(共36张PPT)
第三章 光 和 眼 睛
第一课时 光的直线传播 光的反射 光的色散、看不见的光
1. 探究并了解光的反射定律。
2. 通过实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象。
3. 探究光的反射定律。(必做实验)
课程标准
考点梳理
1. 能够自行发光的物体叫做__________。光源分为自然光源和人造光源。太阳、恒星、萤火虫等是自然光源,电灯、点燃的蜡烛、柴火等是人造光源。(月亮不是光源)
2. 光的直线传播:
(1)条件:光在________________介质中沿直线传播。
光源
光的直线传播
同一种均匀
(2)现象:影子、日食、月食、小孔成像等都是光的直线传播现象。
(3)小孔成像:沿直线传播的光经过小孔后,在光屏上会聚成像,如树下的圆形光斑。像的特点是________立、大小可变的_______像。像的形状与物体的形状_______关,与小孔的形状__________关。
注意:影子不是像,它是光在直线传播过程中遇到不透明物体时形成的黑暗区域。
倒
实
有
无
3. 光速:光在__________中传播得最快,其传播速度c=__________m/s=__________km/s。光在不同介质中的传播速度__________,一般为v气体>v液体>v固体。
4. 光年:光在真空中1年里传播的距离叫做1光年,它是__________单位。
真空
3×108
3×105
不同
长度
5. 光线:一条带箭头的直线,形象地描述光的传播路径与方向。它实际上是不存在的,是人们为了更好地研究光的传播情况而建立的理想模型。
注意:作图中注意光线用实线表示,光线的反向延长线、辅助线等用虚线表示。
1.定义:光在两种不同介质分界面上改变传播方向又返回原来介质中的现象,叫做光的反射。在图1-3-1中,AO叫做__________,OB叫做__________,入射光线与镜面的相交点O叫做入射点,过入射点并垂直于镜面的直线ON叫做_______线(用虚线表示)。入射光线与________的夹角i叫做入射角,反射光线与__________的夹角γ叫做反射角。
注意:我们能够看见不发光的物体,
就是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
入射光线
光的反射
反射光线
法
法线
法线
2. 光的反射定律:
(1)在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在__________内。
(2)反射光线和入射光线分别位于__________两侧。
(3)反射角__________入射角。
3. 光路的可逆性:在反射现象中,光路__________。
注意:先有入射光线,后有反射光线,因此在表述结论时,反射角要在结论的前面。
同一平面
法线
等于
可逆
4. 反射分为__________反射和______反射,它们都遵循光的反射定律。
镜面
漫
种类 反射面的特点 平行光入射时反射光的特点 说明
镜面反射
______ 沿某一______方向 人在反射光的范围内,看到物体很耀眼;人不在反射光的范围内,看不清物体
漫反射 ______ 向各个______方向 人看物体时不觉得耀眼,从各个方向都能看到物体
光滑
相同
粗糙
不同
1. 太阳光是白光,它通过三棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,这种现象叫做__________。白光是由七种不能再被分解的单色光混合而成的复色光。
2. 光的“三基色”:______、________、________三种色光。这三种色光无法用其他色光混合而成。将这三种色光通过不同的组合,可以获得其他不同的色光。
光的色散
光的色散、看不见的光
红
绿
蓝
3. 看不见的光:
(1)红外线:在可见光谱上红光以外的光。热效应强,穿透能力强,常见应用有红外夜视仪、红外遥感、红外烤箱等。
(2)紫外线:在可见光谱上紫光以外的光。化学作用强,容易使底片感光;生理作用强,能杀菌;具有荧光效应,应用于验钞机,识别纸币的真伪。
课本简练
1.(八上P50 自我评价与作业2改编)2009年7月22日,在我国长江流域出现了21世纪持续时间最长的“日全食”现象,日全食现象可以用__________________现象解释。图1-3-2表示发生日全食时太阳、地球、月球的位置示意图,则A是__________。
光的直线传播
月球
2.(八上P54图3-20改编)生活中有许多光的反射现象。电影院里所有观众都可以看到银幕上的画面,这是因为光照射到银幕上发生了__________(填“镜面反射”或“漫反射”),它__________(填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律;高楼大厦的玻璃幕墙炫人眼目是因为光在玻璃幕墙上发生了__________(填“镜面反射”或“漫反射”),这是生活中的光污染。
漫反射
遵循
镜面反射
3.(八上P55自我评价与作业5改编)如图1-3-3所示,雨后的夜晚,地上有些积水,乙同学背着月光走,看到水面比路面__________(填“亮”或“暗”),甲同学迎着月光走,看到水面比路面__________(填“亮”或“暗”),这实际上包含着光的__________知识。
暗
亮
反射
4.(八上P49活动2改编)如图1-3-4所示,这就是“日晕”。这种天文现象形成的主要原因是太阳光发生了__________,各色光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序依次排列,其中光的三基色分别是红、__________、蓝这三种色光,该现象说明了太阳光是__________(填“单色光”或“复色光”)。
色散
绿
复色光
5. (八上P55自我评价与作业4改编)如图1-3-5所示,小明想要利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中,请你画出平面镜,并完成光路。
如答图1-3-1所示。
易错精讲
【例1】(2023广东)如图1-3-6所示,点光源S发出的一束光射向平面镜O点,请画出反射光线(保留作图痕迹)。
易错点1
光的反射作图
如答图1-3-2所示。
思路点拨:(1)作光的反射光路图:①已知镜面和其中一条光线,求画另外一条光线时,先作出法线,再利用反射角等于入射角,作出所求光线;②已知两条光线,求画镜面时,先作出两条光线的角平分线即法线(用虚线表示),再过入射点作法线的垂线,该垂线的位置即为镜面的位置。(2)反射光线和入射光线关于法线对称,法线和镜面垂直,因此要记得标出垂直符号。
【变式1】如图1-3-7甲,小孟利用一面小镜子隔墙看到院里的小猫要偷吃鱼。如图1-3-7乙所示,AO表示来自小猫的入射光线,O点为入射点,B点为小孟眼睛所在位置。请在图乙中完成作图:(1)画出反射光线OB。
(2)根据光的反射定律画出镜面。
如答图1-3-3所示。
【例2】【科学思维】图1-3-8是一种液面升降监测装置原理图,光源S发出的一束激光与水平液面成35°角射向平静的液面,入射光线与反射光线的夹角为__________;激光经液面反射后射到液面上方水平标尺上的S′点。当液面下降时,点S′将__________(填“向左”“向右”或“不会”)移动,
光源S与S在液面中的像的距离将__________
(填“变大”“变小”或“不变”)。
易错点2
光的反射中角线面的动态变化
110°
向右
变大
思路点拨:在光的反射当中,明确点、线、面三者的位置关系,找出变化的因素和不变的因素,采用作图法分析。
【变式2】【科学思维】(2024枣庄模拟)如图1-3-9所示是学校舞蹈房的两块相互垂直的平面镜,一束光线AB射到其中一块平面镜上,经两次反射后射出的光线为CD,若将入射光线AB的入射角增加1°,则反射光线CD的反射角将( )
A. 增加1° B. 减少1°
C. 增加 2° D. 减少2°
B
重点实验
实验 探究光的反射定律(10年1考:2019年)
实验名称 探究光的反射定律
实验器材 平面镜、激光笔、能折的纸板、笔、量角器
考点归纳 (1)实验操作细节:
①在平面镜上竖直放置纸板:为了
在纸板上显示光路
②验证“三线共面”的方法:将
原本显示反射光的纸板沿法线向后折,纸板上找不到反射光,但反射光仍存在,只是不在纸板上显示
③多次改变入射光线与法线之间的夹角进行实验:得到反射角等于入射角的普遍规律
考点归纳 ④用另一束光沿FO方向射向O点:得到光路可逆的规律
⑤让入射光垂直于镜面入射:反射光线与入射光线方向相反,即“三线合一”,反射角为0°
(2)多次测量的目的:使实验结论具有普遍性
(3)实验数据收集、记录和表格的设计
(4)实验改进:将纸板换成带有角刻度线的
纸板,可以直接读出入射角和反射角的大小,
更便于实验探究
实验结论 在反射现象中:反射光线、入射光线和法线都在同一平面内;反射光线、入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角;光路是可逆的
【例】【科学探究】如图1-3-10所示,小明和他的同学在探究光的反射定律时,将一块平面镜放在水平桌面上,再把一块纸板垂直放置在平面镜上。
【实验环境】
(1)为了方便观察到光路,实验宜在__________(填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。
较暗
【实验操作】
(2)为了便于测量和探究,需要把光路记录在纸板上,用笔在纸板上的每条光路上各取两点,并用直线将其连接起来即画出光的传播径迹,这里用到的光学知识是________________。
(3)实验时从纸板前不同的方向都能看到光的传播路径,这是因为纸板的表面是__________(填“光滑”或“粗糙”)的,光在纸板上发生了________(填“镜面”或“漫”)反射。
(4)为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律,应当_____________________________。
光的直线传播
粗糙
漫
改变入射角进行多次实验
【实验结论】
(5)如果纸板没有与平面镜垂直,当光贴着纸板沿EO入射时,__________(填“能”或“不能”)在纸板上看到反射光,此时,反射光与入射光__________(填“在”或“不在”)同一平面内。
(6)让一束红光贴着纸板沿EO方向射到O点,光将沿OF方向射出,如果把纸板的右半边向后折,将__________(填“能”或“不能”)在纸板上观察到反射光,这说明_______________________________
_____________________________________________________。
不能
在
不能
在反射现象中,反射光线、
入射光线和法线在同一平面内
(7)如果让一束蓝光沿FO方向射到O点,它反射后沿_________方向射出,由此可以得出:在反射现象中,光路是__________的。
(8)使光以不同角度入射进行实验,测量结果如右表所示。表格处理好以后,小明得出:在反射现象中,_____________________。
OE
可逆
反射角等于入射角
实验次序 入射角 反射角
1 30° 30°
2 50° 50°
3 60° 60°
考点1 光的直线传播[10年4考:2016年(选择)、2017年(选择)、2021年(填空)、2023年(选择)考查]
1. (2023广东)如图1-3-11所示,在阳光照射下,广东省南澳岛北回归线标志塔在地面上形成影子。影子形成的原因是( )
A. 光沿直线传播 B. 光的反射
C. 光的折射 D. 光的色散
考点精练
A
2. 【物理学与日常生活】细心观察的小明发现身边处处有物理。下列他观察到的现象或事例可以用“光的直线传播”解释的是( )
A. 课堂上老师用投影仪将同学们的优秀作品展示投影
B. 太阳高照时校园长廊下斑驳的树影
C. 午后阳光通过课桌上透明水杯形成的彩色光带
D. 晚自习时教室窗户玻璃里出现的另一个“自己”
B
3. 【科学探究】《墨经》中最早记载了小孔成像现象,该现象是由光的_______________形成的。图1-3-12为书中绘制的示意图,要让室内墙壁上的像看得更清楚,房间的亮度应较________。当室外的人靠近小孔时,他在墙壁上所成像的大小将变_________。
直线传播
暗
大
考点2 光的反射[10年5考:2016年(选择和作图)、2018年(作图)、2019年(填空和作图)、2022年(填空和作图)、2023年(作图)考查]
4. 【物理观念】在探究光的反射实验时,如图1-3-13所示,量角器与平面镜垂直,将一束光线沿MO射向镜面O点,根据光的反射定律,下列说法正确的是( )
A. 反射光线沿OC方向射出
B. 入射角为30°
C. 反射角为∠NOA
D. 入射光线与反射光线的夹角为120°
D
5. 【物理学与日常生活】教室黑板用久后有一部分变得光滑容易发生镜面反射,如图1-3-14所示。当太阳光从右侧窗户射入时,最有可能因反光看不清光滑处字的位置是( )
A. A同学 B. B同学
C. C同学 D. D同学
A
6. 【科学思维】如图1-3-15所示,水平面上固定着一块平面镜,水平面上有一个足球向镜面滚去。要使足球在平面镜中的像沿竖直方向“下落”,则镜面与水平面的夹角大小为( )
A. α=90°
B. α=60°
C. α=45
D. α=30°
C
考点3 光的色散、看不见的光[10年2考:2017年(选择)、2022年(综合)考查]
7. “霜叶红于二月花”。秋天的枫叶呈现红色是因为它( )
A. 反射了红光 B. 吸收了红光
C. 反射了红、绿、蓝光 D. 吸收了红、绿、蓝光
A
8. 【工程实践】图1-3-16是微信启动背景图,该图片是由我国气象卫星“风云四号”利用红外探测仪拍摄而成,关于该图片,下列说法正确的是( )
A. 人的影子是因为光的反射形成的
B. 手机屏幕显示的彩色由红、绿、蓝三基色构成
C. 同种介质中红外线的传播速度比紫外线快
D. 卫星能拍摄到地球,是因为地球是光源
B