(共51张PPT)
第四章 光现象
期末总复习
考点梳理
1. 的物体叫做光源.如:萤火虫、太阳是光源,月亮不是光源.
2.光在 中沿直线传播,光的直线传播的事例有: 、 等.
3.光在 中的传播速度最大,是
m/s,远大于声速.光在不同介质中传播的速度 .
一、光的直线传播
能够发光
同种均匀介质
激光引导掘进机开挖隧道
不同
真空
3×108
影子
1.光遇到任何物体表面都会发生 .
2.法线: 的直线叫法线.入射角:入射光线与 的夹角.反射角:反射光线与 的夹角.
3.光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在
;反射光线、入射光线分居 ;反射角 入射角.
4.在光的反射现象中,光路是 的.
5.光的反射类型: 反射、 反射,都遵循光的 定律.
注意:人眼能看到物体是由于物体发出的光线或
的光线进入了眼睛.
反射
从光的入射点O所作的垂直于镜面
法线
法线
二、光的反射
同一平面内
法线两侧
可逆
镜面
漫
反射
等于
反射
1.表面是平滑的镜子叫 镜.平面镜
的成像特点:(1)平面镜所成的像 (填
“能”或“不能”)呈现在白纸上,是 像
.(2)像的大小与物体的大小 .(3)
像与物的连线与镜面 .(4)像到镜
的距离与物到镜的距离 .(5)像与
物关于镜面对称.
2.平面镜的主要应用:(1)利用平面镜 ;
(2)利用平面镜 .
平面
不能
虚
相等
三、平面镜成像
垂直
相等
成像
改变光线传播的方向
3.(1)凸面镜对光线有 作用.汽车的 、街头拐弯处的反光镜等就是用的凸面镜,可以扩大视野.(2)凹面镜对光线有
作用.生活中用到的太阳灶、手电筒后面的聚光镜等就是应用的这一原理.
4.实像与虚像的区别
实像:实际光线会聚而成, 用光
屏承接, 用眼睛直接观看,如小
孔成像.(填“可以”或“不可以”)
虚像:光线的反向 线会聚而成,
用光屏承接, 用眼睛直接观看,如平面镜成像.(填“可以”或“不可以”)
发散
后视镜
会聚
可以
延长
不可以
可以
可以
1.定义:光从一种介质 入另一种介质时,传播方向一般会发生 ,这种现象叫做光的折射现象.
2.光的折射规律:共面——折射光线、入射光线和法线在 平面内;异侧——折射光线、入射光线分居 两侧;折射角和入射角不相等.
(1)折射角随入射角的改变而改变:入射角增大时,折射角也 ;当光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角 入射角;当光从水或其他介质斜射入空气中时,折射角 入射角.
斜射
偏折
同一
四、光的折射
法线
增大
小于
大于
(2)当光从空气垂直射入水或其他介质中时,传播方向 ,当入射角等于0°时,折射角也等于 .
3.在光的折射现象中,光路是 的.
不变
0°
可逆
1.色散现象:白光可以分解成 、 、
、 、 、 、 七种单色光.这说明白光 单色光.
2. 、 、 三种色光混合能产生各种色彩.人们把这三种色光叫做 .
红
橙
黄
五、光的色散
绿
蓝
靛
紫
不是
红
绿
蓝
光的三原色
1.光按照可见与不可见分成可见光和不可见光两类. 和 都属于不可见光.
2.红外线:红外线位于 之外,人眼看不见,红外线的主要应用有: 、
等.
3.紫外线:在光谱上位于 之外,人眼看不见;紫外线的作用:(1)能使荧光物体发光,应用是 ;(2)促进人体合成维生素D;(3)杀菌,应用是 .
红外线
紫外线
红光
六、看不见的光
取暖
遥控器
紫光
验钞
灭菌
剖析重点实验
例1.(2019,桂林)小敏同学探究了光的反射定律,
在她得出的结论中,错误的是( )
A.反射角等于入射角
B.反射光线与入射光线分居法线两侧
C.反射时光路是可逆的
D.反射光线、法线与入射光线不在同一平面上
实验一:探究光的反射定律
D
例2.(2019,怀化)如图是探究光的反射规律
的实验装置图,其中ABCD是白色硬纸板制
成的光屏,并能沿ON折转,ON垂直于CD.
甲 乙
(1)实验时,将光屏竖直放置在平面镜上,让一
束光紧贴光屏射向平面镜上的O点,可在光屏上
看到反射光线,如图甲所示;将光屏右半部分
向后折转一定角度,光屏上看不到反射光,如
图乙所示.说明反射光线、入射光线与法线在
.
(2)从甲图可以看出反射光线与入射光线分居在
.
(3)从表格记录的数据分析可得:
答出一个结论即可).
同一平面内
法线两侧
反射光路中,入射角等于发射角
例3 在进行“光的反射定律”的探究实验中,小丽设计了如图1所示的实验,平面镜M平放在桌面上,E、F是粘在一起的两块硬白纸板,F可绕垂直于镜面的接缝ON转动.
(1)小丽让一束光贴着纸板射到O点(如图1),要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,纸板与平面镜的位置关系是 (填“一定垂直”、“一定不垂直”或“可以垂直也可以不垂直”).
(2)当入射角为 时,反射光线和入射光线重合.
一定垂直
0°
(3)如图1甲,当E、F在同一平面上,让入射光线AO沿E射向镜面,在纸板F上可看到反射光线OB,此时∠BON ∠AON(填“大于”、“等于”或“小于”).保持入射点位置不变,若将入射光线AO逆时针转10°,则反射光线OB (填“逆时针”或“顺时针”)转 ;若光线沿BO入射,则经镜面反射后光线沿OA射出,这说明了在光的反射中,光路是 .
(4)在图1乙中,把纸板F向前或向后折叠,则在纸板F上 (填“能”或“不能”)看到反射光线,这说明反射光线、入射光线和法线应在 .
等于
顺时针
10°
可逆的
不能
同一平面内
(5)改变入射光线的方向,再观测几组入射角和反射角,这样做的目的是 .
(6)实验时从纸板前不同的方向都能看到光的传播路径,这是因为纸板对光发生了 (填“镜面”或“漫”)反射.
(7)课后,某同学利用同一套实验器材,选择入射角分别为15°、30°、45°的三条光线进行实验,结果得到了不同的数据记录在表格中.经检查,三次实验中各角度的测量值都是准确的,但总结的规律却与反射定律相违背.你认为其中的原因应该是 .
寻找光反射的普遍规律
漫
将反射光线与反射面(或镜面)的夹角作为反射角
解析
(1)要使入射光线和反射光线的径迹同时在纸板上出现,则法线必须与平面镜垂直,并且反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内.因此纸板与平面镜的位置关系是垂直.
(2)当光线垂直射向平面镜时,反射光线、入射光线、法线在一条直线上.
(3)根据光的反射定律:在反射现象中,反射角等于入射角;反射光线、入射光线分居法线两侧;反射光线、入射光线和法线在同一平面内.此时∠BON=∠AON.若将AO向ON靠近,则OB向ON靠近;因此保持入射点位置不变,若将入射光线AO逆时针转10°,则反射光线OB顺时针转10°,如果将光源沿BO射入一条入射光线,会观察到反射光线会沿OA的方向射出,所以光路具有可逆性.
解析
(4)反射光线、入射光线和法线在同一平面内.所以把纸板F向前或向后折叠,在纸板F上都不能看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线应在同一平面内.
(5)为避免实验的偶然性,可以改变入射光线的方向,再观测几组入射角和反射角,这样做的目的是多次实验可以归纳出一般性结论(反射角等于入射角),即寻找光反射的普遍规律.
解析
(6)实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径,是由于光屏表面凹凸不平,光在这里发生了漫反射.
(7)根据反射定律,反射角等于入射角,反射角是反射光线与法线的夹角,入射角是入射光线与法线的夹角,当入射角分别为15°、30°、45°时,反射线与法线的夹角,即反射角也应分别是15°、30°、45°,不是75°、60°、45°,而75°、60°、45°正好是反射光线与镜面的夹角.
例1 小文在探究光的折射规律时做了如图2所示的实验,图2中是她测出的数据.
(1)图2中的入射角是 ,折射角是 .
(2)根据实验现象和图2中的数据,她得出了如下结论:光从玻璃或其他介质斜射入空气中,折射光线远离法线,折射角大于入射角.你认为小文的探究结论是 (填“可靠”或“不可靠”)的,你的理由是 .
30°
50°
实验二:探究光折射时的特点
不可靠
一次实验具有偶然性
(3)如果小文想验证折射现象中光路是否可逆,她应该怎么做?
.
(4)在实验中小文同学发现,折射角随着入射角的增大而增大.请你猜想:当入射角增大到一定程度时,会出现的现象是: ,你猜想的依据是 .
让光线从BO入射,看折射光线是否沿OA方向
折射光线不出现了
光从玻璃斜射向空气时,折射角要大于入射角
解析
(1)由图可知,AO为入射光线,OB为折射光线,则入射角为30°,折射角为50°.(2)不可靠,一次实验具有偶然性.(3)如果小文想验证折射现象中光路是否可逆,需要让光线从BO入射,看折射光线是否沿OA方向.(4)折射角随着入射角的增大而增大,当入射角增大到一定程度时,会出现的现象是折射光线不出现了,光从玻璃斜射向空气时,折射角要大于入射角.
例2.(2019,烟台)小明将一枚硬币放在碗的底部,
眼睛在A处恰好看不到它(如图).小明看不到硬
币,这是因为 ;将
平面镜放到碗边适当的位置,小明在A处通过平
面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的 ;
沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处也能看到硬
币的虚像,这是利用了光的 .
光在均匀介质中沿直线传播
反射
折射
例1 如图3所示是“探究平面镜成像特点”的情景:竖立的透明玻璃板下方放一把直尺,直尺与玻璃板垂直;两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上,以蜡烛A为物体.
(1)为便于观察,该实验最好在 (填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行;此外,采用透明玻璃板代替平面镜的目的是
.
若有3 mm厚和2 mm厚的两块玻璃板,应选择 mm厚的玻璃板做实验.
实验三:探究平面镜成像的特点
较黑暗
便于确定像的位置
2
(2)取两支相同的蜡烛A和B是为了比较
关系.这种实验的研究方法是 .
(3)点燃蜡烛A,小心地移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像重合为止,这时发现像与物的大小 ;进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现,
像和物的连线与玻璃板 ,像和物
到玻璃板的距离 .
(4)为证实上述有关成像特点是否可靠,你认为
应采取下列哪一项操作 .
A.保持两支蜡烛A、B的位置不变,多次改变玻璃
板的位置进行观察
B.保持玻璃板位置不变,多次改变蜡烛A的位置,
进行与上述(3)相同的操作
像与物的大小
相等
垂直
相等
B
等效替代法
(5)在寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应该在蜡烛 (填“A”或“B”)这一侧观察.小明无论怎样调节后面的蜡烛B,都不能与蜡烛A的像重合,请你推测可能的原因是
.
(6)若在玻璃板的同一侧,小明通过玻璃板看到了同一个蜡烛的两个像,产生这种现象的原因是
.
(7)为了便于测量及减小误差,必须保证玻璃板
(填“水平”、“竖直”或“倾斜”)放置.
玻璃板没有垂直水平面
玻璃板过厚
竖直
A
(8)小明将蜡烛A逐渐远离玻璃板时,它的像的大小将 (填“变大”、“不变”或“变小”).
(9)为了便于观察和比较,小明 (填“应该”或“不应该”)将后面的蜡烛B点燃;实验中他透过玻璃板看到蜡烛B实际上是蜡烛A的
(填“虚像”、“实像”或“实物本身”).
不变
不应该
虚像
(10)小明移去蜡烛B,并在其所在位置放一光屏,则光屏上 (填“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.
(11)小明的同学张红用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验,但看不清跳棋的像.请你帮她想个办法看清跳棋的像: .
不能
虚
用光照亮跳棋
重 难 点 突 破
例1如图4所示的四种现象中,由光的折射形成的是( )
A.甲、丁 B.丙、丁
C.乙、丙 D.甲、乙
A
一、光的直线传播、光的反射、光的折射现象
【点拨】
三种光现象的区别:(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、影子、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水中出现岸上物体的倒影、平面镜成像等都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的.
(2015?郴州)下列光现象与其成因对应正确的是( )
A.海市蜃楼——光的色散
B.雨后彩虹——光的反射
C.水中倒影——光的折射
D.形影不离——光的直线传播
D
变式拓展1
例2 (2015?连云港)如图5所示,一束光从空气斜射向水面,入射光线及法线已画出.请作出这条入射光线的反射光线和折射光线.
答案
二、光的反射定律和光的折射规律及其作图
【点拨】
光的反射定律可以概括为:三线共面,二线分居,二角相等.光的折射规律可以概括为:三线共面;法线居中;空气角大.实际光线要画实线,并用箭头表示光行进的方向.
按要求完成下面的光路图.
(1)光线射到某平面镜上,使其沿水平方向传播,如图6所示.请在图中画出平面镜(图中要显示作图痕迹).
(2)如图7,一束光线从玻璃砖中垂直玻璃面射入空气中,请画出该光线在空气中的传播路径和方向.
变式拓展2
答案
例3 (2013?广州)如图8所示,O′是O在平面镜中成的像,在图中画出平面镜的位置,并画出线段AB在该平面镜中所成的像(用符号 表示平面镜).
三、用平面镜成像特点作图
答案
根据平面镜成像的特点,在图9中画出物体AB在平面镜MN中所成的像.
变式拓展3
答案
课堂精炼
1.(2019,河北)小明在湖边游玩时,看到了
一些光现象.
(1)茂密的树下有一个个园形的小光斑,是由于
而形成的太阳“像”.
(2)看到的湖水中游动的“鱼”比其实际位置要
(选填“深”或“浅”).
(3)湖中孔桥的“倒影”,是由于光的
而形成的虚像.
光的直线传播
浅
反射
2. 如图11所示的光路图中,能正确表示光从空气射入水中时发生的反射和折射现象的是( )
B
3.人站在竖直放置的穿衣镜前4 m处,若人向镜移动1 m,则此过程中像的大小变化及移动后人离像的距离为( )
A.变大 6 m
B.变大 5 m
C.不变 6 m
D.不变 8 m
C
4.(2019,贵港)如图所示,OA′是入射光线AO的
折射光线,请在图中画出入射光线BO的反射光
线和该入射光线在水中的折射光线的大致方向.
5.如图13甲所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置.
(1)下面步骤a中横线处的内容是 .实验步骤a、b、c、d的合理顺序是 (填写步骤前字母).
a.在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块玻璃板, .
在纸上记录玻璃板的位置
adbc
b.拿另一支完全相同的没有点燃的蜡烛放在玻璃板的后方,移动到某一位置时,发现该蜡烛与被点燃的蜡烛的像重合,在纸上记下该蜡烛的位置A1′.
c.改变玻璃板前蜡烛的位置,重复以上实验,在纸上记录物与像的位置A2、A2′,A3、A3′.(如图13-乙所示)
d.点燃蜡烛放在玻璃板前,看到它在玻璃板后面的像,在纸上记录蜡烛的位置A1.
(2)如图13乙所示,分别将实验中的物点与像点连接,发现它们的连线始终与玻璃板面垂直.为了得到平面镜成像的特点,某同学将实验数据填入下表.请将表头中空白部分填上合适的内容.
(3)如果在像A1′的位置放一光屏,光屏上 (填“能”或“不能”)承接到像,这说明
.
不能
平面镜成的是虚像