題目列表(包括答案和解析)
學(xué)習(xí)物理要善于觀察身邊的現(xiàn)象,有一些現(xiàn)象可以用我們學(xué)習(xí)的知識(shí)來(lái)解釋。例如:夏天,剛從冰箱的冷凍室拿出的冰棍,發(fā)現(xiàn)冰棍上附著白花花的“粉”;剝?nèi)グb紙,看見(jiàn)冰棍在冒“白氣”;把這支冰棍放進(jìn)茶杯里,過(guò)一會(huì)兒,茶杯壁逐漸形成了一些小水珠,好像是茶杯在“冒汗”。請(qǐng)你說(shuō)明“粉”、“白氣”和“冒汗”是怎么形成的。
人教版第二章 光現(xiàn)象 復(fù)習(xí)提綱
一、 光的傳播
1、光源:一切自身能發(fā)光的物體都稱(chēng)為光源。光源可分為天然光源和人造光源。
注意:依靠反射光而發(fā)亮的物體不是光源。
2、光的直線傳播:光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。通常用一根帶箭頭的直線—光線來(lái)表示光的傳播方向。
光的直線傳播的現(xiàn)象:影子、小孔成像、日食和月食。
3、光速:光在不同介質(zhì)中傳播的速度不同。
光在真空中傳播的速度為3×108m/s。
光在空氣中的傳播速度與在真空中相差不多:光在水中的傳播速度約是真空中的3/4:光在玻璃中的速度約是真空中的2/3。
注意:光在一年時(shí)間內(nèi)傳播的距離稱(chēng)為1光年,光年是距離單位。
二、光的反射
1、光的反射現(xiàn)象:光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)表面時(shí),在分界面處有一部分光被反射回原來(lái)介質(zhì)的現(xiàn)象叫光的反射。
人眼看到物體是由于物體發(fā)出的光線或反射的光線進(jìn)入人眼。
2、光的反射定律:
反射光線、入射光線和法線都在同一個(gè)平面內(nèi),反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè),反射角等于入射角,可以總結(jié)為“三線共面、法線居中、兩角相等”。
重點(diǎn)提示:要注意入射角和反射角指的是入入射光線和反射光線與法線的夾角。入射角變化,反射角也變化,但一定相等。在反射現(xiàn)象中,光路是可逆的。
3、鏡面反射和鏡面反射:
射到光滑鏡面上的平行光線經(jīng)反射后仍然是平行的,這種反射叫做鏡面反射。平行光線射到表面凹凸不平的物體表面時(shí),反射光線向著不同的方向,這種反射叫做漫反射。漫反射使我們從不同方向都能看到本身不發(fā)光的物體。
重點(diǎn)提示:
發(fā)和生鏡面反射的條件是反射面是光滑的平面。鏡面反射和漫反射的每一條光線都遵守光的反射定律。
三、平面鏡成像
1、平面鏡成像的特點(diǎn):平面鏡成的像是虛像,像和物體到鏡面的距離相等,像和物體的大小相等,像和物體的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線與鏡面垂直,即平面鏡成的像與物體關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)。
2、平面鏡成像的原理:平面鏡成像時(shí),滿(mǎn)足光的反射定律。
小結(jié):影子和像的聯(lián)系與區(qū)別
影子 | 像 | |
原理 | 光的直線傳播 | |
特點(diǎn) | 光照不到的黑暗區(qū)域 | 由光線或光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚面成、明亮面有色彩 |
3、平面鏡的應(yīng)用
①利用平面鏡改變光的傳播方向,起到控制光路的作用。 ②利用平面鏡成像。
4、凹面鏡和凸面鏡
①凹面鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用:平行光線經(jīng)凹面鏡后會(huì)聚于凹面鏡的焦點(diǎn),從焦點(diǎn)射向凹面鏡的光線經(jīng)凹面鏡反射后成為平行光線。
②凸面鏡對(duì)光線有發(fā)散作用:平行光線經(jīng)凸面鏡后發(fā)散。
四、光的折射
1、光的折射現(xiàn)象: 光人從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向發(fā)生偏折,這種現(xiàn)象叫做光的折射。
2、光的折射規(guī)律:折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)。折射光線與入射光線分居于法線兩側(cè)。
①光從空氣斜射入其他介質(zhì)中時(shí),折射光線向法線方向偏折;而從其他介質(zhì)余射入空氣中時(shí),折射光線向遠(yuǎn)離法線的方向偏折。
②當(dāng)入射角增大時(shí),折射角也增大。
③光的折射現(xiàn)象中光路是可逆的,即光線方向顛倒時(shí),光的傳播路徑不變。
④當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí),傳播方向不改變。
重點(diǎn)提示:在光的折射規(guī)律中有“空氣中總是大角”,即不論空氣中的角是入射角還是折射角,總是要比其他介質(zhì)中的角要大一些(垂直入射除外)。也就是說(shuō),在空氣與其他介質(zhì)的界面上發(fā)生的折射現(xiàn)象,如果折射角大于入射角,那么折射角所在介質(zhì)為空氣;如果入射角大于折射角,那么入射角所在的介質(zhì)為空氣。
3、生活中的折射現(xiàn)象:斜插入水中的筷子在水下的部分看起來(lái)向上彎折;往臉盆中倒水,看起來(lái)盆底深度變淺;潛入水中的人看岸邊的人變高:從厚玻璃磚后看到鋼筆“錯(cuò)位”。
4、光折射與光的反射的區(qū)別
光的反射 | 光的折射 | |
聯(lián)系 | 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),二者同時(shí)發(fā)生 | |
區(qū)別 | 反射光線和入射光線在同一種介質(zhì)中 | 折射光線和入射光線分別 在兩種介質(zhì)中 |
反射角與入射角相等 | 折射角與入射角不相等 |
五、光的色散
1、光的色散現(xiàn)象:太陽(yáng)光通過(guò)棱鏡后,被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光,形成一條彩色的光帶,這就是光的色散現(xiàn)象,它是英國(guó)物理學(xué)家牛頓發(fā)現(xiàn)的。
2、色光的三原色:紅、綠、藍(lán):顏料的三原色:紅、黃、藍(lán)。
重點(diǎn)提示:色光的混合與顏料的混合規(guī)律不同。兩種色光混合后使眼睛感覺(jué)到產(chǎn)生了另一種顏色,而兩種顏料的混合是它們都能反射的色光。
3、物體的顏色:透明物體的顏色是由通過(guò)它的色光決定的,不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的。
4、不同的色光照射到不同顏色的物體時(shí),出現(xiàn)的情況是:
①白紙可以反射各種色光,紙出現(xiàn)的顏色與光的顏色相同。
②黑紙吸收各種色光,無(wú)論什么顏色的光照在黑紙上,紙都是黑色的。
③各種色紙反射和它顏色相同的光,對(duì)其它不同顏色的光都吸收。
④白光照在不同顏色的紙上,紙出現(xiàn)的顏色與紙的顏色相同。
5、不同的色光照射在不同顏色的透明物體時(shí),透色光的情況是:
光的顏色志透明物體顏色相同時(shí),光可透過(guò)物體。若興的顏色志透明物體顏色不同時(shí),光就透不過(guò)物體。
六、看不見(jiàn)的光
1、紅外線:在光譜中,在紅光以外有一種看不見(jiàn)的光叫做紅外線。
紅外線有熱作用(即熱效應(yīng)),可應(yīng)用在紅外夜視儀、診斷疾病、遙控等方面。
重點(diǎn)提示:紅外線進(jìn)不可見(jiàn)光,任何物體都向外輻射紅外線。當(dāng)物體溫度升高時(shí),它向外輻射的紅外線會(huì)大大增強(qiáng)。
2、紫外線:在光譜中,在紫光以外有一種看不見(jiàn)的光叫紫外線。
紫外線的化學(xué)作用、熒光作用、生理作用,它有助于人體合成維生素D、能殺菌、能使熒光物質(zhì)發(fā)光。
七、 難點(diǎn)專(zhuān)攻
1、光速的計(jì)算:光速特別大,通常利用來(lái)求距離,有兩種方法:一是通過(guò)反射;二是通過(guò)時(shí)間差。利用光的反射測(cè)距離時(shí),要注意光走過(guò)的路程是所測(cè)距離的二倍。
2、反向改變光路:利用平面鏡和光的反射定律,可以有目的地改變光的傳播方向。
①入射光線不變,旋轉(zhuǎn)鏡面:一束光線照射到平面鏡上,若保持入射光線方向不變,把平面鏡繞入射點(diǎn)旋轉(zhuǎn)α角,則反射光線與入射光線的夾角將隨之改變,且反射光線相比原來(lái)轉(zhuǎn)過(guò)2α角。
②鏡面不動(dòng),光線旋轉(zhuǎn):一束光線照射到平面鏡上,若保持鏡面不動(dòng),當(dāng)入射光線旋轉(zhuǎn)θ角,反射光線也旋轉(zhuǎn)θ角。
重點(diǎn)提示:制作潛望鏡、改善室內(nèi)光照條件等都會(huì)用到反射改變光路。無(wú)論是鏡面旋轉(zhuǎn)還是入射光線旋轉(zhuǎn),都可能有兩種情況,即沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)和沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),討論時(shí)兩種情況都要考慮。
3、作圖
①平面鏡成像作圖
平面鏡成像作圖的兩種方法:一是根據(jù)反射定律;二是根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)。
A、根據(jù)反射定律作圖的步驟:a、從點(diǎn)光源S引出兩條光線,射到平面鏡上。b、作兩條入射光線的法線。c、根據(jù)反射定律,反射角等于入射角,作反射光線,將反射光線反向延長(zhǎng),反射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為點(diǎn)光源S的像點(diǎn)S'。
B、根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖的步驟:a、過(guò)S點(diǎn)作平面鏡的垂線(像與物的連線跟鏡面垂直)。b、截取S'點(diǎn),讓S'點(diǎn)到鏡面的距離等于S點(diǎn)到鏡面的距離(像與物到鏡面的距離相等)。c、畫(huà)出像點(diǎn)S'(像與大小相等)。
重點(diǎn)提示:作圖時(shí),光線要標(biāo)明傳播方向,光線和界面用實(shí)線表示,法線和反向延長(zhǎng)線要用虛線表示。
②光的折射作圖
光的折射作圖步驟:垂直于界面作出法線:根據(jù)折射規(guī)律作出折射光線(注意空氣中角大)。4、平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)器材:玻璃板、一張大紙、兩枝完全相同的蠟燭、刻度尺。
①在光具座上豎立一塊薄玻璃板作為平面鏡,把一支點(diǎn)燃的蠟燭入在玻璃板前面,可以看到玻璃板后面出現(xiàn)蠟燭的像。
②另外拿一支相同的沒(méi)有點(diǎn)燃的蠟燭在玻璃板后面移動(dòng),直到看上去它跟像完全重合,這個(gè)位置就是前面蠟燭像的位置。
③觀察比較蠟燭和它所成的像的大小,從光具座上讀出兩支蠟燭到玻璃板的距離,就可以總結(jié)出平面鏡成像的規(guī)律。
說(shuō)明:取一塊薄玻璃板作為平面鏡的目的是為了更好地觀察所成的像。用手去摸所成的燭焰的像,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它并不燙手,這說(shuō)明平面鏡所成的像是虛像。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意:應(yīng)將沒(méi)有點(diǎn)燃的那枝蠟燭放在玻璃板的后面,并調(diào)整其位置,直至它與燭焰的像重合,即從玻璃板正面觀察,幾乎分不出哪個(gè)是原蠟燭的像,哪個(gè)是后放過(guò)去的蠟燭。
人教版第二章 光現(xiàn)象 復(fù)習(xí)提綱
一、 光的傳播
1、光源:一切自身能發(fā)光的物體都稱(chēng)為光源。光源可分為天然光源和人造光源。
注意:依靠反射光而發(fā)亮的物體不是光源。
2、光的直線傳播:光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。通常用一根帶箭頭的直線—光線來(lái)表示光的傳播方向。
光的直線傳播的現(xiàn)象:影子、小孔成像、日食和月食。
3、光速:光在不同介質(zhì)中傳播的速度不同。
光在真空中傳播的速度為3×108m/s。
光在空氣中的傳播速度與在真空中相差不多:光在水中的傳播速度約是真空中的3/4:光在玻璃中的速度約是真空中的2/3。
注意:光在一年時(shí)間內(nèi)傳播的距離稱(chēng)為1光年,光年是距離單位。
二、光的反射
1、光的反射現(xiàn)象:光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)表面時(shí),在分界面處有一部分光被反射回原來(lái)介質(zhì)的現(xiàn)象叫光的反射。
人眼看到物體是由于物體發(fā)出的光線或反射的光線進(jìn)入人眼。
2、光的反射定律:
反射光線、入射光線和法線都在同一個(gè)平面內(nèi),反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè),反射角等于入射角,可以總結(jié)為“三線共面、法線居中、兩角相等”。
重點(diǎn)提示:要注意入射角和反射角指的是入入射光線和反射光線與法線的夾角。入射角變化,反射角也變化,但一定相等。在反射現(xiàn)象中,光路是可逆的。
3、鏡面反射和鏡面反射:
射到光滑鏡面上的平行光線經(jīng)反射后仍然是平行的,這種反射叫做鏡面反射。平行光線射到表面凹凸不平的物體表面時(shí),反射光線向著不同的方向,這種反射叫做漫反射。漫反射使我們從不同方向都能看到本身不發(fā)光的物體。
重點(diǎn)提示:
發(fā)和生鏡面反射的條件是反射面是光滑的平面。鏡面反射和漫反射的每一條光線都遵守光的反射定律。
三、平面鏡成像
1、平面鏡成像的特點(diǎn):平面鏡成的像是虛像,像和物體到鏡面的距離相等,像和物體的大小相等,像和物體的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線與鏡面垂直,即平面鏡成的像與物體關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)。
2、平面鏡成像的原理:平面鏡成像時(shí),滿(mǎn)足光的反射定律。
小結(jié):影子和像的聯(lián)系與區(qū)別
影子 | 像 | |
原理 | 光的直線傳播 | |
特點(diǎn) | 光照不到的黑暗區(qū)域 | 由光線或光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚面成、明亮面有色彩 |
3、平面鏡的應(yīng)用
①利用平面鏡改變光的傳播方向,起到控制光路的作用。 ②利用平面鏡成像。
4、凹面鏡和凸面鏡
①凹面鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用:平行光線經(jīng)凹面鏡后會(huì)聚于凹面鏡的焦點(diǎn),從焦點(diǎn)射向凹面鏡的光線經(jīng)凹面鏡反射后成為平行光線。
②凸面鏡對(duì)光線有發(fā)散作用:平行光線經(jīng)凸面鏡后發(fā)散。
四、光的折射
1、光的折射現(xiàn)象: 光人從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向發(fā)生偏折,這種現(xiàn)象叫做光的折射。
2、光的折射規(guī)律:折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)。折射光線與入射光線分居于法線兩側(cè)。
①光從空氣斜射入其他介質(zhì)中時(shí),折射光線向法線方向偏折;而從其他介質(zhì)余射入空氣中時(shí),折射光線向遠(yuǎn)離法線的方向偏折。
②當(dāng)入射角增大時(shí),折射角也增大。
③光的折射現(xiàn)象中光路是可逆的,即光線方向顛倒時(shí),光的傳播路徑不變。
④當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí),傳播方向不改變。
重點(diǎn)提示:在光的折射規(guī)律中有“空氣中總是大角”,即不論空氣中的角是入射角還是折射角,總是要比其他介質(zhì)中的角要大一些(垂直入射除外)。也就是說(shuō),在空氣與其他介質(zhì)的界面上發(fā)生的折射現(xiàn)象,如果折射角大于入射角,那么折射角所在介質(zhì)為空氣;如果入射角大于折射角,那么入射角所在的介質(zhì)為空氣。
3、生活中的折射現(xiàn)象:斜插入水中的筷子在水下的部分看起來(lái)向上彎折;往臉盆中倒水,看起來(lái)盆底深度變淺;潛入水中的人看岸邊的人變高:從厚玻璃磚后看到鋼筆“錯(cuò)位”。
4、光折射與光的反射的區(qū)別
光的反射 | 光的折射 | |
聯(lián)系 | 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),二者同時(shí)發(fā)生 | |
區(qū)別 | 反射光線和入射光線在同一種介質(zhì)中 | 折射光線和入射光線分別 在兩種介質(zhì)中 |
反射角與入射角相等 | 折射角與入射角不相等 |
五、光的色散
1、光的色散現(xiàn)象:太陽(yáng)光通過(guò)棱鏡后,被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光,形成一條彩色的光帶,這就是光的色散現(xiàn)象,它是英國(guó)物理學(xué)家牛頓發(fā)現(xiàn)的。
2、色光的三原色:紅、綠、藍(lán):顏料的三原色:紅、黃、藍(lán)。
重點(diǎn)提示:色光的混合與顏料的混合規(guī)律不同。兩種色光混合后使眼睛感覺(jué)到產(chǎn)生了另一種顏色,而兩種顏料的混合是它們都能反射的色光。
3、物體的顏色:透明物體的顏色是由通過(guò)它的色光決定的,不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的。
4、不同的色光照射到不同顏色的物體時(shí),出現(xiàn)的情況是:
①白紙可以反射各種色光,紙出現(xiàn)的顏色與光的顏色相同。
②黑紙吸收各種色光,無(wú)論什么顏色的光照在黑紙上,紙都是黑色的。
③各種色紙反射和它顏色相同的光,對(duì)其它不同顏色的光都吸收。
④白光照在不同顏色的紙上,紙出現(xiàn)的顏色與紙的顏色相同。
5、不同的色光照射在不同顏色的透明物體時(shí),透色光的情況是:
光的顏色志透明物體顏色相同時(shí),光可透過(guò)物體。若興的顏色志透明物體顏色不同時(shí),光就透不過(guò)物體。
六、看不見(jiàn)的光
1、紅外線:在光譜中,在紅光以外有一種看不見(jiàn)的光叫做紅外線。
紅外線有熱作用(即熱效應(yīng)),可應(yīng)用在紅外夜視儀、診斷疾病、遙控等方面。
重點(diǎn)提示:紅外線進(jìn)不可見(jiàn)光,任何物體都向外輻射紅外線。當(dāng)物體溫度升高時(shí),它向外輻射的紅外線會(huì)大大增強(qiáng)。
2、紫外線:在光譜中,在紫光以外有一種看不見(jiàn)的光叫紫外線。
紫外線的化學(xué)作用、熒光作用、生理作用,它有助于人體合成維生素D、能殺菌、能使熒光物質(zhì)發(fā)光。
七、 難點(diǎn)專(zhuān)攻
1、光速的計(jì)算:光速特別大,通常利用來(lái)求距離,有兩種方法:一是通過(guò)反射;二是通過(guò)時(shí)間差。利用光的反射測(cè)距離時(shí),要注意光走過(guò)的路程是所測(cè)距離的二倍。
2、反向改變光路:利用平面鏡和光的反射定律,可以有目的地改變光的傳播方向。
①入射光線不變,旋轉(zhuǎn)鏡面:一束光線照射到平面鏡上,若保持入射光線方向不變,把平面鏡繞入射點(diǎn)旋轉(zhuǎn)α角,則反射光線與入射光線的夾角將隨之改變,且反射光線相比原來(lái)轉(zhuǎn)過(guò)2α角。
②鏡面不動(dòng),光線旋轉(zhuǎn):一束光線照射到平面鏡上,若保持鏡面不動(dòng),當(dāng)入射光線旋轉(zhuǎn)θ角,反射光線也旋轉(zhuǎn)θ角。
重點(diǎn)提示:制作潛望鏡、改善室內(nèi)光照條件等都會(huì)用到反射改變光路。無(wú)論是鏡面旋轉(zhuǎn)還是入射光線旋轉(zhuǎn),都可能有兩種情況,即沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)和沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),討論時(shí)兩種情況都要考慮。
3、作圖
①平面鏡成像作圖
平面鏡成像作圖的兩種方法:一是根據(jù)反射定律;二是根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)。
A、根據(jù)反射定律作圖的步驟:a、從點(diǎn)光源S引出兩條光線,射到平面鏡上。b、作兩條入射光線的法線。c、根據(jù)反射定律,反射角等于入射角,作反射光線,將反射光線反向延長(zhǎng),反射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為點(diǎn)光源S的像點(diǎn)S'。
B、根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖的步驟:a、過(guò)S點(diǎn)作平面鏡的垂線(像與物的連線跟鏡面垂直)。b、截取S'點(diǎn),讓S'點(diǎn)到鏡面的距離等于S點(diǎn)到鏡面的距離(像與物到鏡面的距離相等)。c、畫(huà)出像點(diǎn)S'(像與大小相等)。
重點(diǎn)提示:作圖時(shí),光線要標(biāo)明傳播方向,光線和界面用實(shí)線表示,法線和反向延長(zhǎng)線要用虛線表示。
②光的折射作圖
光的折射作圖步驟:垂直于界面作出法線:根據(jù)折射規(guī)律作出折射光線(注意空氣中角大)。4、平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)器材:玻璃板、一張大紙、兩枝完全相同的蠟燭、刻度尺。
①在光具座上豎立一塊薄玻璃板作為平面鏡,把一支點(diǎn)燃的蠟燭入在玻璃板前面,可以看到玻璃板后面出現(xiàn)蠟燭的像。
②另外拿一支相同的沒(méi)有點(diǎn)燃的蠟燭在玻璃板后面移動(dòng),直到看上去它跟像完全重合,這個(gè)位置就是前面蠟燭像的位置。
③觀察比較蠟燭和它所成的像的大小,從光具座上讀出兩支蠟燭到玻璃板的距離,就可以總結(jié)出平面鏡成像的規(guī)律。
說(shuō)明:取一塊薄玻璃板作為平面鏡的目的是為了更好地觀察所成的像。用手去摸所成的燭焰的像,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它并不燙手,這說(shuō)明平面鏡所成的像是虛像。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意:應(yīng)將沒(méi)有點(diǎn)燃的那枝蠟燭放在玻璃板的后面,并調(diào)整其位置,直至它與燭焰的像重合,即從玻璃板正面觀察,幾乎分不出哪個(gè)是原蠟燭的像,哪個(gè)是后放過(guò)去的蠟燭。
人教版第二章 光現(xiàn)象 復(fù)習(xí)提綱
一、 光的傳播
1、光源:一切自身能發(fā)光的物體都稱(chēng)為光源。光源可分為天然光源和人造光源。
注意:依靠反射光而發(fā)亮的物體不是光源。
2、光的直線傳播:光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。通常用一根帶箭頭的直線—光線來(lái)表示光的傳播方向。
光的直線傳播的現(xiàn)象:影子、小孔成像、日食和月食。
3、光速:光在不同介質(zhì)中傳播的速度不同。
光在真空中傳播的速度為3×108m/s。
光在空氣中的傳播速度與在真空中相差不多:光在水中的傳播速度約是真空中的3/4:光在玻璃中的速度約是真空中的2/3。
注意:光在一年時(shí)間內(nèi)傳播的距離稱(chēng)為1光年,光年是距離單位。
二、光的反射
1、光的反射現(xiàn)象:光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)表面時(shí),在分界面處有一部分光被反射回原來(lái)介質(zhì)的現(xiàn)象叫光的反射。
人眼看到物體是由于物體發(fā)出的光線或反射的光線進(jìn)入人眼。
2、光的反射定律:
反射光線、入射光線和法線都在同一個(gè)平面內(nèi),反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè),反射角等于入射角,可以總結(jié)為“三線共面、法線居中、兩角相等”。
重點(diǎn)提示:要注意入射角和反射角指的是入入射光線和反射光線與法線的夾角。入射角變化,反射角也變化,但一定相等。在反射現(xiàn)象中,光路是可逆的。
3、鏡面反射和鏡面反射:
射到光滑鏡面上的平行光線經(jīng)反射后仍然是平行的,這種反射叫做鏡面反射。平行光線射到表面凹凸不平的物體表面時(shí),反射光線向著不同的方向,這種反射叫做漫反射。漫反射使我們從不同方向都能看到本身不發(fā)光的物體。
重點(diǎn)提示:
發(fā)和生鏡面反射的條件是反射面是光滑的平面。鏡面反射和漫反射的每一條光線都遵守光的反射定律。
三、平面鏡成像
1、平面鏡成像的特點(diǎn):平面鏡成的像是虛像,像和物體到鏡面的距離相等,像和物體的大小相等,像和物體的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線與鏡面垂直,即平面鏡成的像與物體關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)。
2、平面鏡成像的原理:平面鏡成像時(shí),滿(mǎn)足光的反射定律。
小結(jié):影子和像的聯(lián)系與區(qū)別
影子 | 像 | |
原理 | 光的直線傳播 | |
特點(diǎn) | 光照不到的黑暗區(qū)域 | 由光線或光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚面成、明亮面有色彩 |
3、平面鏡的應(yīng)用
①利用平面鏡改變光的傳播方向,起到控制光路的作用。 ②利用平面鏡成像。
4、凹面鏡和凸面鏡
①凹面鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用:平行光線經(jīng)凹面鏡后會(huì)聚于凹面鏡的焦點(diǎn),從焦點(diǎn)射向凹面鏡的光線經(jīng)凹面鏡反射后成為平行光線。
②凸面鏡對(duì)光線有發(fā)散作用:平行光線經(jīng)凸面鏡后發(fā)散。
四、光的折射
1、光的折射現(xiàn)象: 光人從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向發(fā)生偏折,這種現(xiàn)象叫做光的折射。
2、光的折射規(guī)律:折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)。折射光線與入射光線分居于法線兩側(cè)。
①光從空氣斜射入其他介質(zhì)中時(shí),折射光線向法線方向偏折;而從其他介質(zhì)余射入空氣中時(shí),折射光線向遠(yuǎn)離法線的方向偏折。
②當(dāng)入射角增大時(shí),折射角也增大。
③光的折射現(xiàn)象中光路是可逆的,即光線方向顛倒時(shí),光的傳播路徑不變。
④當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí),傳播方向不改變。
重點(diǎn)提示:在光的折射規(guī)律中有“空氣中總是大角”,即不論空氣中的角是入射角還是折射角,總是要比其他介質(zhì)中的角要大一些(垂直入射除外)。也就是說(shuō),在空氣與其他介質(zhì)的界面上發(fā)生的折射現(xiàn)象,如果折射角大于入射角,那么折射角所在介質(zhì)為空氣;如果入射角大于折射角,那么入射角所在的介質(zhì)為空氣。
3、生活中的折射現(xiàn)象:斜插入水中的筷子在水下的部分看起來(lái)向上彎折;往臉盆中倒水,看起來(lái)盆底深度變淺;潛入水中的人看岸邊的人變高:從厚玻璃磚后看到鋼筆“錯(cuò)位”。
4、光折射與光的反射的區(qū)別
光的反射 | 光的折射 | |
聯(lián)系 | 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),二者同時(shí)發(fā)生 | |
區(qū)別 | 反射光線和入射光線在同一種介質(zhì)中 | 折射光線和入射光線分別 在兩種介質(zhì)中 |
反射角與入射角相等 | 折射角與入射角不相等 |
五、光的色散
1、光的色散現(xiàn)象:太陽(yáng)光通過(guò)棱鏡后,被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光,形成一條彩色的光帶,這就是光的色散現(xiàn)象,它是英國(guó)物理學(xué)家牛頓發(fā)現(xiàn)的。
2、色光的三原色:紅、綠、藍(lán):顏料的三原色:紅、黃、藍(lán)。
重點(diǎn)提示:色光的混合與顏料的混合規(guī)律不同。兩種色光混合后使眼睛感覺(jué)到產(chǎn)生了另一種顏色,而兩種顏料的混合是它們都能反射的色光。
3、物體的顏色:透明物體的顏色是由通過(guò)它的色光決定的,不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的。
4、不同的色光照射到不同顏色的物體時(shí),出現(xiàn)的情況是:
①白紙可以反射各種色光,紙出現(xiàn)的顏色與光的顏色相同。
②黑紙吸收各種色光,無(wú)論什么顏色的光照在黑紙上,紙都是黑色的。
③各種色紙反射和它顏色相同的光,對(duì)其它不同顏色的光都吸收。
④白光照在不同顏色的紙上,紙出現(xiàn)的顏色與紙的顏色相同。
5、不同的色光照射在不同顏色的透明物體時(shí),透色光的情況是:
光的顏色志透明物體顏色相同時(shí),光可透過(guò)物體。若興的顏色志透明物體顏色不同時(shí),光就透不過(guò)物體。
六、看不見(jiàn)的光
1、紅外線:在光譜中,在紅光以外有一種看不見(jiàn)的光叫做紅外線。
紅外線有熱作用(即熱效應(yīng)),可應(yīng)用在紅外夜視儀、診斷疾病、遙控等方面。
重點(diǎn)提示:紅外線進(jìn)不可見(jiàn)光,任何物體都向外輻射紅外線。當(dāng)物體溫度升高時(shí),它向外輻射的紅外線會(huì)大大增強(qiáng)。
2、紫外線:在光譜中,在紫光以外有一種看不見(jiàn)的光叫紫外線。
紫外線的化學(xué)作用、熒光作用、生理作用,它有助于人體合成維生素D、能殺菌、能使熒光物質(zhì)發(fā)光。
七、 難點(diǎn)專(zhuān)攻
1、光速的計(jì)算:光速特別大,通常利用來(lái)求距離,有兩種方法:一是通過(guò)反射;二是通過(guò)時(shí)間差。利用光的反射測(cè)距離時(shí),要注意光走過(guò)的路程是所測(cè)距離的二倍。
2、反向改變光路:利用平面鏡和光的反射定律,可以有目的地改變光的傳播方向。
①入射光線不變,旋轉(zhuǎn)鏡面:一束光線照射到平面鏡上,若保持入射光線方向不變,把平面鏡繞入射點(diǎn)旋轉(zhuǎn)α角,則反射光線與入射光線的夾角將隨之改變,且反射光線相比原來(lái)轉(zhuǎn)過(guò)2α角。
②鏡面不動(dòng),光線旋轉(zhuǎn):一束光線照射到平面鏡上,若保持鏡面不動(dòng),當(dāng)入射光線旋轉(zhuǎn)θ角,反射光線也旋轉(zhuǎn)θ角。
重點(diǎn)提示:制作潛望鏡、改善室內(nèi)光照條件等都會(huì)用到反射改變光路。無(wú)論是鏡面旋轉(zhuǎn)還是入射光線旋轉(zhuǎn),都可能有兩種情況,即沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)和沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),討論時(shí)兩種情況都要考慮。
3、作圖
①平面鏡成像作圖
平面鏡成像作圖的兩種方法:一是根據(jù)反射定律;二是根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)。
A、根據(jù)反射定律作圖的步驟:a、從點(diǎn)光源S引出兩條光線,射到平面鏡上。b、作兩條入射光線的法線。c、根據(jù)反射定律,反射角等于入射角,作反射光線,將反射光線反向延長(zhǎng),反射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為點(diǎn)光源S的像點(diǎn)S'。
B、根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖的步驟:a、過(guò)S點(diǎn)作平面鏡的垂線(像與物的連線跟鏡面垂直)。b、截取S'點(diǎn),讓S'點(diǎn)到鏡面的距離等于S點(diǎn)到鏡面的距離(像與物到鏡面的距離相等)。c、畫(huà)出像點(diǎn)S'(像與大小相等)。
重點(diǎn)提示:作圖時(shí),光線要標(biāo)明傳播方向,光線和界面用實(shí)線表示,法線和反向延長(zhǎng)線要用虛線表示。
②光的折射作圖
光的折射作圖步驟:垂直于界面作出法線:根據(jù)折射規(guī)律作出折射光線(注意空氣中角大)。4、平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)器材:玻璃板、一張大紙、兩枝完全相同的蠟燭、刻度尺。
①在光具座上豎立一塊薄玻璃板作為平面鏡,把一支點(diǎn)燃的蠟燭入在玻璃板前面,可以看到玻璃板后面出現(xiàn)蠟燭的像。
②另外拿一支相同的沒(méi)有點(diǎn)燃的蠟燭在玻璃板后面移動(dòng),直到看上去它跟像完全重合,這個(gè)位置就是前面蠟燭像的位置。
③觀察比較蠟燭和它所成的像的大小,從光具座上讀出兩支蠟燭到玻璃板的距離,就可以總結(jié)出平面鏡成像的規(guī)律。
說(shuō)明:取一塊薄玻璃板作為平面鏡的目的是為了更好地觀察所成的像。用手去摸所成的燭焰的像,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它并不燙手,這說(shuō)明平面鏡所成的像是虛像。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意:應(yīng)將沒(méi)有點(diǎn)燃的那枝蠟燭放在玻璃板的后面,并調(diào)整其位置,直至它與燭焰的像重合,即從玻璃板正面觀察,幾乎分不出哪個(gè)是原蠟燭的像,哪個(gè)是后放過(guò)去的蠟燭。
沈括 |
沈括(約1031~1095)中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)鼎盛時(shí)期(北宋)最博學(xué)的科學(xué)家,字存中,錢(qián)塘(今浙江杭州)人。小時(shí)勤奮好學(xué),14歲就讀完家中藏書(shū),他隨父母到過(guò)許多地方,廣聞博見(jiàn),知識(shí)豐富。歷任沭陽(yáng)縣主簿(縣令助理)、太史令,參與過(guò)整理鹽政,考察水利及任司天監(jiān)、翰林學(xué)士等技術(shù)性官職,幾乎包辦了當(dāng)時(shí)朝廷中的科學(xué)事務(wù),如修歷法,改良觀象儀器,興水利,制地圖,監(jiān)造軍器等。他十分虛心求教,勤于思考,能向一切內(nèi)行學(xué)習(xí),“歷訪鏡工”,“問(wèn)教坊老樂(lè)工”,“問(wèn)老醫(yī)”,“凡所到之處,山林隱者,無(wú)不求訪,及一藥一術(shù),皆至誠(chéng)懇切而得之”,“發(fā)明考證,洞悉源流”。例如他三十多歲開(kāi)始研習(xí)數(shù)學(xué)天文時(shí),就常請(qǐng)教當(dāng)時(shí)的女?dāng)?shù)學(xué)家胡淑修。沈括比她及其丈夫年長(zhǎng)十余歲,仍能如此虛心下問(wèn),并屢嘆曰:“得為男子,吾益友也!彼谔煳、歷法、數(shù)學(xué)、物理、地學(xué)、生物、化學(xué)、醫(yī)藥、水利、兵工、治金、建筑、文史、樂(lè)律等多學(xué)科領(lǐng)域,都有很高造詣。有《夢(mèng)溪筆談》、《長(zhǎng)興集》、《蘇沈良方》等著名(據(jù)《宋史·藝文志》記載他的著述有22種155卷,但不少已散失)。研究中國(guó)科學(xué)史的專(zhuān)家李約瑟譽(yù)他為“中國(guó)通”。 沈括十分重視調(diào)查、觀察、實(shí)測(cè)、實(shí)驗(yàn),并且要“原其理”,“以理推之”。他倡導(dǎo)“見(jiàn)簡(jiǎn)即用,見(jiàn)繁即變,不膠一法”,這也是他取得天文、物理等方面獨(dú)創(chuàng)性成就的原因之一,他的科學(xué)思想受儒、道、元?dú)庹f(shuō)等的影響,同時(shí)注意核查他人在實(shí)測(cè)中的數(shù)據(jù)。例如在天文學(xué)方面,他詳細(xì)觀察五星運(yùn)行軌跡(“如柳葉邊緣”)和隕石墜落時(shí)的情景;為測(cè)量北極星與北天極的真實(shí)距離設(shè)計(jì)了窺管,每夜3次,連續(xù)三月,得200余圖,得出當(dāng)時(shí)極星“離天極三度有余”的粗測(cè)結(jié)論;作晷漏實(shí)驗(yàn)十余年,首次推出冬至日晝夜“百刻有余”,夏至日“不及百刻”的結(jié)果。他還設(shè)計(jì)了“一彈丸,以粉涂其半,側(cè)視之則粉處如鉤,對(duì)視之則正圓”(《夢(mèng)溪筆談》卷七)的演示實(shí)驗(yàn),證明了“月本無(wú)光,日耀之乃光耳”,以及月相變的道理。對(duì)歷代歷法的積弊改進(jìn),推行了比較合理的“奉元?dú)v”,在此基礎(chǔ)上又提出了更科學(xué)的“十二氣歷”設(shè)想:即以節(jié)氣定月份,大小月相間的純陽(yáng)歷。 沈括對(duì)指南針進(jìn)行了深入研究,他把“方家以磁石磨針?shù)h”而得的人工磁化針用來(lái)作試驗(yàn),提出四種裝置方法(水浮法,碗沿法,指甲法和單絲懸掛法)并分別評(píng)論,指出懸絲法“最善”及具體辦法(“獨(dú)絲、”“粘蠟”),還記載與驗(yàn)證了磁針“常微偏東、不全南也”的磁偏角現(xiàn)象,比西歐記錄早400年。 在光學(xué)方面,沈括對(duì)小孔成像、凹鏡成像等成倒影(像)的諸種現(xiàn)象進(jìn)行比較,得出“礙”(焦點(diǎn))的概念(參見(jiàn)“中國(guó)古代對(duì)光的認(rèn)識(shí)”),并具體描述了焦點(diǎn)處“大如麻菽著物則火發(fā)”的現(xiàn)象,他稱(chēng)光通過(guò)“孔”“礙”成象為“本末相格”之術(shù)。他親自查看了虹的成因而得出“虹兩頭都垂洞中”的記錄,并說(shuō)當(dāng)時(shí)“自西望東則見(jiàn)”。通過(guò)“紅光驗(yàn)尸”記錄了民間利用新赤油傘濾光驗(yàn)出尸身上的青紫傷痕的方法。對(duì)透光鏡將背面花紋字跡透現(xiàn)在鏡面上的原因也從鑄造工藝作了考察:“鑄時(shí)薄處先冷,唯背文(紋)上差厚(厚度有差別),后冷而銅縮多,文雖在背,而鑒面隱然有跡”。 在聲學(xué)上沈括用紙人來(lái)放大琴弦上的共振,以便形象地觀察(英國(guó)人諾布爾和皮戈特在500年后才有類(lèi)似的琴弦上紙游碼試驗(yàn)),還記錄了兵土用皮革箭袋作枕時(shí)“虛能納聲”的空穴效應(yīng),并深入分析了各種樂(lè)器制作、制鐘等音樂(lè)聲學(xué)問(wèn)題。 在《夢(mèng)溪筆談》中,他還記錄了許多寶貴科技資料如《木經(jīng)》(喻皓)、活字印刷(畢異),水利施工(合龍方法)等等。 沈括在政治、軍事、外交上亦展示了才能。他積極參與王安石變法運(yùn)動(dòng),1075年曾出使契丹,駁斥其爭(zhēng)地要求,1080年抗擊西夏侵略時(shí)受連累遭貶,1087年退居潤(rùn)州(鎮(zhèn)江)夢(mèng)溪園寫(xiě)出《筆談》巨著。 選自:《物理教師手冊(cè)》 |
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