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1、第二章光现象知识点第一节 光的传播一、光源能够发光的物体叫光源。 光源有好多种；按形成原因分，可分为自然光源和人造光源；按发光原理分，可分为热光源和冷光源。 自然光源：太阳、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、乌贼、水母等。人造光源：手电筒、火把、油灯、蜡烛、白炽灯、日光灯、霓虹灯以及钠灯、汞灯、氖灯等。 热光源：太阳、手电筒、火把、油灯、蜡烛、电灯等。冷光源：萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、乌贼、水母等。 【注意】月亮不是光源，月亮本身不发光，只是反射太阳的光。二、光的直线传播光在真空中或均匀介质中是沿直线传播的。常见的均匀介质如：空气、水、玻璃等。 【注意】光在不均匀介质中如不均匀的空气、不同介质的界面处，传
2、播方向发生改变。三、光的速度与光年真空中的光速是宇宙最快的速度，c=3X108m/s。空气中的光速略小于真空中的光速，约为3X108m/s；光在水中的速度约为真空中光速的3/4；玻璃中的光速 约为真空中光速的 2/3。光年是光在一年里传播的距离，因此，光年是距离的单位。1光年=9.4608 X1015m。第二节 光的反射一、光的反射光遇到水面、玻璃以及其他任何物体的表面都会发生反射。我们看到不发光物体，都是由于它的表面能反射，反射光进入人的眼睛，人就看到了物体。 反射定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，有部分光返回原介质的传播现象叫做光的反射。二、光的反射规律1、垂直于镜面的直线ON叫做法
3、线；如图所示， 入射光线于法线的夹角i叫做入射角；反射光线与法 线的夹角 r 叫做反射角。2、光的反射规律 在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内， 反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角， 在反射现象中，光路是可逆的。3、漫反射和镜面反射（1）凹凸不平的表面把光线向着四面八方反射， 这种反射叫做漫反射。（2）阳光射到镜子上，迎着反射光的方向可以看到刺眼的光 这是因为射到镜子上的平行光线反射后仍然是平行的。光滑镜面的反射叫做镜面反射。（3）漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律。甲煙询反射乙遶反射4、如何画反射光线或入射光线（1）画反射光线或入射光线完成光路图的依据是光的反
4、射规律。（2）已知反射面、入射光线、入射角时只要根据光的反射规律画出反射光线，并标上箭头表示方向即可， 反射光线的起点是入射点。标明入射角、反射角。（3）已知入射面、入射光线或发射光线时，应先在入射点处先画出法线，再根据光的反射规律画出对应的 反射光线或入射光线，标出入射角、反射角及箭头方向。（4）已知入射光线、反射面及入射光线与反射面的夹角，直接根据已知的角度的大小确定发射光线与反射面的夹角。画出反射光线并标上这个角度及箭头方向即可，不必画法线，反之亦然。如图所示，这也间接地应用 了光的反射规律。第三节 平面镜成像、平面镜成像的特点反射面是光滑平面的镜子叫做平面镜，平面镜对光具有良好的反射能
5、力，它是利用光的反射原理改变光线的 传播方向而成像的。平面镜成像的特点如下：物体在平面镜中所成的像是虚像；像和物体的大小相等；物 点到对应像点的连线与镜面垂直；物和对应点的镜面的距离相等；像与物左右相反。从数学对称的角度来看，平面镜成像的以上五个特点可归结为一句话：物体和像关于镜面是对称的。 平面镜的应用（1）利用平面镜可以改变光的传播方向，起到控制光路的作用。如制作潜望镜；在挖井、挖掘山洞时，用 平面镜将太阳光反射到作业区照明；修建体育场馆和高大建筑物时，利用平面镜把太阳光反射到室内改善光照条 件。（2）利用平面镜来成像：如制作各种镜子，商场和家庭装修时，利用平面镜成像增强宽敞明亮的空间效果
6、。三、实像和虚像从物体发出（或反射）的光线，经过光学仪器后可以形成和物体形状相似的实像或虚像。实像是指从物体发 出的或反射的光线，经过光学仪器后实际的光线在空间相交所成的像，是由实际光线会聚而成的明亮区域，是真 实存在的，既可以用眼睛观察到，又可以显示在光屏上。如物体经过小孔所成的像，就是物体发出或反射的光线 沿直线通过小孔传播到光屏上形成的倒立的实像。虚像是从物体发出的或反射的光线经过光学仪器后，实际光线没有会聚而是变得发散，这些发散光线的反向 延长线相交而形成的像，人们根据光沿直线传播的经验逆着光传播方向寻找和判断光从何处射过来，觉得这些发 散光线是从它们的反向延长线的交点发出的。由于虚像
7、不是实际光线会聚而成的，实际并不存在，因此虚像只能 用眼睛观察到，而不能在光屏上呈现出来，反射光线在镜前发散，反射光线的反向延长线在镜后相交形成的虚像。四、凹面镜和凸透镜用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜，凹面镜能把射向它表面的平行光会聚于一点，这一点叫做凹面镜的焦点，常用F表示。如图1所示。根据光线的可逆性，由焦点的点光源发出的光线，经凹面镜反射后能获得 平行光，如图 2 所示。用球面外表面作反射面得面镜叫凸面镜。凸面镜能使入射到它表面的平行光变得发散，这些发散光线好像是 从镜后的某一点出发的，这一点叫做凸面镜的焦点，只不过它不是实际光线的交点，而是反射光线反向延长线的 交点，叫做虚焦点
8、，通常也用 F 表示，如图 3 所示。凹面镜的应用：利用它会聚光线的特点，制作太阳灶、太阳能焊机、反射式望远镜；利用它产生平行光的特点制作手电筒、汽车头灯，探照灯等的反光面。五、平面镜成像作图方法1、根据反射规律作图： 步骤：如图所示。(1) 从发光点 S 向平面镜引出两条入射光线；(2) 在入射点作出两条入射光线的法线；(3) 根据反射规律，反射角等于入射角，作出反射光线(4) 作两条反射光线的反射延长线，找出交点S, S即是S的像。2、根据平面镜成像特点作图 步骤：如图所示。(1) 过S点作平面镜的垂线，交平面镜于O点。(2) 在另一侧截取S 0=0S, S点即为S的像。第四节 光的折射、
9、光的折射光从一种介质斜射入另一种介质中时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。光的折射可分为两种情 况：(1)光线斜射时，传播方向发生偏折；(2)光线垂直射向两种物质的界面时，传播方向不变，按原方向传播。二、光的折射规律1、光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，这就是光的折射规律。在折射现象中， 光路是可逆的。2、斜射(1) 当光从空气斜射入玻璃、水等介质中时，折射光线向法线方向偏折。( 2)光从水、玻璃等介质斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折。 即斜射时，不论空气中的光线是入射光线还是折射光线，总是空气中的角度偏大。折射光线与法线的夹角叫 做折射角。注：密度小的界
10、面，光线与法线夹角大。( 3)垂直入射当光线垂直射向两个介质的分界面时，光线的传播方向不变，入射光线、折射光线均与法线重合。(4) 光的折射规律与光的反射规律的区别：光的传播规律中，入射光线和反射光线在界面的同侧，光的传 播速度不变；光的折射规律中，入射光线和反射光线分别在介质分界面得两侧，光的传播速度发生改变。(5) 法线的重要地位：它具有双重身份，(1)它是两种介质分界面得垂线；(2)它是作图中画出反射光线 和折射光线的参照标准。三、用光的折射规律解释光的折射现象课本中列举了四个光的折射现象的例子，现利用光的折射规律等光学知识逐一进行分析说明。(1) 鱼儿在清澈的水里面游动，可以看得很清楚
11、，然而，沿着你看见鱼的方向去叉它，却叉不到。有经验 的渔民都知道，只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到。如图所示，根据光的折射规律，水中鱼漫反射出的两条光线斜射到介质分界面处发生偏折，折射光线偏向水 和空气的分界面，人从折射光线传来的方向看，由于人眼习惯于光沿直线传播，从折射光线反向延长线上看到了鱼在水中的虚像，像在鱼的上方。所以有经验的渔民和学过光的折射规律的人，都知道只有瞄准鱼的下方，才能 叉到鱼。（2）从上面看水、玻璃等透明介质中的物体，会感到物体的位置比实际位置要高一些。如图所示，根据光的折射规律，玻璃或水中的物体S发出或反射的光线，斜射到介质界面处时发生偏折，折 射光线偏向玻璃或水与空气的界
12、面，人眼逆着光传来的反向看去，却只看到了 S的虚像Szo S在S的上方， 所以会感到物体的位置比实际位置高一些。（3）由于光的折射，池水看起来比实际的浅，所以当你站在岸边，看到清澈见底、深度不过齐腰的水时， 千万不要贸然下水，以免因为对水深估计不足，惊慌失措，发生危险。所谓池水看起来不实际的浅，意思是说，看起来池底离池面偏近了。如图所示，在池底取一点S，S反射的 光线斜射到水面，根据光的折射规律，该斜射光线在水面发生偏折，折向水面，人眼逆着折射光线，在其反向延 长线交点处看到S的虚像S, S在S上方，离水面偏近了，所以池水看起来不实际要浅。NN玻璃砖SS空气空气 O；AHA（4）把一块厚玻璃放
13、在钢笔的前面，笔杆看起来好像“错位”了，这种现象也是光的折射引起的。如上右 图所示。为了说明这一现象，我们在玻璃砖下的钢笔上取一点S,如图上右所示，根据光的折射规律，S反射的光斜 射到空气和玻璃交界处发生偏折，偏向法线方向并继续在玻璃中传播，在玻璃和空气界面处再次发生的偏折，折 射光线向界面方向，人眼逆着反射光线，在其延长线上只看到S的虚像S，S偏离开S 一段距离，如果对比 着玻璃砖下来被挡住的其他部分看，S的确发生了 “错位”。第五节 光的色散、色散与三原色太阳光通过棱镜后，被分解成各种颜色的光，在白 屏上形成一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、 蓝、靛、紫。这种现象叫做光的色散。1、
14、光谱：如图所示，让一束白光射向三棱镜，通过 三棱镜偏折后照到白屏上，出现一条不同颜色依次排列的 光带。这条光带叫做光谱。这个实验就是著名的色散实验光的色散说明光是由各种光混合而成的。2、3色。4的三原色。色光的三原色与颜料的三原色的区别红、绿、蓝三色光混合能产生各种色彩，其中也包括白色，因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原 品红、黄、青三色颜料混合能产生各种颜色，其中也包括黑色，因此把品红、黄、青三种颜色叫做颜料（1）它们的原色组成不同：色光的三原色：红、绿、蓝。颜料的三原色：品红、黄、青。（2）它们的混合规律不同：色光的三原色混合后为白色。颜料的三原色混合后为黑色。（3）它们的混合原理不同
15、： 色光的混合原理是：两种色光混合后产生另一种色光。 颜料的混合原理是：两种颜料混合后是它们能反射的色光，其余都被这两种颜色吸收掉了。2、加色混合：混合色光中的色光一般是由光源直接发出的，多一种颜色会使光线更加明亮，所以复色光的亮度 大于单色光的亮度，这种混合叫做加色混合。3、减色混合：颜料是不透明的，其颜色是它反射色光的颜色，颜料的混合时减色混合，每种颜料都吸收一定波 长的光，混合后的颜料对光的吸收率增加，反射率降低率，混合后得出的颜色明亮程度是降低的。4、透明物体的颜色是由通过它的光决定的，通过什么颜色的光，它就显示什么颜色；不透明物体的颜色是由它 反射的光决定，物体本身是什么颜色，它就反射什么颜色，其它颜色的光被吸收；黑色吸收所有颜色的光，白色 反射所有颜色的光第六节 看不见的光一、光谱三棱镜色散，把白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光，把它们按这个顺序排列起来， 就是光谱。这是可见光光谱，在红光以外还有红外线，紫光以外有紫外线，红外线、紫外线灯一般叫做不可见光。二、红外线在光谱上红光以外的部分叫做红外线。红外线的频率范围在IX 1012Hz5X1014 Hz, 切物体都在不停地辐 射红外线。物体的温度越高，辐射
