一周强化

一、一周知识回顾

　　学完了《声现象》，接下来我们开始学习《光现象》。在这一章里，我们要知道光在同种均匀介质中沿直线传播，从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会偏折——光的折射；光射到物体表面反射回原介质中传播的规律——光的反射。还将学习光的颜色以及看不见的光——红外线、紫外线。

二、重难点知识归纳及讲解

1、光的传播特征

　　（1）光在同一均匀介质中是沿直线传播的。人们观察物体，确定物体的位置的依据是光的直线传播，如集合站队、对公路进行勘探设计等。

　　（2）光在非均匀介质中传播方向要发生改变。当你通过一堆篝火的上方观察远景时，会发现远处的景物有晃动现象。这是因为篝火上方的空气分布不均匀，远处传来的光经过这一区域，其传播方向发生变化的缘故。

　　（3）光在同一均匀介质中传播的速度是不变的。介质不同，传播的速度也不同，其中光在真空中传播速度最快，记为c=3×108m/s，光在空气中的传播速度非常接近于c，而光在水中的速度，光在玻璃中的速度.

例1、太阳与地球之间的距离约为1.5×108km，我们在正午时看到的日光是什么时候从太阳出发的？

[解答]

类题：打雷时，人们总是先看见闪电后听到雷声，这是因为（ ）

　A．人眼反应快，人耳反应慢

　B．闪电速度快，雷声速度慢

　C．打雷时，先发出闪电后发出雷声

　D．人们的生活经验，无法进行解释

[答案]

2、光的直线传播的典型应用

　　（1）小孔成像

　　如图，在一不透明的挡光板上钻一小孔，挡光板前点燃的蜡烛的火焰的光通过小孔。在板后的光屏上会有一个烛焰的像，这就是小孔成像。

　　小孔成像是由于光的直线传播。图中烛焰中的一个发光点a发出的光经过小孔O射到光屏上，得到一个光斑a′。每个光点都有各自的光斑，这些光斑的集合体就是烛焰的像。从图中可以看出：小孔成像是倒立的，像的大小由光源的大小，光源到小孔的距离，小孔到光屏的距离共同决定，既可成放大的像，也可成缩小的像，还可以成等大的像。

　　（2）影的形成

　　请同学们数一数画面中有多少个物体的影子

　　影的形成也是由于光的直线传播。在光的传播路线上放入一个不透明的物体，由于光是沿直线传播的，一部分光线就被物体挡住，在物体的背后有一部分区域得不到光的照射或得到光的照射减少而形成一块阴影，这阴影就是物体的影。影的区域的大小与物体的大小、光源的大小、光源距物体的远近有密切关系。光源越大，物体越小，影的区域也越小。外科手术台上的无影灯就是这个道理。

　　日食、月食现象就是月球的阴影落在地球上和地球的阴影落在月球上所造成的。当太阳、月球、地球三者位于同一直线上时，就有可能发生日食与月食现象。若月球在中间，月球的阴影落在地球上而形成日食，若地球在中间，地球的阴影落在月球上而形成月食。

例2、为了测量一根电杆的高度，刘宁先测了自己身高1.65m在太阳下的影长为0.55m，而同时测得同一位置的这根电杆的影长为2.80m，则这一电杆有多高？

[解答]

3、光的反射，光路可逆

　　光射到两种介质的分界面时有一部分光被反射回原介质中去的现象，反射现象是自然界普遍存在的一种物理现象。如太阳光照射到教室的窗玻璃上，有一部分光被反射回到教室，增强了室内的亮度等。

　　通过对光的反射的研究，人们掌握了它所遵循的规律：

　　（1）反射光线、入射光线和法线在同一平面内；

　　（2）反射光线、入射光线分居在法线两侧；

　　（3）反射角等于入射角。

　　定律的每一句都由“反射”开头，反映了反射光线和入射光线的因果关系。

　　通过对光的反射的研究，人们还揭示了在光的反射现象中，光路是可逆的，即逆着反射光入射，经反射后又逆着入射光反射。

例3、当入射光线垂直入射到镜面上，若保持入射方向不变，要使入射光线与反射光线垂直，镜面应转动多少度？

[解答]

4、平面镜成像的对称特点

　　根据光的反射定律，可求证平面镜成像具有以下特点：

　　（1）平面镜成的像是虚像

　　（2）像与物关于平面镜对称。对称性含义有大小对称，即像与物等大；位置对称，即像与物的连线与平面镜垂直，像到平面镜的距离与物到平面镜的距离相等；运动对称，即像与物的运动速度大小相等，运动方向与平面镜的夹角相同。

例4、一人立于镜前2m处，这个人在镜子里的像离他本人多远？如果人向镜面前进0.8m，人和像间距离又是多远？

[解答]

5、平面镜及其作图法

　　根据平面镜成像的对称性可知，从物体上发出的任意一条光线，只要它经过平面镜反射，反射光线的反向延长线都要经过像点，为了确定成像位置或作出成像光路图，只需选择两条光路就行了，原则上这两条光路可以任意选取，作图时根据反射定律把图做准即可。但一般情况下都选用了最简单的一条光路，即从物点向平面镜做垂线，这条入射光线通过镜面是垂直反射的，这样既简单快速地做出了一条反射光线，同时又将像与物的连线做好了，如图，再另选一条光路做好就可以确定像的位置。值得注意的是光线是有向射线，不能忘记用箭头来表示其传播方向。

　　根据平面镜的成像特点，人们常有以下应用：

　　（1）用来观察眼睛不能直接看到的物体，如自己的笑容、姿势等；

　　（2）用于间接观察。用潜望镜从水下观察海面上的情况或从战壕里观察地面敌情等；

　　（3）用来改变光路以按要求控制光线的走向。如正交的两块平面镜对任意入射光线的传播方向均改变180°且产生侧移。而相互平行的两块平面镜对任意入射的光线不改变其传播方向，仅产生侧向平移。

6、球面镜的光学性质与特殊光路

　　球面镜有凸镜与凹镜两类。凸镜对光有发散作用，凹镜对光有会聚作用，其会聚作用与发散作用正是遵循光的反射定律的结果。球面镜上各点的法线是这一点与球心的连线，根据光的反射定律均可做出它的反射光线。如图，O为球面的球心。一束平行光线经球面镜反射后都会交于F点或反向延长线交于F点。F点称为球面镜的焦点。知道了球面镜的球心O，可以根据反射定律作出任意入射光线的反射线。知道了球面的焦点F，可以做出特殊入射光线的反射光线。

例5、请你分析一下太阳灶的工作原理。

[解答]

7、重点问题　光的折射现象和规律

　　光从一种透明物质传播进入另一种透明物质时，在两种透明物质的分界面上会发生反射现象和折射现象。发生折射的根本原因是由于两种透明物质对光的传播速度不同。当光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上；折射光线与入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；且入射角增大时，折射角也随之增大。当光垂直分界面时，传播方向不发生改变，但光速发生了突变，如图，从水面上看，水池变浅了，是因为池底一物体S发生出的光线SO在水与空气的分界面上发生折射，折射光线OA偏离法线，眼睛逆着折射光线看去，好像是从S′点射出一样。在折射现象中，光路是可逆的。

例6、潜水员在水下观察岸边的树比实际的高了还是矮了？为什么？

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