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第三讲 光现象
光源 能够 的物体都是光源,如:太阳、萤火虫、发光的电灯 等。月亮 (选填“是”或“不是”)光源
光线 用来表示光传播的径迹和方向的带箭头的直线
注意:光线是 (选填“存在”或“不存在”)的
光速 光在真空中传播的速度近似取c= m/s,光在不同的介 质中传播的速度不同
注意 光年是长度单位,等于光在1年内传播的距离
发光
不是
不存在
3×108
知识点 1 光 光速
1. (沪粤八上P51图3-1-2改编)如图,太阳、点亮的电灯和点燃的蜡烛 中,属于光源的是 (填相应的字母);生活中发光的 萤火虫 光源。
(a)(b)(c)
是
光现象 定义 实例
光的直 线传播 光在 介质中 沿直线传播 现象:影子、日(月)食、小孔成像等。应用:激光准直、射击三点一线等
光的
反射 光射到物体表面时,有一部分会被物体表面反射回来 现象:水面倒影、平面镜成像等。应用:潜望镜、自行车尾灯、汽车后视镜等
同种均匀
知识点 2 光现象识别
光现象 定义 实例
光的
折射 光从一种介质斜射入另一 种介质中时,传播方向发 生 的现象(斜射 时方向改变,垂直入射时 方向不变) 现象:雨后彩虹、筷子在水中“折 断”、潭清疑水浅等。应用:照相 机、眼镜、投影仪、放大镜、显微 镜、望远镜等
改变
2. (沪科八全P66T7(2)改编)《墨经》中最早记载了小孔成像现象,该 现象由光的 形成。如图为绘制的示意图,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 壁上所成的像的大小将变 。
直线传播
暗
大
类型 光的反射(3年3考) 光的折射(3年1考)
图示
知识点 3 光的反射定律和折射规律
类型 光的反射 光的折射
定
律
或
特
点 三线
共面 反射光线、入射光线和 法线都在 折射光线、入射光线和法线都在
两线
分居 反射光线、入射光线分 别位于 两侧 折射光线、入射光线分别位于 两侧
同一平面
内
同
一平面内
法线
法
线
类型 光的反射 光的折射
定 律
或
特 点 两角
关系 反射角 入射 角;入射角增大时,反 射角
注意:不能说成入射角 等于反射角 光从空气斜射入水中或其他介质中 时,折射角 入射角;光从水 或其他介质斜射入空气中时,折射 角 入射角;当入射角增大 时,折射角也
巧记:空气角大,即位于空气中的角 大
相同点 在反射和折射现象中,光路
等于
增大
小于
大于
增大
可逆
3. (人教八上P105图4.4-5改编)如图所示是小明和朋友到湖中叉鱼 的情景。
(1)船在水中的倒影是由于光的 形成的。
(2)小明想要叉到鱼,应瞄准鱼的 (选填“上方”或“下 方”),说明人眼看到鱼在水中的位置比实
际位置要 (选填“深”或“浅”),这是由光的 现象 引起的。
反射
下方
浅
折射
4. (人教八上P97T3改编)如图所示,小明想用一块平面镜使与水平面成 30°角的太阳光竖直射入井中,则反射角为 ,此时镜面与水平面 夹角为 。
60°
60°
不
变
不变
类型 镜面反射 漫反射
图示
共同点 均遵循光的 定律
不同点 反射面光滑,平行光束反射 后仍为平行光束 反射面凹凸不平,平行光束反射 后
反射
射向四面八方
知识点 4 镜面反射和漫反射
类型 镜面反射 漫反射
视觉
特点 反光、刺眼 能从不同方向看到不发光的物体
实例 镜面、水面、玻璃幕墙 不同位置的观众都能看到电影银幕 上的画面
6. (人教八上P93图4.2-2改编)如图所示,小红看到掉在地上的课本,这 是由于太阳光照射到课本上时发生了 (选填“漫”或“镜面”)反 射现象。发生这种反射时,反射角 (选填“大于”“小于”或 “等于”)入射角。
漫
等于
原理 光的反射
特点 (1)像与物体关于镜面对称
①像的大小与物体的大小 ;②像和物 体到平面镜的距离 ;③像和物体的连 线与镜面 ;
(2)虚像:平面镜成的是光屏接收不到的像, 称为 像
总结:轴对称、虚像
相等
相等
垂直
虚
知识点 5 平面镜成像
应用 (1)成像:梳妆镜、舞蹈房大平面镜;
(2)改变光路:潜望镜、医生检查牙齿的小镜子;
(3)增大视觉空间:客厅、商场的墙壁上装有大的平面镜
实像
与虚 像 实像 由实际光线会聚形成的像,光屏 (选填“能”或“不 能”)承接到所成的像
虚像 由光的反向延长线相交形成的像,光屏 (选填 “能”或“不能”)承接到所成的像
能
不能
等大
虚
6
变
小
不变
凸面镜 凹面镜
特点 对光有发散作用,有扩大视 野的作用 对光有汇聚作用
应用 汽车的后视镜、路口的反光 镜等 太阳灶、汽车前灯的反光装置
知识点 6 凸面镜和凹面镜
光的
色散 太阳光是白光,它射入、射出棱镜会发生折射,被分解成各种 颜色的光,这种现象叫作光的色散
实质:光的折射
现象 雨后彩虹、肥皂泡的彩色条纹等
知识点 7 光的色散
光的三 原色 把 叫作色光的三原色(彩色电视机画面上的丰 富色彩就是由三原色光混合而成的)
看不见 的光 分类 红外线 紫外线
特性 热效应强 使荧光物质发光、能杀死微生 物、合成维生素D等
应用 红外线夜视仪、红外遥 控、热谱图等 验钞机、灭菌灯等
红、绿、蓝
物体 的
颜色 (1)透明物体的颜色: 由 决定。
(2)不透明体的颜色:由 它 决定 ①透明物体可以透过各种色光;
②黑色物体不透过任何色光;
③白色物体反射所有色光(例:电影 屏幕);
④黑色物体可以吸收所有色光
透过的色光
反射的色光
A. A处应是紫光
B. 只有AB之间有光
C. 将涂有荧光物质的纸条放到AB范围B处的外侧,荧光物质发光
D. 将温度计放到AB范围A处的外侧,温度计的示数不会变化
C
[基础考法]
【实验装置】
1. 纸板:显示 ,利用可翻折的纸板探究反射光线、入射 光线和法线是否在 。
2. 量角器:测量反射角和入射角,探究 关系。
光的传播路径
同一平面内
反射角和入射角的大小
【主要实验器材及其作用】
【设计与进行实验】
1. 如图甲所示,把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板竖直地立在 平面镜上,纸板上的直线ON 于镜面,使一束光贴着纸板沿某一个 角度射到O点,在纸板上用笔描出入射光AO和反射光OB的径迹。改变光束 入射的角度,多做几次,取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,将 数据记录在下表中。实验中,从不同方向都能在纸板右部分上看到反射 光,是因为光在纸板右部分上发生了 反射。
∠i 30° 45° 60°
∠r 30° 45° 60°
垂直
漫
2. 如图乙,把纸板右部分向前或向后翻折,则在纸板右部分上 (选填“能”或“不能”)看到反射光,此时反射光线、入射光线和法 线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
不能
在
3. 若光沿BO入射,经平面镜反射后沿OA射出。这表明,在光的反射现象 中,光路是 的。
4. 为使实验现象更明显,应在较 (选填“亮”或“暗”)的环境中 进行实验。
5. 区分不同的入射光线和对应的反射光线时,除了用 记 录每次光的径迹外,也可以给 。
可逆
暗
不同颜色的笔
对应的入射光线和反射光线编号
【实验结论】
在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在 ;反射光线 和入射光线分别位于法线 侧;反射角 入射角。在反射现 象中,光路是 的。
同一平面内
两
等于
可逆
[能力提升]
【交流与反思】
呈现光路、验证反射光线与入射光
线及法线在同一平面内
多次
实验,得到普遍规律(或避免偶然性)
3. 做实验时,当纸板左、右两部分在同一平面上时,让入射光线AO沿纸 板左部分射向镜面,在纸板右部分上没有发现反射光线,其原因可能 是 ,此时反射光线与入射光线 (选填 “在”或“不在”)同一平面内;经调整后,在纸板右部分上可看到反射 光线OB,并用量角器测量入射角和反射角的大小,便立即得出实验结论: 反射角等于入射角,你认为这样 (选填“合理”或“不合 理”),原因是 。
4. 实验前,应将纸板 放置于平面镜上。一束光贴着纸板左部分绕 入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿 时针方向转动。
硬纸板没有竖直放置
在
不合理
实验次数太少,得出的结论不具有普遍性
垂直
顺
[核心素养]
【问题讨论】
将一束光贴着纸板沿EO方向射向O点,在纸板ABCD上用笔描出入射光EO 和反射光OF的径迹。
(1)如图甲所示,反射角的大小为 °。
(2)实验过程中,进行下列哪项操作后,在纸板上仍可以看到反射光 线? (单选)
A. 如图乙所示,将纸板的右半部分向后翻折
B. 如图丙所示,将纸板与入射光线一起以ON为轴旋转
C. 如图丁所示,将纸板与入射光线一起以CD为轴向后倾倒
50
B
实验次数 1 2 3 4
入射角 30° 45° 50° 60°
反射角 30° 45° 50° 30°
(4)实验时每次用铅笔把光的传播路径描下来非常不方便。同学们认真 思考后,认为在正确操作时,只要在光传播的路径上标记两个合适的点就 能确定了,其中用到的光学知识是 。
4
将反射光
线与平面镜的夹角当成了反射角
光在同种均匀介质中沿直线传播
【例】 (2025·黔南州一模)晓宇一次在夜间乘坐爸爸的车在高速公路上 行驶时,发现车前方路面上有许多较亮的“光源”,但车通过后,这些 “光源”就消失不见了,路面又是一片漆黑。他非常好奇,这些“光源” 是怎么做到车来发光、车过熄灭的呢?他查阅相关资料了解到,这些“光 源”是高速公路上安装的道路反光轮廓标,如图甲所示。这些轮廓标本身 并不发光,而是在夜间或低能见度环境下反射车辆发出的光,来清晰显示 道路轮廓,引导安全驾驶,且可将车辆发出的光沿原方向反射给驾乘人 员,故看起来很亮。
光在反射时遵循什么规律呢?晓宇利用可沿ON折转的纸板进行了如下 实验:
他将一块平面镜放于水平桌面,把纸板竖立在镜面上,让ON垂直于镜面, 如图乙所示。
光在同种均匀介质中沿直
线传播
(2)晓宇多次改变光束的入射角、用量角器测出入射角与反射角的大 小,记录数据于下表。分析数据可得,光反射时,反射角 入 射角。
实验次数 1 2 3
入射角 30° 40° 60°
反射角 30° 40° 60°
等于
在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一
平面内
2
将两块平面镜彼
此垂直放置
[基础考法]
【实验装置】
【主要实验器材及其作用】
实验器材:玻璃板、白纸、两支外形相同的蜡烛A和B、火柴、笔、光屏、
(填测量工具名称)
刻度尺
1. 薄玻璃板:①便于确定像的 ;②减小由于前、后两个面形 成 个像的干扰。
2. 两只等长蜡烛:探究像和物的 关系。
3. 刻度尺:探究像和物到镜面的 关系。
位置
两
大小
距离
1. 如图所示,将白纸平铺在水平桌面上,用支架把玻璃板架在白纸上,并 让玻璃板与纸面 。
2. 将两支相同的蜡烛A和B分别竖放在玻璃板前后,点燃蜡烛 (选填 “A”或“B”),并移动蜡烛B,此时眼睛在玻璃板前观察,直至蜡烛B 与蜡烛A的像重合。这说明平面镜所成的像与物体的大小 。
垂直
A
相等
【设计与进行实验】
次数 蜡烛到平面镜的距 离/cm 蜡烛的像到平面镜的距 离/cm 蜡烛的像与蜡烛 的大小关系
1 12 12 相同
2 8 8 相同
3 5 5 相同
3. 移动点燃的蜡烛,重做实验。用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上 的位置连起来,并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离,将数据记录在 下表中。
4. 将与蜡烛A的像重合的蜡烛B拿走,并在它的位置处竖放一个光 屏。 (选填“透过玻璃板”或“直接”)看光屏,光屏上的“蜡 烛B”却消失了。这说明玻璃板成 (选填“虚”或“实”)像。
【实验结论】
平面镜所成的像是光屏接收不到的像,为 像;像的大小与物体的大 小 ;像和物体到平面镜的距离 ;像和物体的连线与镜 面 ,即平面镜所成的像与物体关于镜面 。
直接
虚
虚
相等
相等
垂直
对称
[能力提升]
【交流与反思】
1. 实验应选择在较 的环境下进行;选用玻璃板代替平面镜,主要是 为了 。
2. 实验中把蜡烛A远离玻璃板,像和蜡烛之间的距离将 ,像的大 小 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
3. 小明发现“人离平面镜越近,人在镜中的像越大”,为了纠正这一错误 认知,小明做了如下实验。多次改变蜡烛A的位置时,需确保 (选填“左右”或“前后”)位置不同。
暗
便于确定像的位置和大小
变大
不变
前后
5. 实验中有同学从蜡烛一侧透过玻璃板看到像有“重影”,其原因可能是 玻璃板的前、后表面都发生了光的 射。改善“重影”问题的办法 是 。
玻璃板没有垂直于水平
桌面放置
反
用薄玻璃板
[核心素养]
【问题讨论】
1. (原创)如果将竖立的玻璃板沿虚线水平向右移动一段距离,则蜡烛A 的像相对于桌面 (选填“向左”“向右”或“不发生”)移 动;如果将玻璃板上端前倾,蜡烛A的像将向 (选填“上”或 “下”)移动;如果将竖立的玻璃板沿ab顺时针转动,蜡烛A的像的位置 将 (选填“不变”或“改变”);如果将竖立的玻璃板沿中线分 成左、右两部分,并把右边部分沿图中虚线向右移动,
则通过左、右两部分玻璃板成的像 (选填“会”
或“不会”)重合。
不发生
上
改变
会
2. (装置改进)某同学对实验装置进行改进。
便于直接比
较像和物到玻璃板的距离
棋子
的大小不会改变,便于比较像和物的大小
【例】 (2025·乌当区模拟)在“探究平面镜成像特点”的实验中,小刚 进行如下探究:
(1)将白纸对折后展开铺于水平桌面上,沿折痕画一条直线MN,再将玻 璃板 于纸面放置,且底边与MN重合,如图甲所示。
(2)为全面系统地比较像与物的关系,应选用 (选填“F”或 “A”)形物体作为研究对象。
垂直
F
(3)物体a置于玻璃板前,将与物体a完全相同的物体b置于玻璃板后,不 断移动b的位置,眼睛在玻璃板 (选填“前”或“后”)观察,发 现在某一位置,b与a的像完全重合。由此得出初步结论:平面镜所成的像 与物体大小 。
前
相同
不合理
a与b的标记点不是物体与像的对应点,
测量错误
考点1 光现象辨析
A. 雨后彩虹 B. “折断”的铅笔
D
C. 美丽的倒影 D. 树荫下的光斑
色
散
折射
反射
沿直线传播
[规律方法]
光现象 介质
光的直线传播 在同种均匀介质中,在不透明物体后面形成黑暗区域,即影子
光的反射
(平面镜成像) 在同种介质中,被研究对象与观察者在同种介质中
光的折射 在不同介质或同种不均匀介质中,被研究对象与观察者在不同种介质中
A. 亭台倒影 B. 日晷计时
A
C. 水清凝浅 D. 地面树影
考点2 光的反射作图
【典例2】 (2025·钟山区模拟)小华同学发现校服上的反光条可以在夜 间反射周围的光线,从而对路人和司机起到一定的警示作用。请教老师后 得知:制作反光条的反光材料表面覆盖了一层微棱镜(如图甲所示),这 些微小结构可以将不同方向入射的光按原方向反射回去。微棱镜的结构可 以简化为图乙,若一束光照射到微棱镜上,请你在图乙中画出光反射后的 光路图。
甲
乙
解题思路 过入射点作出 ,根据反射时反射角 入射角, 作出反射光线。
[易错警示] (1)尽管S2倾斜,但要确保法线与S2垂直;(2)此时的反 射光线与S1上面的入射光线平行。
法线
等于
(2025·广西)我们应该警惕“光污染”。请在图中画出太阳光线A、B照 射到玻璃幕墙后的反射光线。
考点3 平面镜成像作图
【典例3】 牙科检查时,牙医常借助平面镜对牙齿进行观察,如图甲所 示,请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
解题思路 根据平面镜成像的 性,先作出牙齿A点关于平面镜的 对称点A',即像的位置,连接像A'和眼睛B点与平面镜交于O点,即为入射 点,连接AO为入射光线,OB为反射光线。
[方法归纳] (1)作像点;(2)确定反射光线;(3)确定入射光线。
对称
(2025·乐山)如图甲所示,塔式太阳能电站是把许多平面镜按照一定的规 律排列起来,把太阳光反射后会聚到同一位置。请根据图乙中的光路,画 出平面镜的位置并标出入射角(平面镜用“ ”表示,入射角用 “i”表示)。
考点4 光的折射作图
【典例4】 (2025·从江县一模)如图所示,一束光AO从水中斜射入空气 中,请画出反射光线和大致的折射光线。
解题思路 过入射点O作 ;根据光由水中斜射入空气中时,折射 角 入射角,在法线右侧的空气中画出折射光线;根据光的反射定 律可知,反射光线在法线右侧的 中,且反射角 入射角。
[易错警示] 折射光线相对入射光线在法线异侧另一种介质中,且空气中 的角比较大;反射光线相对入射光线在法线异侧的同种介质中。
法线
大于
水
等于
(2025·乌当区模拟)如图,观光水池中,一束红光沿AO方向从水射入空 气,折射光线为OA'。若另一束红光沿BO方向从水射入空气,请大致画出 入射光线BO的折射光线,并标出对应的折射角r。
A. 黑色;红色 B. 红色;红色
C. 黑色;白色 D. 红色;白色
A
解题思路 黑色物体吸收 色光,白色物体 所有色光;用 红光照射时,白色部分反射红光,黑色部分吸收红光,则原本的黑色与白 色分别看起来是 和 。
[易错警示] 白色物体可以反射任何色光;不透明的物体,只能反射与自 身相同颜色的色光。
所有
反射
黑色
红色
A. 红光的偏折能力比紫光强
B. 雨后彩虹与此现象的形成原理是相同的
C. 其中红、绿、黄三种色光可以混合成不同
颜色的光
D. 若在白屏与三棱镜之间竖直放一块蓝色玻璃,则白屏上蓝色光带消 失,只留下其他颜色的光带
B
A. 光的折射 B. 光的色散
C. 光的反射 D. 光的直线传播
C
A. 峰多巧障日——山峰挡住太阳光是因为光沿直线传播
B. 潭清疑水浅——潭水看起来变浅是因为光发生了反射
C. 明镜可鉴形——镜子可以成像是因为光发生了折射
D. 江清月近人——看到江中的月亮,是月亮的实像
A
命题点2 光现象作图
3. (2025·贵州)如图所示,一束阳光经窗玻璃反射进入眼睛,请画出图 中反射光线对应的入射光线。
4. (2022·黔西南州)阳光与水平面成60°角射向地面,用平面镜使阳光 竖直射入井底,在图中画出平面镜的位置,并标明反射角的度数。
5. (2022·铜仁市)一束光射向一块玻璃砖(如图),并穿过玻璃砖,请 你画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线。
命题点3 探究光的反射定律
6. (2023·贵州)在“探究光的反射定律”实验中,器材有:激光笔、可 折转光屏、平面镜和喷雾器。
2
(2)将折转光屏垂直于平面镜放置,让入射光沿左半屏射到O点,如 图乙所示。要呈现反射光,需将右半屏向 (选填“前”或 “后”)折转。
前
法
线
相
等
命题点4 探究平面镜成像的特点
7. (2022·六盘水)在“探究平面镜成像特点”的实验中,小明选择的实 验器材有薄玻璃板、两支蜡烛、刻度尺、火柴、白纸等。
请回答下列问题:
(1)实验器材选用薄玻璃板而非平面镜的原因是 。
便于确定像的位
置
垂
直
(3)小明将点燃的蜡烛置于玻璃板前,透过玻璃板观察到蜡烛的像,如 图甲所示。然后将另一支未点燃的蜡烛放到像的位置,在白纸上记录此时 两支蜡烛的位置,变换点燃蜡烛的位置,重复上述操作。将白纸上像和蜡 烛位置的对应点连接,并测量点到平面镜的距离,如图乙所示。由此得出 结论:像与物体到平面镜的 相等。
距离
不合理
要说明平面镜所成的像与物体关于镜面对
称,必须满足像与物体的大小相等的条件,实验过程中并没有得出这一结
论
命题点5 研究光的折射现象
8. (2025·贵州)如图所示,是实验小组在“探究光的折射特点”的实验 中拍下的一张照片。照片显示的是激光笔发出的光经空气和矩形玻璃砖传 播时所呈现的光路。现根据这张照片,来探究下列问题:
(1)如果AB为入射光,BE就是 光,BC就是 光。
反射
折射
(2)如果以ABC段光路来探究折射特点,还需要作辅助线,请在图中画出 辅助线。
从A端入射
图中AB为入射光,BE是
反射光,BC就是折射光,同时BC作为下面界面的入射光线,又发生了折
射和反射,其中CD为折射光线,若CD为入射光线,在界面上没有反射光
线,而是在介质内有反射光线,不符合题意