第四章光现象
【思维导图】
【必背手册】
★知识点一：光的直线传播湖南卫视晚间新闻
一、光源
1.光源：自身能发光的物体叫光源。
2.光源的分类
902008（1）自然光源：太阳、恒星、萤火虫等。
3.光在同种均匀介质中沿直线传播。光可以在真空中传播
二、光的直线传播
1.光线：为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向，这样的直线叫光线。 （1）光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具，它是一个理想模型，而不是真实存在的。
（2）人眼能看到东西是由于光进入人的眼睛。
2.光在同种均匀介质中沿直线传播。
3.光可以在真空中传播：太阳光能通过太空和大气层传播到地球表面，说明光可以在真空中传播。
4.光速：光在真空中的传播速度c=2.99792×108m/s。
光在空气中的传播速度近似等于光在真空中的传播速度c，也可以近似为c=3×108m/s。光在水中的传播速度约为c；光在玻璃中的传播速度近约为c。
3.小孔成像：由于光沿直线传播，经小孔在光屏上就出现了烛焰倒立的实像；像的大小与物（蜡烛）
的大小以及光屏所在位置有关。
三、光的直线传播引起的光现象
1.影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，会使物体后面光不能到达的区域形成一个阴暗区域，即物体的影子。
2.日食和月食
（1）日食：当月球运行到太阳和地球之间时，由于光沿直线传播，月球就挡住了太阳射向地球的光。
（2）月食：当地球处于月球和太阳之间时，地球挡住了射向月球的光。
3.小孔成像
用给一个带有小孔的板遮挡在光屏与蜡烛之间，光屏上就会形成烛焰倒立的像，我们把这样的现象叫小孔成像。
由于光沿直线传播，来自烛焰上方的光通过小孔后就射到了光屏的下部，来自烛焰下方的光通过小孔后就射向了上部。这样，光屏上就出现了烛焰倒立的像。
像的大小与物（蜡烛）的大小以及光屏所在位置有关。
4.其他应用
仪用放大器
由于光的直线传播，在开凿隧道时，工人们可以用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不会出现偏差；士兵瞄准射击；站队时队列排直等。
像“井底之蛙”、“一叶障目不见泰山”也都是可以用光的直线传播进行解释的。
一、光的反射现象
1.光的反射：光从一种介质射向另一种介质的表面时，会有一部分光在介质表面反射回原介质中，这种传播现象叫光的反射。
2.一点、三线、两角
（1）“一点”：投射到两种介质表面上的光线与表面的交点叫入射点；
（2）“三线”：入射到介质表面的光线叫入射光线；经入射点做垂直于两种介质表面的辅助线叫法线；经介质表面，反射回原来介质的光线叫反射光线。
（3）“两角”：入射光线与法线的夹角叫入射角；反射光线与法线的夹角叫反射角。
3.生活中光的反射现象
（1）看到物体的原因：我们能看到太阳、明亮的日光灯等光源，是因为光源发出的光进入我们的眼睛，产生了视觉。同时，我们也能看到本身不发光的物体，如书、平面镜、月亮等，是因为这些物体反射的光进入了我们的眼睛，产生视觉。 （2）生活中的反射现象
1）生活中，大部分物体表面反射的都是漫反射，因而才使我们能够从不同方向看清物体。
2）当强烈的太阳光照射到高楼大厦的玻璃幕墙、磨光的大理石墙面时，这些光滑的表面就会发生镜面反射，炫目的反射光会干扰人们的正常生活，造成“光污染”。
3）水中倒影是最典型的光的反射现象；还有“猴子捞月”、“照镜子”等也都是由光的反射引起的。
二、光的反射定律
1.光的反射规律（定律）：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、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。
2.光的反射光路可逆：在探究光的反射规律实验中，如果让光逆着反射光的方向射到平面镜上，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。如图所示。 3.光现象作图要求：所有实际传播的光（无论是反射光还是入射光）都要画成实线，并用箭头表示它的传播方向；法线用虚线，要垂直于反射面。
三、镜面反射和漫反射
1.镜面反射：当一束平行光照射到平面镜上时，在平面镜上发生光的反射，反射光也平行射出，这种发生叫镜面反射。
2.漫反射：当一束平行光照射的凹凸不平的表面时，反射光会朝四面八方射出，这种反射叫漫反射。
3.球面镜：如果镜子的反射面是球面的一部分，这样的镜子叫球面镜。球面镜分为凸面镜和凹面镜。
4.无论镜面反射还是漫反射，都遵循光的反射定律。
四、探究光反射时的规律嗅探
1.纸板在实验中的三个作用
（1）显示光的传播路径；
（2）验证反射光线、入射光线和法线在同一平面内，具体操作是将纸板NOF向前或向后折转，使其和纸板EON不在同一平面内，观察有无反射光的径迹；
（3）记录光路。具体操作是在纸板上画出入射光和反射光的径迹，以分析反射角随入射角的变化而变化情况。
2.实验注意事项
（1）应在光线较暗的室内进行实验，以便于观察实验现象；
（2）实验时，纸板必须与平面镜垂直，否则在纸板上看不到反射光；
（3）实验过程中严禁将激光对着人眼，以防灼伤眼睛；
（4）通过镜面对入射光的反射作用，可以看出镜子有改变光路的作用；
（5）本实验是一个归纳性实验，改变入射光的方向多次实验的目的是为了得到多组实验数据，从而得出普遍规律，避免实验结论的偶然性。
3.考向点拨
（1）验证三线共面：沿折版中轴折转光屏是否还能看见反射光线；
（2）验证分居：观察反射光线、入射光线是否在中轴两侧；
钛磁铁矿（3）验证等角：通过量角器测量或带有刻度的折板光屏测量；
（4）观察光路是否可逆：沿原反射光线路径改变入射光线，观察反射光线；
（5）漫反射：能看见光线的传播方向说明折板发生了漫反射；
（6）改变入射角（改变入射光线方向），进行多次实验的目的：寻实验结论的普遍性；
（7）光线的理想化模型：观察激光笔射出的光线即可构建用带箭头的直线表示光的传播方向和路径；
（8）折转光屏用白的目的：显示光线的路径；
（9）实验应选较暗的环境目的是：便于观察实验现象；
（10）实验时，折板应与平面镜垂直的目的：否则折板上看不到反射光；
（11）当光垂直镜面入射时，入射角为零，为什么看不到反射光线：有反射光线，但反射角也为零，反射光线与入射光线在一条直线上。
★知识点三：平面镜成像
一、平面镜成像规律
1.平面镜成像的特点：平面镜所成像的大小与物体大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体对应点的连线与平面镜垂直，平面镜所成的像与物体关于平面镜对称，平面镜成像是虚像。
2.平面镜成虚像：在探究平面镜成像特点的实验中，在平面镜前放一支点燃的蜡烛，在镜子中会出现
一个正立蜡烛的像，但将光屏放在平面镜后蜡烛像的位置时，光屏上却没有出现蜡烛的像，可见平面镜所成的像是不存在的，是虚像。
3.平面镜成像作图：（1）根据平面镜成像原理（光的反射定律）作图；（2）根据平面镜成像特点作图（对称法）。
4.凸面镜特点：凸面镜对光有发散作用，平行光射到凸面镜上，反射后成为发散光。
5.凹面镜特点：凹面镜对光有会聚作用，平行光射到凹面镜上，反射后会聚到一点。
二、探究平面镜成像的特点
1.分析论证
（1）未点燃的蜡烛可以与点燃的蜡烛的像完全重合，说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等；
（2）蜡烛和它的像的连线与镜面垂直，蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等
2.实验中注意事项
（1）为了使观察到的像更为清晰，实验最好在较暗的环境中进行；
（2）实验中用玻璃板代替平面镜，目的是便于观察和确定像的位置，并比较物像的大小关系，原因是玻璃板既能反射光又能透过光，即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛，也能看到点燃的蜡烛所成的像；
（3）实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大的错位，难以确定像的位置；
（4）实验中，玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置，则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合；
（5）实验中，使用两支完全相同的蜡烛，目的是比较像与物体的大小关系；
（6）用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮，便于观察；
（7）白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置，刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离；
（8）改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验，是为了寻普遍规律。
3.考向点拨
张琨维（1）探究平面镜成像特点的实验选择玻璃板做为平面镜。
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