1、第2讲 光现象,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点一光的直线传播 1.光源:能够发光的物体叫作光源。例如太阳、恒星、点燃的蜡烛、通电的电灯、闪电、萤火虫等,月亮不是光源,是因为它反射太阳光,并不是自身发光。光源分成天然光源和人造光源。 2.条件:光在同种均匀介质中沿直线传播。 3.举例:影子的形成、日食、月食、小孔成像、站队看齐、射击瞄准、木工判断木板是否刨平、激光准直。 4.光速:真空中的光速是宇宙中最快的速度,用c表示,c=3.0108 m/s=3.0105 km/s。光在不同介质中的速度是不同的。 5.光年:光在一年内传播的距离,是长度单位,不是时间单位。,考点一,考
2、点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,特别提示(1)光是客观存在的,而光线是为了表示光而假设的一种物理模型,就像磁感线是为了表示磁场而假设的一种物理模型一样,光线和磁感线现实中都不存在。 (2)为了清晰地观察到光束在不同介质中的传播路径,研究光的直线传播实验需要在弱光的环境下进行。 (3)显示光路的方法:在空气中喷水雾、点燃蚊香,在液体中滴入几滴牛奶(或杂质)。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点二光的反射 1.光射到两种介质的交界面时,在界面处被反射回原介质中的现象叫作光的反射现象。 2.光的反射定律 (1)图示: (2)内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面内三线共
3、面; 反射光线和入射光线分居法线两侧两线分居; 反射角等于入射角两角相等。 3.在反射现象中,光路是可逆的。 规律总结(1)发生光的反射时,入射是“因”,反射是“果”,因此,应先说“反射光线”和“反射角”,再说“入射光线”和“入射角”。 (2)当光线垂直入射时,入射角等于0,反射角也等于0。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,4.两种反射 漫反射和镜面反射的认识:,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,特别提示我们能看到光源,是因为物体发出的光进入了眼睛;我们能看到本身不发光的物体,是因为物体反射的(或折射的)光进入了眼睛。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,
4、图解物理,考点三平面镜成像 1.探究平面镜成像特点的实验 (1)用玻璃板代替平面镜的原因:便于确定像的位置。 (2)实验用的两支蜡烛完全相同的原因:便于比较像与物的大小关系。 (3)让未点燃的蜡烛与虚像完全重合的原因:用未点燃的蜡烛替代 虚像。 (4)未点燃的蜡烛不能与虚像完全重合的原因:玻璃板与桌面不垂直。 (5)用烛焰作为研究对象的原因:烛焰明亮,成像清晰,易于观察。 (6)在暗室中进行实验的原因:环境较暗,像相对就明亮些,实验现象更加明显。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,(7)在虚像处放置光屏的原因:判断所成像的虚实,平面镜所成的像无法在光屏上成像,所以是虚像。 (8
5、)方格纸(或刻度尺)的用途:测量像与物体到平面镜的距离。 (9)观察到玻璃板另一侧有两个距离很近的虚像的原因:玻璃板太厚,前后表面都成像。所以选择薄玻璃板进行实验。 (10)多次重复实验的目的:实验结论更具普遍性。 特别提示替代法:实验时,在保证实验效果相同的前提下,将陌生的、复杂的、难处理的问题用熟悉的、简单的、容易处理的问题替代的方法。上述实验中,用玻璃板替代平面镜、用蜡烛替代虚像,都是替代法的利用。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,2.平面镜成像特点和原理,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,3.实像与虚像,规律总结(1)当靠近平面镜时,会感觉到平面镜中的
6、像越来越大,这是由于像的视角变大的缘故,实际上像的大小并没有发生变化。 (2)“镜中钟表”的读数方法: 方法一:在纸的反面根据指针位置直接读数。 方法二:在钟面上逆向标数后,再根据新数字读数。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,4.平面镜、凸面镜和凹面镜比较,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点四光的折射 1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象叫光的折射现象。 2.光的折射规律: (1)图示:(2)内容: 折射光线、入射光线和法线在同一平面内三线共面; 折射光线和入射光线分居法线两侧两线分居; 当光线由空气斜射入水中时,入射角大于折射
7、角;入射角增大,折射角也增大;当光线垂直入射时,光的传播方向不变。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,3.光的折射现象中,光路是可逆的。 4.举例:水中的筷子变“折”;海市蜃楼;水变“浅”。原理:从池底A点射来的光线在水面处发生折射,折射角大于入射角,眼睛逆着折射光线看去,感觉光是从A点射来的,A点就是A点的变高(选填“高”或“低”)的虚像。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点五光的色散 1.光的色散 英国物理学家牛顿通过用三棱镜分解太阳光,在承接的白屏上形成一条彩色光带,颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这种现象叫光的色散,表明白光不是单一颜色的光,而
8、是由各种色光混合而成的。 2.色光的三原色 色光的三原色是红、绿、蓝。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,3.看不见的光,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考法1,考法2,考法3,考法1三种光现象的辨析 典题1在如图所示的四种现象中,由光的直线传播形成的是( ),考法1,考法2,考法3,答案: C 解析: 水中铅笔看起来变弯折,属于光的折射现象,故A不符合题意;山在水中的倒影是平面镜成像,是光的反射形成的,故B不符
9、合题意;手在灯光下形成影子,是光的直线传播形成的,故C符合题意;彩虹是太阳光经水珠折射而成的,属于光的色散现象,故D不符合题意。,考法1,考法2,考法3,方法归纳本题最主要的考点是辨认某一现象的形成是由于光的哪一个传播规律形成的,常以选择题的形式考查。(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,现象有小孔成像、激光准直、排队整齐、影子的形成、水星凌日、日食和月食等;(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如湖光倒影、平面镜成像、水中花镜中月等都是光的反射形成的;(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海
10、市蜃楼等都是光的折射形成的。,考法1,考法2,考法3,对应练1如图现象中,由于光的折射形成的像是( C ),考法1,考法2,考法3,解析蜡烛通过小孔成的像是光沿直线传播形成的,故A不符合题意;花瓶在镜中成的像属于平面镜成像现象,是由光的反射形成的,故B不符合题意;地图经放大镜成的像属于凸透镜成像现象,是由光的折射形成的,故C符合题意;亭子在水中成的像属于平面镜成像现象,是由光的反射形成的,故D不符合题意。,考法1,考法2,考法3,对应练2(2017山东泰安)下列成语所反映的情景中,属于光的反射现象的是( A ) A.水中捞月 B.坐井观天 C.一叶障目 D.海市蜃楼,解析: 水中捞月,属于平面
11、镜成像,是由于光的反射形成的,A符合题意;坐井观天指在井中看到的天空只有井口那么大,这是光的直线传播造成的,B不符合题意;一叶障目,就是因为光是沿直线传播的缘故,C不符合题意;海市蜃楼是光在不均匀的大气中传播形成的光的折射现象,D不符合题意,故选A。,考法1,考法2,考法3,考法2光学作图 典题2将一平面镜斜放在装有水的水槽中,有一束光线垂直射向水面,如图所示,请画出这束光线在水中行进和最后射出水面的光路图。,考法1,考法2,考法3,思路导引 审先通读题干,明确此题主要考查根据光的反射和折射规律作图。 析分三步完成作图:第一步,画出光线垂直射入水中传播方向不变射到平面镜;第二步,接着根据光的反
12、射规律画出光在平面镜上的反射(先画法线,然后画出反射光线);第三步,根据光的折射规律画出光从水中射入空气中的折射光线(先画法线,再画折射光线,由于折射角大于入射角,所以折射光线偏离法线)。 判通过以上分析,答案如图所示。,考法1,考法2,考法3,答案:见思路导引 方法归纳(1)作图时线条的虚实要分清:在平面镜成像的作图中,法线、光线的反向延长线、像都用虚线画出;光线、镜面、成像的物体都用实线画出。 (2)注意箭头的方向:入射光线的箭头指向反射面(或折射面);反射光线或折射光线的箭头背离反射面(或折射面)。,考法1,考法2,考法3,对应练3如图所示,一束光从空气射向水面,请画出反射光线和折射光线
13、。答案: 如图所示,解析(1)由图知,入射光线与水面的夹角为30,则入射角等于90-30=60;反射角是反射光线与法线的夹角,反射角等于入射角,也为60,根据反射角等于入射角,在法线右侧画出反射光线;(2)光由空气斜射进入水中时,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角,据此完成光路。,考法1,考法2,考法3,对应练4如图所示,在平静的湖边上方有一盏路灯,潜水员在水下E处看到了路灯的像,图中A、B两点,其中一点是路灯的发光点,另一点是路灯的像点。请你区分发光点、像点,在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。答案: 如图所示,解析连接EB,EB与界面的交点即为入射点O,OE就是折射光线,
14、连接AO,AO就是入射光线,即可完成水下E处的人看到路灯A的光路图。,考法1,考法2,考法3,考法3平面镜成像的特点,典题3(2018河南模拟)小玲妈妈在某商场买鞋,她选了一款新鞋在竖直的“试鞋镜”前试穿,如图所示。请画出小玲妈妈的眼睛(A点)能看到自己新鞋(B点)像的光路图。答案:见解析,考法1,考法2,考法3,解析:作新鞋B点关于镜面的对称点B,即为新鞋B点在平面镜中的像,连接AB与镜面交于一点,即为入射点O(反射点),连接B与入射点O就得到入射光线,如下图所示:,方法归纳在平面镜成像作图中,若作出物体在平面镜中所成的像,要先根据像与物关于平面镜对称,作出端点和关键点的像点,再用虚线连接各
15、点即为物体的像。,考法1,考法2,考法3,对应练5(2016山东烟台)如图所示,从S点发出的一条光线,经平面镜反射后,其反射光线恰好通过P点。请你作出这条入射光线并完成光路图。答案: 如图所示,解析过镜面作出点S的对称点S,即为点光源S在平面镜中的像,连接SP与镜面交于O点,即为入射点(反射点),连接SO就得到入射光线。,命题点1,命题点2,命题点1探究光的反射现象 1.根据实验要求选择器材:平面镜、可折转的光屏、激光电筒、量角器等。 2.实验操作过程:如图甲所示,将一平面镜M平放在水平桌面上,将附有量角器的白色光屏(由可绕ON折转的E、F两块板组成)垂直于镜面放置。用激光器发出的光沿图甲中的
16、入射光线位置射向平面镜M,并固定激光器;然后观察反射光线是否在纸板F上,再转动纸板F,观察纸板F上还有没有反射光线。然后再改变入射角,通过测量入射角和反射角的大小,找出角度的关系。最后研究光路可逆性。,命题点1,命题点2,从以上实验探究中,你能得出光在发生反射时遵循反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角的规律即反射定律。,命题点1,命题点2,典题1(2018新疆乌鲁木齐)在探究光的反射规律的实验中,小明设计了如图所示的实验:将平面镜放在水平桌面,硬纸板竖直地立在平面镜上,硬纸板上的直线ON垂直于镜面,右侧纸板可绕ON转动。 (1)如图甲,当硬纸板
17、在同一平面上,使一束光贴着纸板沿某一方向射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出。当入射光EO向ON靠近的过程中,发现反射光OF (选填“靠近”或“远离”)ON,为了精确探究反射规律,除了图中的器材,还需要刻度尺、 和 。,命题点1,命题点2,(2)如图乙,保持左侧纸板和入射光的位置不变,将右侧纸板绕ON转动,此时在右侧纸板上不能看到反射光,由此可以得出反射光线、入射光线和法线 的结论。 答案:(1)靠近 笔 量角器 (2)在同一平面内 解析:(1)光反射时,反射角大小等于入射角,若将EO向ON靠近,则OF靠近ON;为了精确探究反射规律,需要测量角度,记录数据,列出表格,故除了图中的器材,还需
18、要刻度尺、笔和量角器; (2)实验中使用可折转的硬纸板,除了能呈现光路外,将右侧纸板绕ON转动,此时在右侧纸板上不能看到反射光,由此可以得出反射光线、入射光线和法线在同一平面内的结论。 方法归纳 本题考查探究光的反射的实验,要理解光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。,命题点1,命题点2,命题点2探究平面镜成像特点 1.实验器材 玻璃板、蜡烛、刻度尺、火柴 2.实验过程(1)平面镜所成的像的大小与物体的大小相等的探究: 将一块玻璃板竖直架在一把刻度尺的上面; 取两段等长的蜡烛A和B一前一后竖放在刻度尺上; 点燃玻璃板前的蜡烛A,并
19、移动玻璃板后的蜡烛B,使它与蜡烛A在玻璃板里的像重合; 换用不同的蜡烛,但要保证A和B大小相同,重做上面的实验,并比较它们的大小。,命题点1,命题点2,(2)像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等的判断方法: 由刻度尺分别读出玻璃板到蜡烛A,以及玻璃板到蜡烛B的距离; 改变蜡烛A的位置,重做上面的实验,读出每次实验中两支蜡烛到玻璃板的距离,并比较它们的大小。 (3)平面镜所成的像可能是虚像:移去蜡烛B,并在其所在的位置上放一光屏,观察光屏上是否有蜡烛A的像;是否能用光屏承接蜡烛A的像。 3.实验结论 平面镜成像特点:(1)成的像是正立的虚像;(2)像和物的大小相同;(3)像和物的连线与镜面垂
20、直,像和物到镜的距离相等。可记忆为“等大、对称、正立、虚像”。,命题点1,命题点2,典题2(2018宁夏)如图所示是小军“探究平面镜成像特点”的情景:竖立的透明薄玻璃板下方放一把刻度尺,两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的刻度尺上,以A蜡烛为成像物体。(1)实验时不采用平面镜而采用透明薄玻璃板,不仅能观察到A蜡烛的像,也便于 。 (2)在实验中点燃A蜡烛,在水平桌面上无论怎样移动B蜡烛,也不能使B蜡烛与A蜡烛的像完全重合,原因是 。,命题点1,命题点2,(3)小军解决上述问题后,进一步观察A、B两支蜡烛在刻度尺上的位置发现,像和物到玻璃板的距离相等;移去后面的B蜡烛,并在其所在位置上放一光屏
21、,光屏上不能接收到A蜡烛的像,说明平面镜所成的像是 (选填“虚”或“实”)像。 (4)为证实上述成像特点的可靠性,小军接下来进行的实验操作是 。,命题点1,命题点2,答案:(1)确定像的位置 (2)玻璃板与桌不垂直 (3)虚 (4)保持玻璃板的位置不变,多次改变A、B蜡烛的位置进行实验 解析:(1)该实验采用透明薄玻璃板代替日常使用的平面镜,玻璃板是透明的,观察到A蜡烛像的同时,也能观察到蜡烛B,当蜡烛B和蜡烛A的像重合时,蜡烛B的位置便是蜡烛A的像的位置;(2)无法让蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,可能是实验时玻璃板没有竖直放置,像与物体不在同一水平面上;(3)移去后面的蜡烛,并在所在位置上放一
22、光屏,则光屏上不能接收到蜡烛烛焰的像,所以平面镜所成的像是虚像;(4)一次实验不具备代表性,应采取同样的实验方案多做几次,避免实验现象的偶然性,才能保证结论的正确,所以应该保持玻璃板位置不变,多次改变A、B蜡烛的位置进行实验。,命题点1,命题点2,方法归纳平面镜成像实验考查中,最常规的就是考查课本中的实验过程,涉及实验过程中的器材、环境要求、装置的组装等内容。选择材料时要注意选透明的薄玻璃板,这样便于确定像的位置和观察比较像与物体的大小关系,也不容易形成两个像而无法确定像;环境要较暗,所有光学实验尽可能在较暗的环境中进行;玻璃板的放置要与纸面垂直,否则无法比较像与物体的大小。在实验中对某方面要
23、求大家进行评估,判断实验设计的合理性,实验操作有没有什么失误,测量结果是否合理等。,命题点1,命题点2,拓展训练如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置图。 (1)实验室提供了厚薄不同的两块玻璃板,你应选择 薄 (选填“厚”或“薄”)玻璃板进行实验。 (2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛 B(与蜡烛A等长)竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的 前侧 (选填“前侧”或“后侧”)观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。 (3)实验时,将蜡烛A逐渐远离玻璃板时,它的像的大小不变 (选填“变大”“不变”或“变
24、小”)。,(4)移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上不能 (选填“能”或“不能”)呈现蜡烛的像。,命题点1,命题点2,解析(1)因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现明显的两个像,影响到实验效果,所以应选用薄玻璃板;(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧(A侧)观察,直至它与蜡烛A的像完全重合,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法;(3)平面镜成像大小跟物体大小有关,与物体到平面镜的距离无关,将蜡烛A逐渐远离玻璃板时,像的大小不会变化;(4)因为平面镜所成的像是虚像,不会出现在光屏上,所以,移去蜡烛B,在其原来位置上放
25、置一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像。,1,2,3,4,5,6,7,1.(2017甘肃天水)如图所示,小强在水中练习潜水,则能正确反映岸上教练看到水下小强的光路图是 ( D ),1,2,3,4,5,6,7,2.(2018甘肃兰州)探究“平面镜成像的特点”时,如图所示,选用的实验器材如下:一块薄平板玻璃、两个完全相同的跳棋子A和B、与A大小不同的跳棋子C、刻度尺和白纸。则下列与实验相关的说法错误的是( B )A.平面镜的成像原理是光的反射 B.选用薄平板玻璃替代平面镜是为了便于确定像的位置 C.利用现有器材可探究:像与物是否等大 D.若A与B到镜面的距离相等,则B一定与A的像重合,1,2,3,4,
26、5,6,7,3.(2018甘肃兰州)生活中人们常说“鸟语花香、绿柳成荫”。“鸟语”是通过空气 传播到人耳,“花香”是指扩散 现象,“绿柳”看起来呈绿色,是因为绿柳只反射 (选填“吸收”或“反射”)绿光,“成荫”是由于光的直线传播 。,1,2,3,4,5,6,7,4.(2017甘肃天水)一束太阳光照射在平面镜上,光线与镜面的夹角为60度,则反射角是30 度;若一束太阳光照射在三棱镜上,在三棱镜另一侧的光屏上形成了彩色光带,这是光的色散 现象;在红光外侧还有不可见的光叫红外线 。,1,2,3,4,5,6,7,5.(2017甘肃省卷)请利用平面镜成像的特点在图中作出AB物体在平面镜中的像,保留作图痕
27、迹。,答案:,1,2,3,4,5,6,7,6.(2016甘肃兰州)完成下列光路图: (1)在图甲中画出入射光线AO从空气射入玻璃时的折射光线;,(2)图乙是检查视力时的情景,人面对平面镜而坐,身后是视力表,请在丙图中画出人眼通过平面镜看到视力表中S点的光路图。,甲 乙 丙,1,2,3,4,5,6,7,解析:(1)考查对折射光线的画法,关键是记熟光的折射定律,搞清折射角与入射角的关系。 (2)平面镜成的虚像是反射光线反向延长线会聚形成的,眼睛看到虚像,像点、入射点、眼睛必然在同一直线上,这是完成本题的关键。,1,2,3,4,5,6,7,7.(2017甘肃兰州)完成下列光路图:如图所示,在练功房一侧的墙壁上装有一块平面镜,某同学从A点用一激光笔向镜面照射,在天花板的B点看到一光斑,请画出该光斑形成的光路图。,答案:,
