2)平面镜成像; (3)潜望镜。
4、球面镜:
(1)凸面镜:对光线起发散作用。(应用:机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜)
(2)凹面镜:对光线起会聚作用,平行光射向凹面镜会会聚于焦点;焦点发出的光平行射出。(应用:太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜)
知识点诠释:
1、平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形。
2、实像与虚像的区别:实像是实际光线会聚而成的,可以用屏接到,当然也能用眼看到,都是倒立的。虚像不是由实际光线会聚成的,而是实际光线的反射光线或折射光线的反向延长线相交而成的,只能用眼看到,不能用屏接收,都是正立的。
题型一:光源 光的直线传播
[例1]如图所示的光现象中,可用光的反射原理解释的是( )
A.错位的铅笔 B.镜中的像 C.手影游戏 D.雨后的彩虹
[变式1]如图所示的光现象中,属于光的反射现象的是( )
A.吸管斜放在水杯中“变粗” B.水中“倒影”
C.立杆见影 D.白光经过三棱镜水杯中“变粗”形成彩色光带
[变式2]下列关于“影”的形成,属于光的反射现象的是( )
A.烈日下,大树底下出现的“阴影” B.皮影戏中的“手影”
C.立竿见“影” D.小桥在湖水中的“倒影”
[例2]2019年将出现三次日食、两次月食天象,其中我国范围内可看到1月6日的日偏食、7月17日的月偏食和12月26日的日偏食。日全食发生的原因是由于光的________,位于中间位置的是_________(选填“月球”、“地球”或“太阳”)。
[变式1]如图所示为“小孔成像”的示意图:该现象可以用_______光的直线传播________来解释;小孔成的像是_________(选“虚像”或“实像”),若小孔位置固定,将蜡烛和光屏位置对调,光屏上的像比原来___________(填“变大”“不变”或“变小”)。
[变式2]小明将易拉罐底部钻孔,另一端蒙上塑料薄膜,制作了一个简易针孔照相机。如下图,将其水平放置,在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡,灯泡发光时,可在塑料薄膜上看到灯丝________(填“倒立”或“正立”)的像。这是光的_____________形成的。若水平向左移动易拉罐,像的大小__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。若只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状__________(选填“改变”或“不变”)。
[例3]关于小孔成像下列说法中正确的是( )
A.小孔成像时,成的一定是虚像 B.小孔成像时,像的形状一定与小孔的形状相同
C.小孔成像时,成的是倒立的实像 D.小孔成像时,成的一定是放大的实像
[变式1]在一个空罐的底部中央打一个小孔,再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰,烛焰在薄膜上成像原理与下列四种光现象原理相同的是( )
A.照相机原理 B.手影 C.有趣的倒影 D.瞄准鱼下方才能叉到鱼
[变式2]下列所示现象中属于光的直线传播的是( )
A.岸边的树木在水中的倒影 B.铅笔在水中“折断”
C.雨后彩虹 D.投到车身上的手影
题型三:光的反射
[例4]在池塘上方A处有只小鸟,请画出在池塘上方能看到水中小鸟倒影的范围的光路图。
[变式1]如图是光由空气进入水中时的光路图,请补画出法线,反射光线,折射光线,并请标出反射角。
[变式2]小徐发现舞蹈教室两垂直的墙面上都装着大面的镜子,她拿着激光笔对着其中一面镜子照射(AB),经反射能把光线按原方向平行返回。
(1)作出所有反射光线的光路图;
(2)证明经过两次反射后的反射光线会逆向平行射回
[变式3]请根据经过倾斜的反射面的反射光线位置,运用光的反射规律画出的入射光线;
[变式4]如图所示是点光源A和两条反射光线,请在图中作出平面镜,并完成相关光路图。
[变式5]如图,请在平面镜上确定O点,使得O点到A、B两点的总距离最短,并画出O与A、B间的最短光路路径图。
[变式6]自行车尾灯是由许多相互垂直的小平面镜构成。图乙为其两个平面镜的简化示意图,请画出入射光线经过这两个平面镜的光路图,并画出在平面镜B上发生反射时的反射角及度数大小。
[变式7]如图所示,S'为发光点S在平面镜MN中所成的像,请在图中画出发光点S的位置,并画出一条由S点发出,经平面镜反射后通过P点的光线。
[例5]如图所示,女孩到鞋店去买鞋,她站在镜子MN前着自己穿着新鞋的效果。
①画出代表新鞋的A点在平面镜中的像A'。
②画出女孩眼睛B点看到新鞋A点在平面镜中所成像的光路图。
[变式1]A是一点光源,A′是经平面镜成的像,C是眼睛所在的位置,试在图中画出平面镜的位置和从A点发出的经过C点的光线。
[变式2]桌面下方有一小球S,人眼能在平面镜中看到小球的像S’,试确定小球S的位置并完成人眼看到小球的像的光路图。
[变式3]如图所示,a、b是平面镜MN前一点光源S射向镜面的两条入射光线,请在图中标出点光源和像点S'的位置,并完成光路图(保留作图痕迹)。
[变式4]某实验小组在探究平面镜成像特点时,发现在水平桌面上无论怎样移动B蜡烛都不能将B蜡烛与A蜡烛的像重合,老师帮助他们分析后找到其原因,并要求他们在下图中画出平面镜的位置。请你帮助他们完成该任务。(保留作图痕迹)
[变式5]如图所示,请画出人眼从平面镜中看到烛焰上一点S的像的光路图。
第5讲 光的直线传播和光的反射 作业
1、下列诗词能用平面镜成像原理解释的是( )
A.明月松间照 B.彩虹舞山涧 C.池水映明月 D.起舞弄清影
2、如图是服装店的试衣镜(平面镜),一般都是和地面成一定的角度摆放,给人一种“拉伸”的视觉效果。图中能正确反映物体AB在倾斜放置的平面镜中的像是( )
A. B. C. D.
3、某人站在离湖岸边8m的C处,刚好能看见湖对岸的一棵树HG在水中的完整的像,如果眼距地面的高度为l.6m,湖两岸均高出湖水面lm。湖宽50m,则该树HG的高度为( )
A.10m B.9m C.8m D.7m
4、某次实验时,小明的眼睛在A处看到发光点S在玻璃板中的像S′位置如图所示。请作出发光点S的位置,并完成光路图。(保留作图痕迹)
5、如图,光源S放在平面镜前,A、B为光源发出的光经平面镜MN反射后的两条射线,根据平面镜成像特点作图,画出两条入射光线并确定光源S的位置。