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1、第四章第四章 多彩的光多彩的光一、光的传播一、光的传播 1、光源光源：即能发光的物体（太阳、萤火虫、通电电灯、点燃的蜡烛、恒星、水母、灯笼鱼 等，月亮、所有行星均不是光源，但它们能反射太阳光或其他光源的光） 。 可分为：人造光源：通电电灯、点燃的蜡烛；自然光源：太阳、萤火虫、恒星、水母、 灯笼鱼等。 2、光在同种均匀物质中是沿直线传播的光在同种均匀物质中是沿直线传播的（能看到地平线以下的太阳，是由于地球周围的大 气是不均匀的，离地面越高，空气越稀薄，从大气层外射到地面的光线会发生弯曲） 。 3、在物理学中，用一条带线头的直线表示光的传播路径和方向，并将这条带箭头的直线称 为光线光线。许多光线在
2、一起称为光束光束。 4、光直线传播的应用：光直线传播的应用： 影子的形成（由于光沿直线传播，所以当光遇到不透明的物体就会在物体后面形成影子） 、 日食月食的形成、小孔成像、激光准直、队伍看齐。 5、光的传播速度很快，在真空中速度最大，在空气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。 （光速远远大于声速，如先看见闪电再听见雷声，在 100m 赛跑时声音传播的时间不能忽略不计，但光传播的时间可忽略不计） 注：光年光年是光在一年中传播的距离，光年是长度单位；1 光年9.461015m； 二、光的反射二、光的反射 1、光的反射：光的反射：当光射到物体表面时，被物体表
3、面反射回去，这种现象叫做光的反射光的反射。 2、光反射图：光反射图：如右图 3、反射定律反射定律：在反射现象中，反射光线、入 射光线、法线都在同一个平面内；反射光线、 入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。说明：（1）入射角与反射角之间存在因果关 系，反射角总是随入射角的变化而变化，因 而只能说反射角等于入射角，不能说成入射 角等于反射角。 （镜面旋转 ，反射光旋转2） （2）垂直入射时，入射角为 0 度，反射角亦 等于 0 度。 4、镜面反射和漫反射：镜面反射和漫反射： （1）镜面反射：平行光射到光滑的反射面上时，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
4、将沿各个方向反射出去； （3）镜面反射和漫反射的相同点：都是反射现象，都遵守反射定律； 不同点是：反射面不同（一光滑，一粗糙） ，一个方向的入射光，镜面反射的反射光只 射向一个方向（刺眼） ；而漫反射射向四面八方；（电影屏幕粗糙、黑板要粗糙是利用漫反 射把光射向四处，黑板上“反光”是发生了镜面反射） 生活中的例子：生活中的例子：迎着月亮走，水面很光滑，会发生镜面反射，光束较为集中，进入眼睛的 光线较强，会使人们感觉水面比较亮；而地面发生漫反射，光线分散，进入眼睛的光较弱， 人们觉得地面比较暗。如果背着月亮走，水面发生镜面发射的光无法进入人的眼睛，因此 积水处较暗，地面发生漫发射的光线进入人眼，
5、因此人们觉得地面比水面亮。 5、平面镜成像平面镜成像（能呈现在光屏上的像为实像；不能在光屏上呈现，只能用眼睛直接看到的像为虚像） 1）平面镜成像的特点：像是虚像，像与物的大小相同，像到平面镜的距离与物体到平镜面 的距离相等，像和物体相对镜面对称。 （为什么离镜子越远，感觉像越小？人的视觉造成的， 同一个物体离我们越远，我们眼睛对物体的边缘所张的视角越小，感觉物体就越小。 ） 2）像和物对应点的连线和镜面垂直，到镜面的距离相等；像和物上下相同，左右相反（镜 中人的左手是人的右手，看镜子中的钟的时间要看纸张的反面，物体远离、靠近镜面像的 大小不变，但亦要随着远离、靠近镜面相同的距离，对人是 2 倍
6、距离） 。 3）水中倒影的形成的原因：平静的水面就好像一个平面镜，它可以成像（水中月、镜中花） ；对实物的每一点来说，它在水中所成的像点都与物点“等距” ，树木和房屋上各点与水面 的距离不同，越接近水面的点，所成像亦距水面越近，无数个点组成的像在水面上看就是 倒影了。 （物离水面多高，像离水面就是多远，与水的深度无关） 。 4）平面镜成虚像的原因：物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚而是 发散的，这些光线的反向延长线（画时用虚线）相交成的像，不能呈现在光屏上，只能通 过人眼观察到，故称为虚像（不是由实际光线会聚而成） 注意：进入眼睛的光并非来自像点，是反射光。要求能用平面镜成像
7、的规律（像、物关于 镜面对称）和平面镜成像的原理（同一物点发出的光线经反射后，反射光的反向延长线交 于像点）作光路图（作出物、像、反射光线和入射光线） 。 三、光的折射三、光的折射 1、光的折射光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象。 2、光在同种介质中传播，当介质不均匀时，光的传播方向亦会发生变化。 3、折射角：折射角：折射光线和法线间的夹角。 4、光的折射规律： 1）光折射中，折射光线、入射光线、法线光线在同一平面内，法线居中。 2）折射角随入射角的增大而增大； 3）光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线方向偏折；光从水或其它介质斜射入 空气中时，折射光线远
8、离法线（要求会画折射光线、入射光线的光路图） 4）斜射时，总是空气中的角大；垂直入射时，折射角和入射角都等于 0,光的传播方向不 改变 5）当光射到两介质的分界面时，反射、折射同时发生 6）光的折射中光路可逆。 生活中的例子生活中的例子：水中的鱼的位置看起来比实际位置高一些（鱼实际在看到位置的后下方） ； 由于光的折射，池水看起来比实际的浅一些；水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高 些；夏天看到天上的星斗的位置比星斗实际位置高些；透过厚玻璃看钢笔，笔杆好像错位 了；斜放在水中的筷子好像向上弯折了（要求会作光路图） 。人们利用光的折射看见水中物 体的像是虚像（折射光线反向延长线的交点） 四、光
9、的色散四、光的色散 1、太阳光通过三棱镜后，依次被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色，这种现象 叫色散色散。 诗词：菩萨蛮大柏地（一九三三年夏） 赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞？ 雨后复斜阳，关山阵阵苍。 当年鏖战急，弹洞前村 壁。 装点此关山， 今朝更好看。大柏地在江西省瑞金县城北六十里。一九二九年一月，毛泽东和朱德率领红军由井冈山向赣南进军。二月十日(正值春节)至十一日，在大柏地击败尾追的国民党赣军刘士毅部，歼敌近两个团，俘敌团长以下八百余人，并缴获了大批武器。这是毛泽东和朱德率领的红军部队离开井冈山后打的第一个大胜仗。这首词是作者一九三三年重过大柏地时所作，当时他已被调离军事领导职
10、务，专任政府工作。2、白光是由各种色光混合而成的复色光。 3、色光的三原色色光的三原色是：红、绿、蓝；其它色光可由这三种色光混合而成；世界上没有黑光； 颜料的三原色颜料的三原色是品红、青、黄；三原色混合是黑色； 4、透明体的颜色由它透过的色光决定（什么颜色透过什么颜色的光） ；不透明体的颜色由 它反射的色光决定（什么颜色反射什么颜色的光，吸收其它颜色的光，白色物体发射所有 颜色的光，黑色吸收所有颜色的光） 例：一张白纸上画了一匹红色的马、绿色的草、红色的花、黑色的石头，现在暗室里 用绿光看画，会看见黑色的马，黑色的石头，还有黑色的花在绿色的纸上，看不见草（草、 纸都为绿色） 思考：为什么黑色花
11、很少见？ 五、科学探究：凸透镜成像五、科学探究：凸透镜成像 1、凸透镜：凸透镜：是利用光的折射原理光的折射原理制成的光学器件，其形状是中央较厚、边缘薄。凸透镜对 光有会聚作用，又叫会聚透镜。 2、主光轴（光轴）：过透镜两个球面球心的直线，用 CC/表示； 3、光心：凸透镜的中心；用“O”表示。 4、焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；用“F”表示。 5、焦距：焦点到光心的距离（通常由于透镜较厚，焦点到透镜的距离约等于焦距）焦距用“f”表示。如下图：注：中央比边缘薄的透镜叫凹透镜凹透镜，对光有发散作用，又叫发散透镜；并行于主光轴 的光经凹透镜发散后，其反向延长
12、线的交点叫凹透镜的焦点凹透镜的焦点。凸透镜和凹透镜都各有两个 焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。 粗略测量凸透镜焦距的方法：使凸透镜正对太阳光（太阳光是平行光，使太阳光平行 于凸透镜的主光轴） ，下面放一张白纸，调节凸透镜到白纸的距离，直到白纸上光斑最小、 最亮为止，然后用刻度尺量出凸透镜到白纸上光斑中心的距离就是凸透镜的焦距。 辨别凸透镜和凹透镜的方法： 1）用手摸透镜，中间厚、边缘薄的是凸透镜；中间薄、边缘厚的是凹透镜； 2）让透镜正对太阳光，移动透镜，在纸上能看到较小、较亮光斑的为凸透镜，否则为凹透 镜； 3）用透镜看字，能让字放大的是凸透镜，字缩小的是凹透镜； 6、三条
13、特殊光线的画法： （1） 、跟主光轴平行的光线，经凸透镜镜后会经过焦点；而经过凹透镜折射后，折射光线 的反向延长线过焦点。 （2）通过凸透镜的焦点或射向凹透镜另一侧的焦点的光线，经凸透镜镜后会平行于主光轴； 而经过凹透镜折射后平行于主光轴。 （3）射向光心的光线经过凹、凸透镜传播方向均不改变。 7、凸透镜成像特点： 探究凸透镜的成像规律：器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺） 注意：“三心共线”：蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一直线上；又叫“三心等高”成像条件 物距（u）成像的性质像距（v）应用U2f倒立、缩小的实像fv2f照相机U=2f倒立、等大的实像v=2ffu2f倒立、放大
14、的实像v2f投影仪U=f不成像0uf正立、放大的虚像（光的折射形成，而平面 镜成像是由反射形成的）放大镜口口诀诀：一倍焦距分虚：一倍焦距分虚实实，二倍焦距分大小，二倍焦距分大小，实实像异像异侧侧且倒立，物且倒立，物进进像退且像退且变变大，虚像正立在同大，虚像正立在同 侧侧。物。物进进像近且像近且变变大。大。六、眼睛与视力矫正六、眼睛与视力矫正 1、近视眼：看不清远处的物体（只能将近处的物体成像在视网膜上） ，青少年用眼过度以 及周围环境的光污染等因素会导致近视。还有遗传、眼疾所致。 2、远视眼：只能看清远处的物体，老年人眼球周围肌肉松弛，张力不足，导致眼睛的自我 调节范围也大大减小。 3、视力
15、可通过眼镜矫正。 （近视眼前加一个焦距合适的凹透镜，能改善物体在视网膜上的 成像情况；远视眼前加一个焦距合适的凸透镜，能改善物体在视网膜上的成像情况） 注：“度”=焦距倒数的 100 倍 七、神奇的七、神奇的“眼睛眼睛” （放大镜、显微镜、望远镜、照相机和投影机等） 拓：透镜及其应用 1、照相机： 1）镜头是凸透镜； 2）物体到透镜的距离（物距）大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像； 2、投影仪： 1）投影仪的镜头是凸透镜； 2）投影仪的平面镜的作用是改变光的传播方向； 注意：照相机、投影仪要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离胶卷、屏幕。 3）物体到透镜的距离（物距）小于二倍焦距，大于一倍焦距
16、，成的是倒立、放大的实像； 3、放大镜： 1）放大镜是凸透镜； 2）放大镜到物体的距离（物距）小于一倍焦距，成的是放大、正立的虚像； 注：要让物体更大，应该让放大镜远离物体； 注意：1、实像是由实际光线会聚而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过 像点； 2、虚像不能在光屏上呈现，但能用眼睛看，由光线的反向延长线会聚而成； 注意：凹透镜始终成缩小、正立的虚像； 9、眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷） ； 10、近视眼看不清远处的物体，远处的物体所成像在视网膜前，晶状体曲度过大，需戴凹 透镜调节； 11、远视眼看不清近处的物体，近处的物体所成像在视网膜后面，晶状体曲度过小，需戴 凸透镜调节； 显微镜和望远镜 12、显微镜由目镜和物镜组成，物镜、目镜都是凸透镜，它们使物体两次放大；13、望远镜由目镜和物镜组成，物镜使物体成缩小、倒立的实像，目镜相当于放大镜，成 放大的像；
