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<p>第三章 光现象
3.1光的色彩 颜色
一、光源
1、光源：能自身发光的物体叫做光源。
如：太阳、萤火虫、荧光棒、点燃的蜡烛、开着的手电筒、发光的水母、篝火、恒星（北极星）等 。
注: ①月亮、水晶、荧幕、发光的宝石和行星，都不是光源，它们只能反射光源发出的光。
②电灯、蜡烛不是光源，应说：开着的电灯、点燃的蜡烛是光源。
2、光源分类： （1）天然光源（太阳、发光的水母、斧头鱼）
（2）人造光源（开着的电灯、火把）
二、光的色散：
1、光的色散：白光（如太阳光）经三棱镜折射后，依次被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种色光的现象，叫做光的色散。
（英国 物理学家 牛顿 ）
2、光的色散现象： 彩虹、五彩缤纷的露珠
注：光的色散，白屏上从上到下依次出现:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带
红光偏离原来的方向最小，紫光偏离原来光的方向最大。
白光是由各种色光混合而成的复色光
三、色光的混合
1、光的三原色：红、绿、蓝
2、色光的混合：除红、绿、蓝色光外，其它色光都可由红、绿、蓝这三种色光按不同的比例混合而成。
白光是红、绿、蓝三种色光等比例混合而成的；世界上没有黑光。
四、物体的颜色
1、透明物体的颜色：是由它透过的色光的颜色决定的（透明物体透过与其颜色相同的色光而吸收与其颜色不同的色光）
如：红色透明物体只能透过红光；绿色透明物体只能透过绿光；蓝色透明物体只能透过蓝光
2、不透明物体的颜色：是由它反射的色光的颜色决定（不透明物体反射与其颜色相同的色光而吸收与其颜色不同的色光）
白色不透明体能反射各种色光。黑色不透明体能吸收各种色光。绿色物体：反射绿光。
例：一张白纸上画了一匹红色的马、黑色的石头、绿色的草，现在暗室里用绿光看画，会看见绿色的纸，黑色的马，黑色的石头，看不清草（草、纸都为绿色）
五、光能
1、光能：光具有能量，叫做光能。
2、应用：太阳灶、太阳能热水器（太阳能转化为内能）
太阳能汽车、太阳能风扇（太阳能转化为动能）
太阳能电池、太阳能发电站（太阳能转化为电能）
绿色植物的光合作用(太阳能转化为化学能)
3.2、人眼看不见的光
一、光的种类
1、可见光：人眼能看见的光，称为可见光。
2、不可见光：人眼无法看见的光，称为不可见光。
不可见光有：红外线和紫外线。
二、 红外线
1、红外线：太阳光色散光带中，红光外侧的不可见光，叫做红外线。
（英国 赫歇尔）
2、来源：一切物体都在不停地向外辐射红外线，同时，也在吸收其他物体发出的红外线。
3、特点：能使被照射物体发热，具有热效应。
① 物体温度越高，红外线辐射越强。
② 太阳的光和热主要是以红外线的形式传递到地球上的。
4、应用：红外探测器、红外线摄像机、红外线夜视仪、响尾蛇捕食、“响尾蛇”导弹、
红外线报警器、红外线取暖器、红外线测温器、红外线遥控器、红外线感应器（门、水龙头、烘手器）、红外线加热物品、红外线遥感、红外线诊断疾病、红外线太空望远镜。
三、紫外线
1、紫外线：太阳光色散光带中，紫光外侧的不可见光，叫做紫外线。
（德国 物理学家 里特）
2、来源： 太阳是天然紫外线的重要来源。
炽热物体发出的光中都带有紫外线。
3、特点：能使荧光物质发光，具有荧光效应
4、应用：
（1）有利：紫外线灭菌灯、紫外线消毒柜、紫外线验钞机、紫外线鉴别古字画、紫外线治疗仪、紫外线促进维生素D的合成，有助于钙的吸收。
（2）危害：过量紫外线照射对人体有害（臭氧可吸收紫外线，我们要保护臭氧层，防止臭氧空洞）
（3）防护：防紫外线霜 、防紫外线伞 、防紫外线眼镜、防紫外线电焊防护面罩。
3.3光的直线传播
一、光在同种均匀介质中的传播
1、光的直线传播规律：光在同种均匀介质中是沿直线传播的。
2、显现光路的方法：向空气中喷洒 烟、水雾、粉尘等小颗粒物体。（转换法）
二、光线
1、光线：用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这样的直线叫做光线。（模型法）
（直线：表示光的传播路径；箭头；表示光的传播方向）
注：光是实际存在的；“光线”实际上是不存在的，是人们为了形象地表示光的传播方向 和传播路径而画出的带箭头的直线，是表示光的传播的一种方法。
三、光的直线传播的应用
1、影子的形成：光在沿直线传播的过程中.遇到不透明物体，在物体背后光不能到达的区
域便形成了影子。
（1）影子：晚上，人从路灯下走过时，影子的长度：先变短，后变长；在路灯底下时最短。
（2）手影、皮影戏
（3）日食、月食的形成
日食：日 - 月 - 地 （在白天发生，月亮挡住了太阳射向地球的光线）
月食：日 - 地 - 月 （在夜晚发生，地球挡住了太阳射向月球的光线）
2、坐井观天（要求会作无水和有水时青蛙视野的光路图）；
3、一叶障目
4、队列看齐、 种树
5、木匠单眼瞄直
6、“三点一线”射击瞄准
7、激光准直；
8、凿壁借光
9、小孔成像：
（1）像的特点：倒立的实像。 像可以是缩小的，可以是放大的，也可以是等大的。
当物距大于像距，所成的像是缩小的；
当物距大于像距，所成的像是放大的；
当物距等于像距，所成的像是等大的。（可用作图法来判断）
（2）像的形状：与小孔的形状无关，像由物体的形状来决定（树阴下的光斑是圆形的太阳的像）
（3）像的移动：物体向上移动，则像向下移动
物体向左移动，则像向右移动；
物体靠近小孔，或像（光屏）远离小孔，则像变大，变暗；
（4）像的转动：物体顺时针转动，则像也顺时针转动。
四、光速
1、光速：光在介质中每秒传播的距离，叫做光速。
光在真空中传播的速度最大，为3×108m/s=3×105 km/s，是宇宙中最快的速度。
2、光速与介质有关，光在不同介质中的传播速度不同，
光在真空中的传播速度最快，为3×108 m/s,空气中的光速约为3×108 m/s，
在水中的速度约是空气中的3/4，在玻璃中的速度约是在空气中的2/3。
3、光年：光在真空中一年中传播的距离。（光年是长度单位；1光年≈9.46×1015m）
注：①声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不能传播；
光在真空中传播速度最快，空气中次之，再次是透明液体，固体中最慢（刚好相反）。
②光速远远大于声速 （如先看见闪电后听见雷声，光传播的时间可忽略不计；在100m赛跑时声音传播的时间不能忽略不计，但光传播的时间也可忽略不计）。
3.4平面镜成像
一、平面镜
1、平面镜：表面平滑,可以照出像的物体，叫做平面镜。
2、生活中的平面镜：光滑的金属面（如：铜镜）、玻璃板、平静的水面（湖面）、光洁的地面瓷砖等。
二、探究平面镜成像的特点
1、探究一:物与像的大小是否相同
问题一:如何确定像的位置？
方法：用平板玻璃代替镜子，其目的是：便于确定像的位置。
问题二:怎样比较像与物的大小关系？
方法：用另一个完全相同的物体代替像的位置，观察是否重合。（替代法）
问题三:只做一次实验科学吗？
方法：改变物体到镜面的远近位置,观察物与像是否重合。（多次实验，便于寻找规律，避免偶然性）
结论:像与物大小相等。
2、探究二:物与像到镜面的距离关系
方法：用尺子量像到平面镜的距离和物到平面镜的距离，再进行比较。
结论:像到平面镜的距离与物到平面镜的距离相等.
像与物关于平面镜对称
3、探究三:实像与虚像
方法：移去平面镜后另一物体，在镜后像的位置放一光屏（或白纸），看白纸上能否出现镜前物体的像。
结论:平面镜成的是虚像。
实像：能被人看见，也能在光屏上呈现的像叫实像。
虚像：能被人看见，但不能在光屏上呈现的像叫虚像。
三、平面镜成像
1、平面镜成像的特点：正立、等大、等距的虚像
（1）正立：像是正立的。
像和物上下方向相同，左右方向相反（镜中人的左手是人的右手，看镜子中的钟的时间要看纸张的反面）。
（2）等大：像与物大小相等（高度和宽度都相同）
物远离或靠近镜面时，像的大小不变，都与物体相同。
（3）等距：①像和物到镜面的距离相等。（像到平面镜的距离与物到平面镜的距离相等）
（例：物离水面多高，像离水面就是多远，与水的深度无关）
②物远离或靠近镜面时，像也远离或靠近镜面相同的距离
③像到物的距离是物到镜面距离的2倍。
④物以1m/s的速度靠近平面镜，像也以1m/s的速度靠近平面镜，像以2m/s的速度靠近物体
（4）虚像：平面镜成的像是虚像。 （如：水中月、镜中花）
（5）像和物关于平面镜对称：像和物的大小相等，像与物的连线与镜面垂直，到镜面的距离相等。
注：①如果成像不清楚，可以用光照射物体。
②无论怎样移动镜后面的物体，都不能与镜前物体的像重合，原因是：玻璃板没有与桌面相垂直。
③观察像时，发现两个几乎重叠的像，这是因为玻璃板前后两个表面都能成像造成的，
应选用厚度薄些的玻璃板。
2、平面镜成像的原理：光的反射。（两条反射光线的反向延长线的交点即为像点）
3、平面镜的作用：（1）成像 （2）改变光路
4、应用：（1）有利方面：古代妇女对着铜镜梳妆、舞蹈演员用平面镜矫正舞姿、用平面镜扩大视觉空间、牙医用平面镜观察牙齿的背面、用潜望镜观察水面上的情况。
（2）不利方面：高楼大厦的玻璃幕墙会造成光污染、
夜间行车，车内景物在挡风玻璃上的成像会干扰驾驶员的视线。
5、作图：会用平面镜成像的规律（像和物关于平面镜对称）和平面镜成像的原理（同一物体发出的光线经平面镜反射后，反射光线的反向延长线（作图时用虚线）的交点即为像点）作光路图（作出物、像、反射光线和入射光线）
注：平面镜成像时，物体射到平面镜上的光经反射后，反射光线是发散的，但这些反射光线的反向延长线相交形成像（作图时用虚线）。进入眼睛的光并非来自像点，是反射光。
四、面镜的分类
1、面镜：不透明且能够成像的镜子，叫做面镜。
2、分类：平面镜 、凹面镜和凸面镜
3、凹面镜：（1）凹面镜：以球的内表面为反射面的叫凹面镜
（2）特点：凹面镜对光线有会聚作用。
（3）例子：太阳灶、手电筒反光罩、点燃奥运圣火的装置
4、凸面镜：（1）凸面镜：以球的外表面为反射面叫凸面镜
（2）特点：凸面镜对光线有发散作用。
（3）例子：丁字路口转弯镜、汽车观后镜(可扩大视野)。
例：在“探究平面镜成像特点” 的实验时
（1）用玻璃板代替平面镜，其目的是 ，
（2）应尽可能选薄一些的玻璃板，避免确定像的位置和测量物、像到平面镜的距离时产生不必要的麻烦。否则会看到镜中有 个几乎重叠的像，产生这种现象的原因是 。
（3）在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B，对蜡烛A和B的要求是 ，两段等长的蜡烛是为了比较物与像 的关系。
将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像将__________ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
（4）在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛 （填“A”或“B”）侧观察。玻璃板的放置一定要与桌面 。如果无论怎样调节镜后面的蜡烛B，都不能与镜前蜡烛A的像相重合，可能的原因是 。
（5）直尺的作用是便于比较像与物 的关系。
（6）移去蜡烛B，在其所在位置放一光屏，则光屏上 （“能”或“不能”）接收到蜡烛A的烛焰的像，这说明平面镜成的是 像。
（7）用直线连接物和像，发现像和物的连线与镜面 。平面镜成像中像与物的关系和数学中学过的 图形比较相似。
（8）若用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验，但看不清跳棋的像，想个办法看清跳棋的像： 。
3.5 光的反射
一、光的反射
1、光的反射：光射到物体的表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来，这种现象叫做光的反射。
2、光的反射有关术语
⑴入射光线(AO)：
⑵反射光线(OB)：
⑶法线(ON)：过入射点和镜面垂直的直线,用虚线表示。
⑷入射角（α ）：入射光线与法线的夹角，
⑸反射角（β） ：反射光线与法线的夹角，叫做反射角。
二、光的反射定律
1、光的反射定律：①光发生反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；
②反射光线和入射光线分居在法线两侧；
③反射角等于入射角。
简述: ①三线共面 ②两线分居 ③两角相等
2、角的关系：
⑴当入射光线与镜面成θ角时，则入射角为90°－θ，反射角也为90°－θ
⑵当光线垂直入射时，入射角为0°，反射角为0°, 反射光线、入射光线和法线，重合在一起，反射光线沿原来入射光线的路径反向射出。
⑶光在反射过程中，若入射角增大θ， 反射角也增大θ，反射光线与入射光线之间的夹角增大 2 θ。
⑷保持入射光线方向不变，若平面镜转过θ角，则反射光线转过2 θ，反射光线与入射光线之间的夹角增大2 θ。
注：①入射角与反射角之间存在因果关系，反射角总是随入射角的变化而变化而变化，
因而只能说“反射角等于入射角”，不能说“入射角等于反射角”。
②对应于一条入射光线，只有一条反射光线；而入射角大小相等的入射光线有无数条。
③反射光线经平面镜反射后沿水平方向射出时，水平方向有两个方向，有两条反射光线。
三、光路具有可逆性
1、光路的可逆性：如果光线沿原来的反射光线的方向射到界面上，这时的反射光线定会沿原来的入射光线的方向射出去，这种现象叫做光路具有可逆性。
2、在反射现象中，光路是可逆的（从镜中互相看到双方眼睛的问题）
四、反射的类型
1、两种反射
⑴镜面反射：平行光射到光滑反射面上, 反射光仍然被平行反射出去的现象，叫做镜面反射。
⑵漫反射：平行光射到粗糙反射面上，反射光沿各个方向反射出去的现象，叫做漫反射。
2、镜面反射和漫反射的异同点
（1）相同点：镜面反射和漫反射都是反射现象，都遵守光的反射定律。
（2）不同点:①反射面不同：镜面反射的反射面是光滑平面，平行光束反射后仍为平行光束；
漫反射的反射面是粗糙不平的，平行光束反射后射向各个方向，不再平行。
②一个方向的入射光，镜面反射的反射光只射向一个方向（刺眼）；
而漫反射射向四面八方。
3、镜面反射和漫反射的判断
（1）看反射面是否平滑
（2）看是否向四面八方反射光线（各个角度能否都可以看到物体）
五、看见不发光物体的原因
1、看见不发光物体的原因：是因为物体漫反射的光进入了我们的眼睛。
2、日常见到的绝大多反射面都会发生漫反射，由于漫反射才使我们从不同方向看到物体。
六、光的反射（镜面反射和漫反射）的例子
（1）电影屏幕粗糙、黑板要用粗糙的毛玻璃是利用漫反射把光射向四处；
黑板用久了，会 “反光” 看不清字，是因为发生了镜面反射，使有些方向没有反射光线，从而看不见了。
（2）人们能从各个方向看到本身不发光的物体，是由于光射到物体上发生了漫反射的缘故。
(3)月光积水问题:迎着月光走，亮处为水潭，走暗处；背着月光走亮处为地面，走亮处，因为水潭发生镜面反射，地面发生漫反射。
（4）用手电筒分别正对镜子和墙照射，从侧面看去墙显得更亮，墙发生的是漫反射，光线射向各个方向，镜子发生的是镜面反射，反射光线射向某一方向。
（5）水中的倒影、平面镜成像、潜望镜、凸面镜、凹面镜都是镜面反射。
七、利用光的反射定律作光路图
1、步骤：⑴确定入（反）射点：入射光线和镜面，或反射光线和镜面，或入射光线和反射光线的交点即为入射（反射）点
⑵根据法线和镜面垂直，作法线。法线是反射光线和入射光线之间夹角的角平分线。
⑶根据反射角等于入射角，作出入射光线或反射光线
2、作光路图的要求
（1）作图必须用直尺、圆规、铅笔
（2）光线用实线，且要画箭头表示光的传播方向，法线画虚线，并标垂足，延长线或辅助线用虚线。
（3）反射面的反面画斜线
（4）按题目要求，标出入射角或反射角及其度数，不要多标或标错。
八、光的反射的应用
（1）成像：平面镜、凹面镜、凸面镜、反射式望远镜、
潜望镜（正立等大的虚像；由两块与水平面成45°角的平面镜平行放置组成）
（2）改变光路（光的传播方向）：
①平面镜 用平面镜反射日光照亮地道；
②角反器:由两个互相垂直的平面镜组成
（作用：使光线沿原方向反射回去，如：自行车后镜）
③潜望镜：是利用两块互相平行的平面镜可以从水下观察水面上的船只的。
九、平面镜成像的形成
平面镜所成像是物体发出（或反射出）的光线入射到镜面，发生反射，由反射光的延长线在镜后相交而形成的。光源S在平面镜后的像并不是实际光线会聚而成的，是由反射光线的反向延长线会聚而成，这样的像叫虚像，如果用光屏放在平面镜后的S' 处，是接收不到这个像的。
十、实像和虚像
1、像的种类：（1）实像：实际光线会聚而成的像叫实像。
（2）虚像：非实际光线而是光线的反向沿长线会聚而成的像。
2、共同点：实像和虚像是都能被人眼看到，即都有光线射入人眼。
不同点是：①实像能呈现在光屏上，如：小孔成像，照像机成像、幻灯机成像均是实像；
虚像不能呈现在光屏上，如：平面镜成像，放大镜成像均是虚像。
②实像是实际光线会聚而成的，虚像是由反射光线或折射光线的反向延长线会聚形成的。
3、作图中的实线和虚线：
(1) 实线：实际光线和实像，用实线画；
(2) 虚线：反射光线的反向延长线、虚像和法线等辅助线，用虚线画，不加箭头；
(3)光线要加箭头表示光的传播方向，像有时要加箭头表示像的正倒。
第三章《透镜及其应用》复习提纲
一、光的折射
1、定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化；这种现象叫光的折射现象。
2、光的折射定律：三线同面,法线居中,空气中角大,光路可逆
⑴折射光线，入射光线和法线在同一平面内。
⑵折射光线和入射光线分居与法线两侧。
⑶ 光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，属于近法线折射。
光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，属于远法线折射。
光从空气垂直射入（或其他介质射出），折射角=入射角= 0 度。
3、应用：从空气看水中的物体，或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像，看到的位置比实际位置 高
练习：☆池水看起来比实际的 浅 是因为光从 水中斜射向 空气中时发生折射，折射角大于入射角。
☆蓝天白云在湖中形成倒影，水中鱼儿在“云中”自由穿行。这里我们看到的水中的白云是由 光的反射 而形成的 虚像 ，看到的鱼儿是由是由光的折射而形成的 虚像 。
二、透镜
① 名词：薄透镜：透镜的厚度远小于球面的半径。
主光轴：通过两个球面球心的直线。
光心：（O）即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。
焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点。
焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。
② 典型光路F
F
F
F
三、凸透镜成像规律及其应用
1、实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。
若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。
2、实验结论：（凸透镜成像规律）
F分虚实,2f大小,实倒虚正,
具体见下表:
物距
像的性质
像距
应用
倒、正
放、缩
虚、实
u>2f
倒立
缩小
实像
f<v<2f
照相机
f</p><u<2f v="">2f
幻灯机
u<f>u
放大镜
３、对规律的进一步认识：
⑴u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。
⑵u＝2f是像放大和缩小的分界点
⑶当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。
⑷成实像时：
物距减小
（增大）
像距增大
（减小）
像变大
（变小）
⑸成虚像时：
物距减小
（增大）
像距减小
（增大）
像变小
（变大）
四、眼睛和眼镜
1、成像原理: 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。
2、近视及远视的矫正:近视眼要戴凹透镜,远视眼要戴凸透镜.
五、显微镜和望远镜
1、显微镜: 显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，道理就像投影仪的镜头成像一样；目镜的作用则像一个普通的放大镜，把这个像再放大一次。经过这两次放大作用，我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
2、望远镜:有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。</f></u<2f>
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