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1、光学知识点大汇总一、 光的直线传播、1、 光现象:包括光的直线传播、光的反射和光的折射。2、 光源:能够发光的物体叫做光源。l 光源按形成原因分,可以分为自然光源和人造光源。 例如,自然光源有太阳、萤火虫等,人造光源有如蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。l 月亮不是光源,月亮本身不发光,只是反射太阳的光。3、 光的直线传播:光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的,光的传播不需要介质。 大气层是不均匀的,当光从大气层外射到地面时,光线发了了弯折(海市蜃楼、早晨看到太阳时,太阳还在地平线以下、星星的闪烁等) 光沿直线传播的现象:小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一叶障目。l 光沿直线传播的应用: 激
2、光准直. 排直队要向前看齐. 打靶瞄准 影的形成:光在传播过程中,遇到不透明的物体,由于光是沿直线传播的,所以在不透光的物体后面,光照射不到,形成了黑暗的部分就是影。 日食月食的形成日食的成因:当月球运行到太阳和地球中间时,并且三球在一条直线上,太阳光沿直线传播过程中,被不透明的月球挡住,月球的黑影落在地球上,就形成了日食.月食的成因:当地球运行到太阳和月球中间时,太阳光被不透明的地球挡住,地球的影落在月球上,就形成了月食.如图:在月球后1231的位置可看到日全食,在2的位置看到日偏食,在3的位置看到日环食。 小孔成像:小孔成像实验早在墨经中就有记载小孔成像成倒立的实像,其像的形状与孔的形状无
3、关。像可能放大,也可能缩小。 用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间,屏幕上就会形成物的倒像,我们把这样的现象叫小孔成像。 前后移动中间的板,像的大小也会随之发生变化。这种现象反映了光沿直线传播的性质。小孔成像原理: 光在同一均匀介质中,不受引力作用干扰的情况下沿直线传播根据光的直线传播规律证明:像长和物长之比等于像和物分别距小孔屏的距离之比。4、 光线:用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向的直线。(光线是假想的,实际并不存在) 光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型,建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。5、 光速:光在不同物质中传播的速度一般不同,真空中最快. (1)光在真空中速度C
4、=3108m/s=3105km/s;光在空气中速度约为3108m/s。光在水中速度为真空中光速的3/4,在玻璃中速度为真空中速度的2/3 。雷声和闪电在同时同地发生,但我们总是先看到闪电后听到雷声,这说明什么问题?这表明光的传播速度比声音快.(2)光年是长度的单位,1光年表示光在1年时间所走的路程,1光年3108米/秒365243600秒9.461015米注意:光年不是时间的单位。二、光的反射1. 反射: 定义:光从一种介质射向另一种介质表面时,一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。任何物体的表面都会发生反射。 我们能够看见不发光的物体,是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。2. 探究实验:
5、探究光的反射规律【设计实验】入射光线图2-2平面镜反射光线NFEOir把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,如图2-2所示。一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射方向,重做一次。换另一种颜色的笔,记录光的径迹。取下纸板,用量角器测量NO两侧的角i和r。【实验表格】角i角r第一次第二次第三次【实验现象和结论】在反射现象中,反射光线、入射光线和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(ir)。 【注意】 把纸板NOF向前
6、或向后折,将看不到反射光线,这说明反射光线、入射光线在同一个平面内。 如果让光逆着反射光线的方向射到镜面,那么,它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表明, 在反射现象中,光路是可逆的。入射光线ENFOir反射光线图2-33. 光的反射定律:在反射现象中,反射光线、入射光线和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,反射角随入射角的增大而增大,减小而减小,当入射角为零时,反射角也变为零度。 (简记为:三线共面、两线分居、两角相等)。如图2-3,垂直于镜面的直线ON叫做法线;入射光线与法线的夹角i叫做入射角;反射光线与法线的夹角r叫做反射角。4. 光的反射的两
7、种类型:漫反射和镜面反射。这两种反射都遵循光的反射定律。 镜面反射:定义:射到物面上的平行光反射后仍然平行。 即入射光线平行,反射光线也平行,其他方向没有反射光。条件:反射面 平滑。应用:迎着太阳看平静的水面,特别亮。黑板“反光”等,都是因为发生了镜面反射 漫反射:定义:射到物面上的平行光反射后向着不同的方向 ,每条光线遵守光的反射定律。条件:反射面凹凸不平。应用:能从各个方向看到本身不发光的物体,是由于光射到物体上发生漫反射的缘故。练习: 请各举一例说明光的反射作用对人们生活、生产的利与弊。有利:生活中用平面镜观察面容;我们能看到的大多数物体是由于物体反射光进入我们眼睛。有弊:黑板反光;城市
8、高大的楼房的玻璃幕墙、釉面砖墙反光造成光污染。 把桌子放在教室中间,我们从各个方向能看到它原因是:光在桌子上发生了漫反射。5. 画反射光线或入射光线完成光路图的方法:l 画反射光线或入射光线完成光路图的依据是光的反射定律。l 当绘制完成的时候,图中必须包含以下元素:平面镜、入射光线、反射光线(标好箭头)、入射角和反射角相等的标志(如果给出角度,还要标好角度)、法线(虚线)和垂直标志。l 已知平面镜、入(反)射光线、入(反)射角时,先过入(反)射点作法线。然后在法线的另一侧量出与入(反)射角相等的角,作出反(入)射光线。最后将其他元素补全。l 已知入射光线、反射光线时,先作两线交角的角平分线,作
9、为法线。然后过两线交点作垂直于法线的平面镜。最后将其他元素补全。7、面镜:平面镜: 成像特点:正立,等大,等距,垂直,虚像 像、物大小相等 像、物到镜面的距离相等。 像、物的连线与镜面垂直 物体在平面镜里所成的像是虚像。成像原理:光的反射定理作 用: 成像、 改变光路实像和虚像:实像:实际光线会聚点所成的像,可以用屏接到,也可以用眼睛看到。虚像:反射光线或折射光线反向延长线的会聚点所成的像,只能用眼睛看到,不能用屏接到。平面镜的应用:水中的倒影;平面镜成像;潜望镜。球面镜: 凹面镜定义:用球面的 内 表面作反射面。性质:凹镜能把射向它的平行光线 会聚在一点;从焦点射向凹镜的反射光是平行光 应
10、用:太阳灶、手电筒反射面、汽车头灯,天文望远镜。 凸面镜 定义:用球面的 外 表面做反射面。 性质:凸镜对光线起发散作用。凸镜所成的象是缩小的虚像 应用:汽车后视镜,路面拐弯处的反光镜。练习:在研究平面镜成像特点时,我们常用平板玻璃、直尺、蜡烛进行实验,其中选用两根相同蜡烛的目的是:便于确定成像的位置和比较像和物的大小。 汽车司机前的玻璃不是竖直的,而是上方向内倾斜,除了可以减小前进时受到的阻力外,从光学角度考虑这样做的好处是:使车内的物体的像成在司机视线上方,不影响司机看路面。汽车头灯安装在车头下部:可以使车前障碍物在路面形成较长的影子,便于司机及早发现。三、颜色及看不见的光1、 白光的组成
11、:红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫. 白色光不是单色光。 单色光:不能再分解的色光 复色光:由其他色光混合而成的色光(1)光的色散:太阳光用三棱镜可以分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光的现象。雨后的彩虹就是光的色散现象。(2)色光的三原色:红、绿、蓝;(三种色光按照不同比例混合可以产生各种颜色的光) 颜料的三原色:红、黄、蓝。颜料的混合原理是:两种颜料混合色是它们都能反射的色光,其余的色光都被这两种颜料吸收掉了.色光的混合原理是:两种色光混合后使眼睛感觉到了另一种颜色.u 彩色电视机里的各种颜色是怎样产生的呢?通过用放大镜观察,就可以发现,电视机屏幕上显现出画面的丰富多彩的颜色,都是由红、绿、蓝
12、三色光条合成的.光照到物体表面上时,有一部分光被物体反射,一部分光被吸收,如果物体是透明的,还有一部分光会透过它。不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,反射什么颜色的光,就呈现什么颜色。透明物体的颜色是由它透过的色光决定的,通过什么颜色的光,就呈现什么颜色。2、 看不见的光(1)光谱:把光按红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫的顺序排列起来,就是光谱(2)红外线:太阳光色散区域(光谱)中,红光外侧的不可见光叫做红外线 红外线能使被照射的物体发热(如太阳的热就是以红外线传送到地球上的),具有热效应所有物体都在不停的向外辐射红外线。(3)应用:红外探测器红外照相机红外夜视仪追踪导弹、遥控(4)紫外线:太阳
13、光色散区域中,紫光外侧的不可见光叫做紫外线。紫外线能使荧光物质发光,另外还可以灭菌 。(5)应用:验钞机紫外线杀菌。特点:促进钙质吸收、杀死微生物、荧光物质 发荧光。(6) 雾灯用黄光的理由:不易被空气散射,人眼对黄光敏感。四、光的折射1、定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化;这种现象叫光的折射现象。 理解:光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质中,而折射光则进入到另一种介质中,由于光在在两种不同的物质里传播速度不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变化,这就是光的折射。 注意:在两种介质的交界处,既发生折射,同时也发生反射2、光的折射定
14、律:三线同面,法线居中,空气中角大,光路可逆1) 光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,属于近法线折射。 光从水中或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,属于远法线折射。 光从空气垂直射入(或其他介质射出),折射角=入射角= 0 度。 3、应用:从空气看水中的物体,或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像,看到的位置比实际位置 高 练习:池水看起来比实际的 浅 是因为光从 水中 斜射向 空气中 时发生折射,折射角大于入射角。蓝天白云在湖中形成倒影,水中鱼儿在“云中”自由穿行。这里我们看到的水中的白云是由 光的反射 而形成的 虚像 ,看到的鱼儿是由是由光的折射而形成的 虚像 。五、透镜1、 名词透镜:透明物质制成(一般是玻璃),至少有一个表面是球面的一部分,且透镜厚度远比其球面半径小的多。分类:凸透镜:边缘薄,中央厚凹透镜:边缘厚,中央薄主光轴: 通过两个球面球心的直线。光心(O):即薄透镜的中心。性质:通过光