1、 第二章 光现象复习二. 教学重点、难点：光的反射规律、光的折射规律三. 知识点分析：（一）本章知识结构光 现 象 光 学 基 本 概 念 光 源光 线光 速光 的 传 播 光 沿 直 线 传 播光 不 沿 直 线 传 播 光 的 反 射 反 射 规 律平 面 镜 成 像光 的 折 射光 的 分 类 可 见 光不 可 见 光 红 外 线紫 外 线颜 色 光 的 色 散物 体 的 颜 色 透 明 物 体 的 颜 色不 透 明 物 体 的 颜 色三 原 色 （二）光学基本概念光 学 基 本 概 念 光 源光 线光 速 真 空 中 的 光 速其 它 介 质 中 的 光 速本身能够发光的物体就是光源，
2、判断一个物体是否是光源的关键在于它的本身能否发光，很多物体看起来很亮，但是由于本身不发光，所以不是光源，如月亮。光源能够向周围发出光束。为了明确直观的表示光的传播，我们用一条带箭头的直线来表示光的传播路径。这条带箭头的直线就是一个物理模型光线，其中直线表示光的传播路径是直线的，箭头代表光的传播方向。光在真空中的传播速度最快，一般情况下，光在真空（空气）中的传播速度为 c=310m/s8， 光 在 水 中 的 速 度 约 为 ， 光 在 玻 璃 中 的 速 度 约 为 。 光 在 年 中 传 播34231cc的距离就是光年，因此“光年”是一个长度单位。光速远大于声速，日常生活中常见的现象，如雷雨
3、天先看到闪电后听到雷声；看远处敲鼓的人敲击动作与鼓声不合拍等现象都说明了这一知识点。（三）光的传播光 的 传 播 光 沿 直 线 传 播 条 件现 象 及 应 用光 不 沿 直 线 传 播 光 的 反 射光 的 折 射光 的 反 射 反 射 规 律 ： 两 角 相 等 反 射 光 路 可 逆平 面 镜 成 像 成 像 特 点所 成 像 是 虚 像反 射 分 类 镜 面 反 射漫 反 射 ()ri光 的 折 射 折 射 规 律 从 空 气 斜 射 入 水 或 其 它 介 质 中 时从 水 或 其 它 介 质 斜 射 入 空 气 中垂 直 入 射 时折 射 光 路 可 逆折 射 现 象 只有在同种
4、均匀介质中，光才会沿直线传播，日常生活中常见的影子、日食、月食现象、小孔成像都是光沿直线传播产生的现象。利用光沿直线传播我们可以站齐队伍，可以利用激光进行准直，还可以进行射击瞄准。当然，光沿直线传播有时会对我们的生活带来不便，例如夏天阳光直射就容易造成晒伤，为此我们可以利用遮阳伞遮挡强烈的阳光，来避免这一不利的发生。当光射到任何物体表面时，都会有一部分光被介质表面反射回来，这种现象就称为光的反射，发生反射时，反射角总是等于入射角。反射光路是可逆的。因此利用光的反射我们可以将阳光引到井底，利用光的反射定律制成由直角反射面构成的自行车尾灯和由一对水平面成 45角的平镜面构成的潜望镜，如图所示：当光
5、照射平滑物体的表面和粗糙物体表面时，会发生不同的反射，当平行光未照射到平滑的物体表面时，反射光线仍然平行，这种反射称为镜面反射。当平行光束照射到粗糙物体表面时，反射光线会朝向四面八方，这种反射就是漫反射，无论镜面反射还是漫反射，每一条光线都会严格遵守光的反射规律。当光遇到其它介质时，有一部分光会进入这种介质中，此时光的传播方向可能会发生偏折，这种现象就是光的折射，当光从空气斜射入水或其它介质时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光从水或其它介质斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。发生光的折射时光路是可逆的，日常生活中常见的池水变浅
6、，插入水中的筷子向上弯折，近视眼的同学戴眼镜矫正视力等都是光的折射现象。（四）光的分类和颜色光 的 分 类 可 见 光不 可 见 光 红 外 线紫 外 线颜 色 光 的 色 散物 体 的 颜 色 透 明 物 体 的 颜 色 是 由 透 过 光 的 颜 色 决 定 的不 透 明 物 体 的 颜 色 是 由 反 射 光 的 颜 色 决 定 的三 原 色 颜 料 的 三 原 色色 光 的 三 原 色一束阳光通过三棱镜后，阳光会被分解成一条彩色光带，这条彩色光带上的颜色顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。把色光按照这个顺序排列起来就形成了光谱。由于光谱上的色光人眼都能观察到，因此，我们把这些色光及由这
7、些色光混合成的复色光统称为可见光。在光谱的红端以外还存在着一种人眼看不见的光红外线，在紫端以外也存在着人眼看不见的光紫外线，我们把这两种光称为不可见光。透明物体的颜色是由物体透过光的颜色决定的，且物体是什么颜色，它只透过与它相同的色光，其它色光则被吸收，如果物体把所有的色光都透过，我们将会看到无色的透明体。而不透明物体的颜色是由物体反射色光决定的，物体是什么颜色，它只反射跟它相同的色光，其它色光全部被物体吸收，当物体把所有色光都反射，我们看到的物体是白色的；如果物体把所有的色光都吸收，物体是黑色的。色光的三原色是红、绿、蓝。颜料的三原色是红、黄、蓝。色光三原色和颜料三原色的混合规律也不同，光的
8、三原色等强度混合是白的，而颜料的三原色等比例混合是黑的。【典型例题】例 1. 在一块方形纸板的中心挖正方形小孔，把这块有方孔的纸板对准阳光，当纸板和地面相距一定距离时，在地面上能观察到一方形黑影，你还会发现方形黑影的中心有一个圆亮斑，如图所示：请你回答以下几个问题：（1）地面上出现的方形阴影是_的影子，是_造成的现象。（2）阴影中心的圆亮斑是什么？（3）如果在日偏食或日环食时观察该现象，地面上应出现的图案是什么样的？（4）夏天在林中散步时，我们会看到地面上呈现很多的圆亮斑，请问树叶间的缝隙一定是圆的吗？解题思路：地面上的方形阴影是纸板挡住太阳光形成的，而阴影中心的圆亮斑是方孔所透过的太阳光的光
9、线所造成的太阳的实像。这里的方孔实际上起到的作用就是小孔成像中的小孔，而地面就好像是承接像的光屏。方形阴影和圆亮斑实际都是光沿直线传播造成的。在日偏食和日环食时观察，方形纸板后仍然会出现方形的阴影，但由于太阳有一部分被月亮挡住不能向地球发光，所以此时所出现的光斑不应是圆亮斑而应当是有一部分缺少的圆亮斑（日偏食）或圆环形的圆亮斑（日环食）。在小孔成像时，只要孔相对而言足够小，就可以成像。小孔成像时，像和物体总是一样的，跟小孔的形状没有任何关系，所以此时小孔的缝隙没有任何要求。答案：（1）纸板 光沿直线传播（2）阴影中心的圆斑是太阳光通过方形小孔所成的太阳的实像。（3）日偏食应出现的是方形阴影的中
10、心有一块带圆形缺口的圆亮斑；在日环食时出现的现象应当是方形阴影的中心有一个圆环形的亮斑。（4）树叶的缝隙大多是不规则的。例 2. 一条光线垂直入射到平面镜上，若保持光的传播方向不变，而将平面镜沿逆时针方向转动 20角，则反射光线与水平面的夹角为多大？解题思路：本题是一道典型的利用做图法解答的题目，当光线垂直入射时，反射光线将按原路返回，如图 1 所示。如果只将镜面沿逆时针方向转动 20角，则出现的现象如图 2 所示。此时，图中1 是 20，法线随镜面一起旋转，形成入射角2=20。由反射规律可知反射角3=2=20，则反射光线与水平面的夹角就是4=9013=50。答案：旋转后反射光线与水平面的夹角
11、是 50。提示：对于光学的一些题目在解答的过程中运用作图的方式进行分析，可以十分轻松的帮助我们找到答案。例 3. 有一光电控制液面的仪器，是通过光束在液面上的反射光线打到光电屏（能将光信号转化为电信号进行处理）上来显示液面高度，然后通过装置调节液面的高度，如图所示的光路图，当光电屏上的光点由 S1移至 S2时，表示液面高度_（填“上升”、“下降”或“不变”）解题思路：先假设液面下降了，因入射光线的方向未改变，因此反射光线的方向也不应发生变化，只是由于液面下降使入射点 O 向右偏移，则反射光线在光电屏上的光点也会向右移动，如图所示，这显然与题目中要求的由 S1移至 S2不符，由此可以判定：S 1
12、移至 S2时，液面应上升。答案：上升。提示：本题运用了“假设法”入手进行问题解答，当假设条件产生时，出现结果与题目不符时，就说明假设条件是错误的，“假设法”是今后学习物理时经常运用的方法。例 4. 如图所示，要从 A 点拉一根线到河岸的 O 点后，再拉到 B 处。O 点应当选在什么位置才能使线的长度最短呢？解题思路：这道题的解题方式完全可以根据平面镜成像的特点进行，运用几何的证明法可以知道 O点的位置，如图甲：AO+OB=AO+OB，设 O为安放路灯的任意位置，因为两点间直线最短，所以 AO+OBAO+OB。可知 O 点即为最佳位置。答案：如图乙所示。例 5. 为什么看到星光总是闪烁不定？解题
13、思路：此题实际上是考察光在不均匀介质中的传播情况，光在不均匀的介质中传播时同样会发生传播路线的改变。高空中的星光可以通过真空进行传播，也可以通过空气、水等透明物质进行传播，如果光在传播过程中通过的介质不均匀，星光的传播方向就会发生偏折。由于大气层上下的分布不均匀，而且气体易流动，因此星光经过大气层传到我们眼睛中时，光的方向会因多次改变而让我们看到频繁闪烁的星光。答案：星光闪烁并不是星体本身的发光闪动，而是由于大气层不均匀又经常发生变化，使折射光线摇摆不定，所以会看到“星光”不停闪烁。拓展延伸：当大气中的水气含量较多时，闪烁现象会更加明显，因此星光闪烁现象在天高气爽的秋夜十分明显。例 6. 小明
14、将一张写有字的字条压在一块毛面朝上的毛玻璃板下，纸条上的字就看不清了。小明让同学小红在不拿开毛玻璃的前提下看清字条上的字，小红十分为难，你能帮助小红解决一下这个难题吗？说明你的方法和理由。解题思路：毛玻璃不透明的原因是玻璃有一面凹凸不平（毛面），使透过光没有规则，所以看不清纸条上的字，因此只要设法运用某种透明物质（如水）将凹面填充起来，使整个毛面变得平整光滑就可以了。答案：方法是：在毛面上淋上些水就可以了。理由：将毛面的凹面填平，使折射光线的方向变得规则起来。【模拟试题】一、选择题1. 光在下列透明介质中的传播速度由小到大排列的是（ ）A. 空气、水、玻璃 B. 空气、玻璃、水C. 水、玻璃、
15、空气 D. 玻璃、水、空气2. 在纸上剪一个很小的正方形小孔，让太阳光垂直射在正方形上，那么地面上出现的光斑形状应当是（ ）A. 正方形 B. 圆形 C. 平行四边形 D. 矩形3. 如果彩色电视在屏幕上某点处同时出现了红、绿、蓝强度相同的三种颜色的光，则屏幕上该点的颜色应是（ ）A. 无色 B. 白色 C. 黑色 D. 黄色4. 如果入射光线向法线靠近，反射光线将如何变化（ ）A. 靠近法线B. 远离法线C. 先靠近法线，后远离法线D. 不动5. 一束光线与水平面成 30角，为使光线沿水平方向射出，则平面镜跟水平面的夹角为（ ）A. 15 B. 30 C. 75 D. 15或 756. 雨后
16、天晴的夜晚，行走在乡间小路上的人为了不踩到地上的积水，下列判断正确的是（ ）A. 迎着月光走，地面上发亮处是积水B. 背着月光走，地面的发亮处是积水C. 无论迎着还是背着月光走，地面上发亮处都应是积水D. 无论迎着还是背着月光走，地面上暗处都应是积水7. 夜间汽车行驶时，一般车内不开灯，这是因为（ ）A. 要节约用电B. 假如车内开灯，司机前面的玻璃会产生车内物体的像，影响司机安全行车C. 车内开灯后光线反射刺眼，影响司机开车D. 车内开灯，光线射到车外的观后镜上，反射到司机眼中，影响司机行车安全8. 医生检查耳道时，常常在额头戴一个额镜，这是为了（ ）A. 发散光线 B. 会聚光线C. 成放
17、大的像 D. 成等大的像9. 一束光线由空气斜射入水中，若入射角逐渐增大，则折射角（ ）A. 逐渐减小B. 不变C. 逐渐增大，但总小于入射角D. 逐渐增大，但总是大于入射角10. 如图所示，光线 AO 从玻璃中斜射入空气中，则图中折射光线应当是（ ）A. OB B. OC C. OD D. OE二、填空题1. 光在同种_透明介质中沿_传播，光在_传播的最快，传播的速度大约为_km/s。2. 一束太阳光通过三棱柱后，被分解成一条按_顺序排列的彩色光带，这一现象叫做光的_。3. 入射光线与反射光线的夹角是 60，若使入射光线向镜面靠近 10，则入射光线和反射光线的夹角应当是_。4. 太阳光下，我
18、们会看到身后有影子出现，这是_现象；在河边看到树木和建筑物的倒影，这是_现象，此时的倒影是_像。5. 新皮鞋刚穿上时非常亮，这是因为光射到皮鞋表面发生了_，而穿了一段时间之后，鞋面上落满了灰尘，变暗了，这是因为光射到皮鞋上发生了_。6. 站在岸边看到池底比实际的位置要_一些，而潜水员看到岸边的树木的实际的树要_一些，这些所看到的都是实际物体的_像，是由于光的_造成的。7. 浴室中用的取暖灯，用来取暖的是_。经常晒太阳会引起皮肤粗糙，这是由于太阳光中含有_（填“紫外线”或“红外线”）8. 请你将下列诗句中所涉及物理光学中的知识指出：“潭清疑水浅”_“湖静映彩霞”_“一叶障目，不见泰山”_“水中月，镜中花”_“坐井观天”_“起舞弄清影”_三、作图题1. 请你将光照射在水面上时所发生的现象画出来。2. 请你在黑箱中加入合适的镜面，并将黑箱中的光路补充完整。【试题答案】一、选择题1. D 2. B 3. B 4. A 5. D6. A 7. B 8. B 9. C 10. D二、填空题1. 均匀 直线 真空 310 52. 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 色散3. 804. 光沿直线传播 平面镜成像（或光的反射） 虚5. 镜面反射 漫反射6. 浅 高 虚 折射7. 红外线 紫外线8. 光的折射平面镜成像光沿直线传播平面镜成像光沿直线传播光沿直线传播三、作图题：1. 2. 学优%中。考)，网
