1、1第四章 光现象知识网络构建8310m/s自 然 光 源 ： 恒 星 、 太 阳光 源 人 造 光 源 ： 烛 焰 、 发 光 的 电 灯现 象 ： 影 子 的 形 成 、 日 食 、 月 食 、 小 孔 成 像光 的 传 播 光 的 直 线 传 播 应 用 ： 激 光 准 直 、 射 击 等光 速 ： 真 空 中 “三 线 共 面 ”内 容 法 线 居 中反 射 定 律 两 角 相 等在 反 射 现 象 中 ， 光 路 是 可 逆 的镜 面 反 射光 的 反 射 种 类 漫 反 射成 像 特 点平 面 镜 应 用凹 面 镜球 面 镜光 现 象 凸 面 镜发 生 的 条 件 当 从 空 气 斜
2、 射 入 水 中 ， 折 射 角 小 于 入 射 角当 入 射 角 增 大 时 ， 折 射 角 也 增 大光 的 折 射 折 射 规 律 当 光 从 空 气 垂 直 射 入 其 他 介 质 时 ， 传 播 方 向 不 变在 折 射 现 象 中 ， 光 路 可 逆折 射 现 象 ： 池 水 变 浅 、 海 市 蜃 楼 、 铅 笔 错 位 等定 义色 散光 的 色 散 可 见 光 谱 ： 红 、 橙 、 黄 、 绿 、 蓝 、 靛 、 紫色 光 的 三 原 色 ： 红 、 绿 、 蓝热 作 用 强 ， 利 用 红 外 线 加 热红 外 线 穿 透 能 力 强 ， 利 用 红 外 线 探 测看 不
3、见 的 光 D化 学 作 用 强 ， 可 使 照 相 底 片 感 光紫 外 线 生 理 作 用 强 ， 促 进 人 体 维 生 素 的 合 成 ， 可 用 于 杀 菌 、 消 毒荧 光 效 应 ， 用 于 防 伪 等高频考点透析序号 考点 考频1 光沿直线传播的条件 2 光的反射定律 3 平面镜成像的特点 4 光的折射规律 5 光的色散现象 6 红外线和紫外线的应用 2第一讲光的直线传播、反射和平面镜成像知识能力解读知能解读：(一)光源概念 能够发光的物体叫光源自然光源 如太阳、萤火虫、水母等按形成原因分人造光源 如：火把、油灯、蜡烛、电灯等点光源 如：电灯、蜡烛等分类 按光束形状分平行光源
4、如：激光笔、太阳等说明光源指的是自身能发光的物体，不包括反射光明情况。如月亮靠反射太阳的光、自行车的尾灯、公路上的交通标志牌及放电影时的银幕是靠反射射向它们的光，它们本身不能发光，因此不是光源知能解读：(二)光的直线传播1光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中是沿直线传播的。2光沿直线传播的现象：在有雾的天气组，可以看到从汽车灯射出的光束是直的；穿过森林的光束是直的；在电影院中可以看到放映机射向银幕的光束是直的。由现实生活中的这些现象，我们可以知道光是沿自线传播的。拓展：光沿直线传播是有条件的，如果介质不均匀，光线会发生弯曲。例如地球周围的大气层就是不均匀的，离地面越高，空气越稀薄，从大气层外
5、射到地面的光线就会发生弯曲。早晨，当太阳还在地平线以下时，我们就看见了它，就是不均匀的大气层使光线变弯曲的缘故，如图所示。因此应该说，光在同种均匀介质中是沿直线传播的。由于光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，所以经常用一条带箭头的直线来表示光的传播径迹和方向，箭头的方向表示光的传播方向这样的直线叫做光线，如图所示。应注意的是，光线不是实际存在的线，而是在研究光的行进过程中对细窄光束的抽象。它是人们研究光现象的一种方法，即建立物理模型的方法。知能解读： (三)影的形成1影的形成原因：光在一传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面光不能到达的区域城所形的跟物体相似的黑暗区域称为“影” 。它是由光的
6、直线传播而产生的，手影游戏是很好的例证。如图所示。2实例：自然界中的一些自然现象，如日食和月食的产生都可以用光的直线传播规律来解3释。如图所示为日食形成的原因。当地球转到月球的影子里时，处在区和区的地球上的人可以看到日偏食；处在区的地球上的人可以看到日全食；处在区的地球上的人可以看到日环食。知能解读：(四)小孔成像小孔成像原理：光沿直线传播。小孔成像的实验：暗室里在光源和光屏之间放一个带小孔的屏，调节小孔的大小，使孔足够小，在光屏上得到光源倒立的实像，如图所示。知能解读： (五)光速光速与介质种类的关系：光在不同的介质中传播速度不同。光可以在真空中传播，真空中的光速是宇宙中最快的速度，在物理学
7、中用字母 c 表示，其值为 。光在空气中的8310m/s速度十分接近在真空中的速度，也可以视为 ，光在水中的速度约为真空中的 ，8310m/s 34在玻璃中的速度约为真空中的 。23点拨：由于光的速度比声的速度快得多，因此打雷下雨时，虽然雷声和闪电是同时发生的，但是我们总是先看到闪电，后听到雷声。光年是光在一年里传播的距离，是天文学中的距离单位。知能解读：(六)光的反射1光的反射现象：光射到物体表面时，有一部分光会被物体表面反射回去，这种现象叫做光的反射。所有物体的表面都会发生光的反射现象。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。a riONBA2实例：看见不发光的物体、
8、倒影等。3基本概念一点 光的入射点，用一字母“ O”表示入射角 入射光线与法线的夹角，如图中的 i两角反射角 反射光线与法线的夹角，如图中的 r入射光线射到反射面的光线，如图中的 AO法线 经过入射点 O 并垂直于反射面的直线，它是一条辅助线，通常用虚线表示，如上图中的 ON三线反射光线入射光线射到反射面上后被反射面反射的光线，如图中的 OB注意：入射光线与反射光线有方向，用字母表示时，应沿光的传播方向叙述字母，如4AO、 OB 等。4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。方法：光的反射定律描述了“三线” “两
9、角”的关系，可缩记为：“三线共面，法线居中(三线位置关系)，两角相等(两角量值关系)” 。5光路可逆：在光的反射现象中，光路是可逆的。如图甲所示， AO 为入射光线， OB 为反射光线，如果光线从 BO 的方向入射，则反射光线一定从 OA 的方向反射出去，如图乙所示，即在光的反射现象中，光路可逆。A BNO ONBA知能解读：(七)镜面反射和漫反射1镜面反射：平行光线入射到光滑反射面上将沿同一方向平行地反射出去，像这种反射称为镜面反射。在镜面反射中，反射光线向着同一方向，其他方向上没有反射光线。(如图甲所示)2漫反射：平行光线入射到凹凸不平的反射面上将沿各个方向反射出去，像这种反射称为漫反射。
10、漫反射中，即使入射光线平行反射光线也将沿各个方向反射出去。(如图乙所示)注意：无论是镜面反射还是漫反射，每一条光线都遵循光的反射定律。知能解读：(八)平而镜成像1平面镜成像的原理：平面镜所成的像是物体发出(或反射出)的光线射到镜面上发生反射，由反射光线的反向延长线在镜后相交而形成的。如图所示。光源 S 在镜后的像 S并不是实际光线会聚而形成的，而是由反射光线的反向延长线相交而形成的，所以 S是 S 的虚像。如果把光屏放在 S处，是接收不到这个像的，所以虚像只能用眼睛看到，而不能成在光屏上。2平面镜成像的特点：平面镜成像的特点是“对称、虚像” ，可以解释为：“大小相等，线面垂直，距离相等，左右相
11、反，像为虚像” 。(1)大小相等：像和物体的大小相等。(与物体到平面镜的距离无关，与平面镜的大小无关)(2)线面垂直：像和物体的对应点连线跟镜面垂直。(3)距离相等：像和物体到镜面的距离相等。(4)左右相反：像和物体的左右是相反的。(5)像为虚像：物体在镜中所成的像是正立的虚像。只能用眼睛观察到，不能用光屏去承接，且在镜后用障碍物遮挡不住虚像。3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、掘山洞时，用平面镜把太阳光反射到作业区照明；(2)利用平而镜成像，如制作各种镜子，商场和家庭装饰时利用平面镜成像增强宽敞明亮的空间效果；(3)利用平而镜反射光
12、可以使微小的形变放大，以便观测。5知能解读：(九)三种面镜的比较平面镜 凸面镜 凹面镜反射面 平面 凸面 凹面示意图对平行光的反射特点(1)既不会聚也不发散(2)光路可逆(3)遵循光的反射定律(1)有发散作用(2)F 为虚焦点(3)光路可逆(4)遵循光的反射定律(1)有会聚作用(2)F 为实焦点(3)光路可逆(4)遵循光的反射定律应用 式衣镜 汽车观后镜 太阳灶解题方法技巧方法技巧：(一)根据反射定律作图的方法(1)根据入射光线作反射光线：先作法线确定入射角，再依据入射角的大小作出反射角和反射光线。(2)根据反射光线作入射光线：先作法线确定反射角，再依据反射角的大小作出入射角和入射光线。(3)
13、根据反射光线和入射光线确定平面镜的位置：先作入射光线与反射光线夹角的角平分线，并以此为法线，再过角的顶点作法线的垂线，即为平面镜的位置。警示：作图时，法线用虚线，光线的箭头标在表示光线线段的中间。方法技巧：(二)利用平面镜成像的特点作图的方法方法：平面镜成像的特点简记为：对称、虚像。利用对称法可以方便地解决四种类型的平面镜作图题：(1)确定虚像的位置；(2)确定观察范围或光照范围；(3)确定光路；(4)确定发光点的位置。具体方法：先借助数学中轴对称图形的画法，画出物体上各对应点的虚像，然后根据平面镜成像的特点用虚线连接虚像。跨越思维误区思维误区：误认为像的大小与物体距平面镜的远近有关；误认为要
14、更清楚地看清像，应照亮像由平面镜成像特点知像与物体的大小相等。我们观察物体时，从物体两端(上下或左右)射出的光线在眼球内交叉而成的角叫视角(如图)。物体离人越近视角越大，人感到物体越大；反之，人感到物体越小。同样的道理，我们在镜中看到自己离镜子越远像“越小” ，也是受视角的影响。其实，像与自己的大小是相等的，即像的大小是不变的。若要更清楚地看清像，即增加通过平面镜反射后进入眼睛的光线，则应增加物体的亮度，从而有更强的入射光线通过反射进入眼睛。物理思想方法6思想方法：(一)理想模型法为了更形象、简单地描述和研究光现象及规律，物理学采用建立理想模型的方法，用光线来表示光的传播路线，而实际上光线并不
15、存在，只是在研究光的行进过程中对细窄光束的抽象，是物理学家建立的物理模型。思想方法：(二)对称法作图作图法就是根据题目所给的条件，灵活运用有关物理概念和规律，通过作图求解未知量的方法。因此必须注意作图的规范性，掌握光线、光线的反向延长线、实像、虚像等画法的规定，逐步学会这种研究问题的方法。利用对称法作图就是根据平面镜成像的对称性完成光路。利用对称法可以方便地解决四种类型的平面镜作图题：(1)确定虚像的位置；(2)确定观察范围或光照范围；(3)确定光路；(4)确定发光点的位置。在作图过程中，我们可以发现，对称法作图的核心是平面镜成像的特点。本讲涉及光的反射和平面镜成像综合作图，有光的反射中“二角
16、”和“三线”的关系及作图、平面镜成像原理及作图。反射光路图已知入射光线画反射光线已知反射光线画入射光线已知入射光线和反射光线画平面镜平面镜成像成像特点图 成像原理图SS中考考点链接考点链接：(一)中考考点解读本讲的重点是光的直线传播、光的反射定律及平面镜成像的特点，难点是利用光的反射定律和平面镜成像的特点进行作图。题型主要有填空题、选择题、作图题和探究题等。考点链接：(二)中考典题剖析1光现象的辨别2光的反射定律的实验探究3平面镜成像特点的理解4平面镜成像特点的实验探究第二讲光的折射和光的色散知识能力解读知能解读：(一)光的折射1光的折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生
17、偏折，这种现象叫做光的折射。点拨：折射的产生是光从一种透明物质斜射入另一种透明物质里时，在分界面处发生的。因为光是在两种物质里传播的，所以传播的速度各不相同。发生折射时，同时也一定发生反射。如图所示。2光的折射规律：光发生折射时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线和7入射光线分别位于法线的两侧。(1)当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，折射角小于入射角。如图甲所示。(2)当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。(3)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。如图乙所示。irri 点拨：折射角是折射光线与法线的夹角；法线既是界面的
18、垂线，又是在作图时画入射角和折射角时的参照标准。光的折射中，光路是可逆的。如图甲、丙所示。折射角随入射角的增大而增大，但不成正例，叙述时应先说折射角后说入射角。3生活中的折射现象：斜插入水中的筷子看起来在水面处向上弯折；往脸盆中倒水，看到盆底深度变浅；潜入水中的人看岸边的人变高；从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”等。知能解读：(二)光的色散光的色散现象：一束太阳光通过三棱镜，被分解成七种色光的现象叫光的色散，这七种色光从上至下依次排列为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(如图所示)。同理，被分解后的色光一也可以混合在一起成为白光(如图所示)。2由光的色散现象得出的两个结论：第一，白光不是单色的，而是由各种单
19、色光组成的复色光；第二，不同的一单色光通过三棱镜时偏折的程度是不同的，红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。知能解读：(三)色光的混合1色光的三原色：红、绿、蓝三种色光是光的三原色。2色光的混合：红、绿、蓝三色光中，任何一种色光都不能由另外两种光合成。但红、绿、蓝三色光却能够合成出自然界绝大多数色光来，只要适当调配它们之间的比例即可。色光的合成在科学技术中普遍应用，彩色电视机就是一例。注意：不能简单地认为色光的混合是光的色散的逆过程。例如：红光和绿光能混合成黄光，但黄光仍为单色光，它通过三棱镜时并不能分散成红光和绿光。拓展：物体的颜色在光照到物体上时，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收，
20、不同物体，对不同颜色的光反射、吸收和透过的情况不同，因此呈现不同的色彩。物体的颜色由它所反射或透射的光的颜色决定。(1)透明体的颜色是由它透过的色光决定的(如图甲所示)。(2)有颜色的不透明体的颜色由该不透明体反射的色光决定，如图乙所示。(3)如果在屏上贴一张黑纸，不论什么颜色的光照射到的地方均为黑的，这表明黑色物体吸收各种颜色的光。如果在屏上贴一张白纸，在白纸上能看到各种色光，表明白色物体反射各种色光，即红光照射到白纸上呈红色，黄光照射到白纸上呈黄色等。8知能解读：(四)看不见的光1光谱：太阳光通过三棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种不同颜色的光，这七种色光按顺序排列起来就是太阳的可见
21、光潜。2红外线：在光谱的红光以外，有一种看不见的光，叫做红外线。一切物体都在不停地辐射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线越多。利用这一特点，红外线主要有以下作用：(1)诊断病情：人生病时，局部皮肤温度异常，能辐射与健康人不同量的红外线，如果用对红外线敏感的胶片给病人的皮肤拍照，并与健康人的“热谱图”对比，有助于诊断病情。(2)制成红外线夜视仪：夜间人体的温度比野外草木、岩石的温度高，人辐射的红外线比它们强得多，人们根据这一原理制成了红外线夜视仪，可用在步枪的瞄准器上。另外，红外线还可以用来进行遥控。如电视机、空调的遥控器就是通过发射红外线脉冲进行遥控的。红外线的主要特征是热作用强。因此可用来
22、加热食品，如家用红外线烤箱。3紫外线：在光谱的紫光以外，也有一种看不见的光，叫做紫外线。紫外线的主要特性是化学作用强。适当的紫外线照射有助于人体合成维生素 D，促进身体对钙的吸收。紫外线能杀死微生物。在医院、饭店里，常用紫外线灯来灭菌。紫外线能使荧光物质发光，用来制成验钞机。过量的紫外线照射对人体十分有害，轻则使皮肤粗糙，重则引起皮肤癌。太阳光是天然紫外线的重要来源。阳光中的紫外线大部分被大气层上部的臭氧层吸收，不能到达地面，否则，地球上的生物将无法生存。因此要增强环保意识，保护臭氧层不被破坏。解题方法技巧方法技巧：(一)对光的折射现象的判断与解释光的折射现象：光的折射会形成许多光学现象，如水
23、底看起来比实际的浅，斜插入水中的筷子变弯曲，鱼缸中的鱼看起来变大等。要解释这些现象，首先要知道看见的并非实际物体，而是物体发出或反射的光经折射后成的虚像。以池水看起来“变浅”为例，其原因我们可以作如下分析：我们能够看见物体是由于有光射入我们的眼睛，假设从水池底的一点 A 射出的两条光线经折射后射入人眼(如图甲所示)，眼睛根据光沿直线传播的经验(人的感觉总认为光沿直线传播)，逆着折射光线看上去，就会觉得光好像是从水中的 A点射入我们眼睛的，因此我们会觉得 A比 A 高了，即看起来池底升高，池水“变浅”了。有经验的渔民都知道，在叉鱼时，只有瞄准鱼的下方，才能把鱼叉到。若从水中去观察岸上的物体，则正
24、好出现相反的现象， P 点的位置将会升高，如图乙所示。例如跳水运动员在水下观察 10m 跳台，就会感到其高度超过 10 m。因此我们可以得出结论：从岸上看水里和从水里看岸上相同，看到的都是物体升高了的虚像。方法技巧：(二)利用光的折射规律作图的方法(1)先过入射点作出法线，再根据光的折射规律作出折射光线。(2)在光的折射现象中有“空气中的角总是大于其他介质中的角” ，即不论空气中的角是入射角还是折射角，总要比其他介质中的角要大一些(垂直入射除外)。也就是说，在空气与9其他介质的界面上发生的折射现象，如果折射角所在介质为空气，则折射角大于入射角；如果入射角所在介质为空气，则折射角小于入射角。跨越
25、思维误区思维误区：没有正确把握折射规律中“两角”的关系，造成根据折射光路图判断光线时错误发生折射时折射角跟入射角的关系分两种情况：(1)光从空气斜射入其他介质中时，折射角小于入射角；(2)光从其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。即“斜射时，总是空气中的角大。 ”物理思想方法思想方法：理想模型法及作图法本讲在学习光的折射时用到这两种方法。利用光线和光的折射规律作图时要注意：(1)法线要垂直于界面，且用虚线画；(2)光线用实线，且要画上箭头表示光的传播方向；(3)光从空气斜射入其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，而光从其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折；(4)当入射角增大时，折射角也随着增大；(5)在光的折射现象中光路是可逆的；(6)当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。中考考点链接考点链接：(一) 中考考点解读本讲重点是光的折射和红外线、紫外线的应用，难点是利用光的折射规律作图和用所学知识解释生活中的光学现象，中考主要以填空题、选择题和作图题等形式出现。考点链接：(二) 中考典题剖析1利用光的折射规律作图2生活中的折射现象
