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1、第四章 多彩的光 一、光的傳播 1、光源：即能發(fā)光的物體（太陽、螢火蟲、通電電燈、點燃的蠟燭、恒星、水母、燈籠魚等，月亮、所有行星均不是光源，但它們能反射太陽光或其他光源的光）。 可分為：①人造光源：通電電燈、點燃的蠟燭；②自然光源：太陽、螢火蟲、恒星、水母、燈籠魚等。 2、光在同種均勻物質中是沿直線傳播的（能看到地平線以下的太陽，是由于地球周圍的大氣是不均勻的，離地面越高，空氣越稀薄，從大氣層外射到地面的光線會發(fā)生彎曲）。 3、在物理學中，用一條帶線頭的直線表示光的傳播路徑和方向，并將這條帶箭頭的直線稱為光線。許多光線在一起稱為光束。 4、光直線傳播的應用： 影子的形成（由

2、于光沿直線傳播，所以當光遇到不透明的物體就會在物體后面形成影子）、日食月食的形成、小孔成像、激光準直、隊伍看齊。 5、光的傳播速度很快，在真空中速度最大，在空氣中略小于真空中的速度，在水中是真空中的3/4，在玻璃中是真空中的2/3。（光速遠遠大于聲速，如先看見閃電再聽見雷聲，在100m賽跑時聲音傳播的時間不能忽略不計，但光傳播的時間可忽略不計） 注：光年是光在一年中傳播的距離，光年是長度單位；1光年≈9.46×1015m； 二、光的反射 1、光的反射：當光射到物體表面時，被物體表面反射回去，這種現(xiàn)象叫做光的反射。 2、光反射圖：如右圖 3、反射定律：在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線

3、、法線都在同一個平面內；反射光線、入射光線分居法線兩側；反射角等于入射角。 說明：（1）入射角與反射角之間存在因果關系，反射角總是隨入射角的變化而變化，因而只能說反射角等于入射角，不能說成入射角等于反射角。（鏡面旋轉θ，反射光旋轉2θ） （2）垂直入射時，入射角為0度，反射角亦等于0度。 4、鏡面反射和漫反射： （1）鏡面反射：平行光射到光滑的反射面上時，反射光仍然被平行的反射出去； （2）漫反射：平行光射到粗糙的反射面上，反射光將沿各個方向反射出去； （3）鏡面反射和漫反射的相同點：都是反射現(xiàn)象，都遵守反射定律； 不同點是：反射面不同（一光滑，一粗糙），一個方向的入射光，鏡面反

4、射的反射光只射向一個方向（刺眼）；而漫反射射向四面八方；（電影屏幕粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光射向四處，黑板上“反光”是發(fā)生了鏡面反射） 生活中的例子：迎著月亮走，水面很光滑，會發(fā)生鏡面反射，光束較為集中，進入眼睛的光線較強，會使人們感覺水面比較亮；而地面發(fā)生漫反射，光線分散，進入眼睛的光較弱，人們覺得地面比較暗。如果背著月亮走，水面發(fā)生鏡面發(fā)射的光無法進入人的眼睛，因此積水處較暗，地面發(fā)生漫發(fā)射的光線進入人眼，因此人們覺得地面比水面亮。 5、平面鏡成像（能呈現(xiàn)在光屏上的像為實像；不能在光屏上呈現(xiàn)，只能用眼睛直接看到的像為虛像） 1）平面鏡成像的特點：像是虛像，像與物的大小相同，像到

5、平面鏡的距離與物體到平鏡面的距離相等，像和物體相對鏡面對稱。（為什么離鏡子越遠，感覺像越??？人的視覺造成的，同一個物體離我們越遠，我們眼睛對物體的邊緣所張的視角越小，感覺物體就越小。） 2）像和物對應點的連線和鏡面垂直，到鏡面的距離相等；像和物上下相同，左右相反（鏡中人的左手是人的右手，看鏡子中的鐘的時間要看紙張的反面，物體遠離、靠近鏡面像的大小不變，但亦要隨著遠離、靠近鏡面相同的距離，對人是2倍距離）。 3）水中倒影的形成的原因：平靜的水面就好像一個平面鏡，它可以成像（水中月、鏡中花）；對實物的每一點來說，它在水中所成的像點都與物點“等距”，樹木和房屋上各點與水面的距離不同，越接近水面的

6、點，所成像亦距水面越近，無數(shù)個點組成的像在水面上看就是倒影了。（物離水面多高，像離水面就是多遠，與水的深度無關）。 4）平面鏡成虛像的原因：物體射到平面鏡上的光經(jīng)平面鏡反射后的反射光線沒有會聚而是發(fā)散的，這些光線的反向延長線（畫時用虛線）相交成的像，不能呈現(xiàn)在光屏上，只能通過人眼觀察到，故稱為虛像（不是由實際光線會聚而成） 注意：進入眼睛的光并非來自像點，是反射光。要求能用平面鏡成像的規(guī)律（像、物關于鏡面對稱）和平面鏡成像的原理（同一物點發(fā)出的光線經(jīng)反射后，反射光的反向延長線交于像點）作光路圖（作出物、像、反射光線和入射光線）。 三、光的折射 1、光的折射：光從一種介質斜射入另一種介質

7、時，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象。 2、光在同種介質中傳播，當介質不均勻時，光的傳播方向亦會發(fā)生變化。 3、折射角：折射光線和法線間的夾角。 4、光的折射規(guī)律： 1）光折射中，折射光線、入射光線、法線光線在同一平面內，法線居中。 2）折射角隨入射角的增大而增大； 3）光從空氣斜射入水或其他介質時，折射光線向法線方向偏折；光從水或其它介質斜射入空氣中時，折射光線遠離法線（要求會畫折射光線、入射光線的光路圖） 4）斜射時，總是空氣中的角大；垂直入射時，折射角和入射角都等于0°,光的傳播方向不改變 5）當光射到兩介質的分界面時，反射、折射同時發(fā)生 6）光的折射中光路可逆。 生活中的例子

8、：水中的魚的位置看起來比實際位置高一些（魚實際在看到位置的后下方）；由于光的折射，池水看起來比實際的淺一些；水中的人看岸上的景物的位置比實際位置高些；夏天看到天上的星斗的位置比星斗實際位置高些；透過厚玻璃看鋼筆，筆桿好像錯位了；斜放在水中的筷子好像向上彎折了（要求會作光路圖）。人們利用光的折射看見水中物體的像是虛像（折射光線反向延長線的交點） 四、光的色散 1、太陽光通過三棱鏡后，依次被分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色，這種現(xiàn)象叫色散。 詩詞：菩薩蠻·大柏地（一九三三年夏） 赤橙黃綠青藍紫，誰持彩練當空舞？ 雨后復斜陽，關山陣陣蒼。 當年鏖戰(zhàn)急，彈洞前村壁。 裝點此關山， 今

9、朝更好看。〔大柏地〕在江西省瑞金縣城北六十里。一九二九年一月，毛澤東和朱德率領紅軍由井岡山向贛南進軍。二月十日(正值春節(jié))至十一日，在大柏地擊敗尾追的國民黨贛軍劉士毅部，殲敵近兩個團，俘敵團長以下八百余人，并繳獲了大批武器。這是毛澤東和朱德率領的紅軍部隊離開井岡山后打的第一個大勝仗。這首詞是作者一九三三年重過大柏地時所作，當時他已被調離軍事領導職務，專任政府工作。 2、白光是由各種色光混合而成的復色光。 3、色光的三原色是：紅、綠、藍；其它色光可由這三種色光混合而成；世界上沒有黑光；顏料的三原色是品紅、青、黃；三原色混合是黑色； 4、透明體的顏色由它透過的色光決定（什么顏色透過什么顏色的

10、光）；不透明體的顏色由它反射的色光決定（什么顏色反射什么顏色的光，吸收其它顏色的光，白色物體發(fā)射所有顏色的光，黑色吸收所有顏色的光） 例：一張白紙上畫了一匹紅色的馬、綠色的草、紅色的花、黑色的石頭，現(xiàn)在暗室里用綠光看畫，會看見黑色的馬，黑色的石頭，還有黑色的花在綠色的紙上，看不見草（草、紙都為綠色） 思考：為什么黑色花很少見？ 五、科學探究：凸透鏡成像 1、凸透鏡：是利用光的折射原理制成的光學器件，其形狀是中央較厚、邊緣薄。凸透鏡對光有會聚作用，又叫會聚透鏡。 2、主光軸（光軸）：過透鏡兩個球面球心的直線，用CC/表示； 3、光心：凸透鏡的中心；用“O”表示。 4、焦點：平行于凸

11、透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡后會聚于主光軸上一點，這點叫焦點；用“F”表示。 5、焦距：焦點到光心的距離（通常由于透鏡較厚，焦點到透鏡的距離約等于焦距）焦距用“f”表示。如下圖： 注：中央比邊緣薄的透鏡叫凹透鏡，對光有發(fā)散作用，又叫發(fā)散透鏡；并行于主光軸的光經(jīng)凹透鏡發(fā)散后，其反向延長線的交點叫凹透鏡的焦點。凸透鏡和凹透鏡都各有兩個焦點，凸透鏡的焦點是實焦點，凹透鏡的焦點是虛焦點。 粗略測量凸透鏡焦距的方法：使凸透鏡正對太陽光（太陽光是平行光，使太陽光平行于凸透鏡的主光軸），下面放一張白紙，調節(jié)凸透鏡到白紙的距離，直到白紙上光斑最小、最亮為止，然后用刻度尺量出凸

12、透鏡到白紙上光斑中心的距離就是凸透鏡的焦距。 辨別凸透鏡和凹透鏡的方法： 1）用手摸透鏡，中間厚、邊緣薄的是凸透鏡；中間薄、邊緣厚的是凹透鏡； 2）讓透鏡正對太陽光，移動透鏡，在紙上能看到較小、較亮光斑的為凸透鏡，否則為凹透鏡； 3）用透鏡看字，能讓字放大的是凸透鏡，字縮小的是凹透鏡； 6、三條特殊光線的畫法： （1）、跟主光軸平行的光線，經(jīng)凸透鏡鏡后會經(jīng)過焦點；而經(jīng)過凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過焦點。 （2）通過凸透鏡的焦點或射向凹透鏡另一側的焦點的光線，經(jīng)凸透鏡鏡后會平行于主光軸；而經(jīng)過凹透鏡折射后平行于主光軸。 （3）射向光心的光線經(jīng)過凹、凸透鏡傳播方向均不改變。

13、 7、凸透鏡成像特點： 探究凸透鏡的成像規(guī)律：器材：凸透鏡、光屏、蠟燭、光具座（帶刻度尺） 注意：“三心共線”：蠟燭的焰心、透鏡的光心、光屏的中心在同一直線上；又叫“三心等高” 成像條件 物距（u） 成像的性質 像距（v） 應用 U﹥2f 倒立、縮小的實像 f﹤v﹤2f 照相機 U=2f 倒立、等大的實像 v=2f f﹤u﹤2f 倒立、放大的實像 v﹥2f 投影儀 U=f 不成像 0﹤u﹤f 正立、放大的虛像 （光的折射形成，而平面鏡成像是由反射形成的） 放大鏡 口訣：一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小，實像異側且倒立，物進像退且變大

14、，虛像正立在同側。物進像近且變大。 六、眼睛與視力矯正 1、近視眼：看不清遠處的物體（只能將近處的物體成像在視網(wǎng)膜上），青少年用眼過度以及周圍環(huán)境的光污染等因素會導致近視。還有遺傳、眼疾所致。 2、遠視眼：只能看清遠處的物體，老年人眼球周圍肌肉松弛，張力不足，導致眼睛的自我調節(jié)范圍也大大減小。 3、視力可通過眼鏡矯正。（近視眼前加一個焦距合適的凹透鏡，能改善物體在視網(wǎng)膜上的成像情況；遠視眼前加一個焦距合適的凸透鏡，能改善物體在視網(wǎng)膜上的成像情況） 注：“度”=焦距倒數(shù)的100倍 七、神奇的“眼睛”（放大鏡、顯微鏡、望遠鏡、照相機和投影機等） 拓：透鏡及其應用 1、照相機： 1

15、）鏡頭是凸透鏡； 2）物體到透鏡的距離（物距）大于二倍焦距，成的是倒立、縮小的實像； 2、投影儀： 1）投影儀的鏡頭是凸透鏡； 2）投影儀的平面鏡的作用是改變光的傳播方向； 注意：照相機、投影儀要使像變大，應該讓透鏡靠近物體，遠離膠卷、屏幕。 3）物體到透鏡的距離（物距）小于二倍焦距，大于一倍焦距，成的是倒立、放大的實像； 3、放大鏡： 1）放大鏡是凸透鏡； 2）放大鏡到物體的距離（物距）小于一倍焦距，成的是放大、正立的虛像； 注：要讓物體更大，應該讓放大鏡遠離物體； 注意：1、實像是由實際光線會聚而成，在光屏上可呈現(xiàn)，可用眼睛直接看，所有光線必過像點； 2、虛像不能在光屏上呈現(xiàn)，但能用眼睛看，由光線的反向延長線會聚而成； 注意：凹透鏡始終成縮小、正立的虛像； 9、眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當于光屏（膠卷）； 10、近視眼看不清遠處的物體，遠處的物體所成像在視網(wǎng)膜前，晶狀體曲度過大，需戴凹透鏡調節(jié)； 11、遠視眼看不清近處的物體，近處的物體所成像在視網(wǎng)膜后面，晶狀體曲度過小，需戴凸透鏡調節(jié)； 顯微鏡和望遠鏡 12、顯微鏡由目鏡和物鏡組成，物鏡、目鏡都是凸透鏡，它們使物體兩次放大； 13、望遠鏡由目鏡和物鏡組成，物鏡使物體成縮小、倒立的實像，目鏡相當于放大鏡，成放大的像；