介紹
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光的直線傳播
1、光現象:包括光的直線傳播、光的反射和光的折射。
2、光源:只能發光的物體稱為光源。
光源按產生原因來分:可分為自然光源和人工光源。
例如,自然光源包括太陽、螢火蟲等,人造光源包括蠟燭、霓虹燈、白熾燈等。
月亮不是光源,月亮本身不發光,它只是反射太陽的光。
3、光的線性傳播:光在真空中或在同一均勻介質中沿直線傳播,并且光的傳播不需要介質。
大氣層不均勻,當光線從大氣層外照射到地面時,光線會發生彎曲(海市蜃樓、早上看到太陽、太陽仍在地平線以下、星星閃爍等)
光沿直線傳播的現象:小孔成像、井底之蛙、陰影、日食、月食、致盲樹葉。
光沿直線傳播的應用:
① 激光對中。 直隊必須向前看,瞄準目標。
②陰影的產生:光在傳播過程中,遇到不透明物體時,由于光是沿直線傳播,所以光無法到達不透明物體,暗部就是陰影。
③日食的產生
月食的原因:當地球在太陽和月球之間運行時,三個球體在一條直線上,太陽光在直線傳播過程中被不透明的地球遮住,地球的影子落下在月球上,導致月食。 日全食。
日食的成因:當月球運行在太陽和地球之間時,太陽的光線被不透明的月亮阻擋,月亮的影子落在地球上,就產生了日食。
圖為:地球背后
1的位置可以看到日食,
在 2 的位置看到日偏食,
在位置 3 觀看日環食。
④小孔成像:小孔成像實驗早在《墨經》中已有記載,認為小孔形成倒立的虛像,圖像的形狀與物體的形狀無關。洞。 圖像可以放大或縮小。
如果用一塊有小孔的板覆蓋屏幕和物體,屏幕上就會產生物體的倒像。 我們將這種現象稱為小孔成像。 當前后板連接到中板時,圖像的大小會突然發生變化。 這些現象反映了光沿直線傳播的特性。
針孔成像的原理:光在同一均勻介質中沿直線傳播,不受引力效應的干擾。
根據光直線傳播定律證明像長與物長之比等于像與物體及小孔屏之間的距離之比。
4. 光:一條帶有箭頭的直線,代表光的軌跡和方向。 (光是想象出來的,實際上并不存在)
光是由小光束構建的理想化學模型,構建理想化學模型是研究化學的常用技術之一。
5、光速:光在不同物質中傳播的速度通常不同,在真空中最快。
(1)真空中的光速
C=3×108m/s=3×105km/s;
光在空氣中的傳播速度約為3×108m/s(注意指標)。
光在水底的速度是真空中光速的3/4,光在玻璃中的速度是真空中光速的2/3。
雷和閃電同時發生在同一個地方,但我們總是先看到閃電,然后看到雷聲。 這是什么意思?
這表明光比聲音傳播得更快。
(2) 光年是寬度單位。 1光年代表光在1年內傳播的距離。 1光年=3×108m/s×365×24×3600秒=9.46×1015米
注意:光年不是時間單位。
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光的反射
1.反射:光在兩種物質的界面處發生反射。
我們之所以能看到不發光的物體,是因為物體反射的光進入了我們的耳朵。
定義:當光從一種介質射到另一種介質表面時,部分光被反射回原來介質的現象稱為光反射。 任何物體的表面都會發生反射。
2.探索實驗:探索光反射規律
【設計實驗】將平面鏡放在水平桌面上,然后將紙板ENF垂直立在平面鏡上。 紙板上的直線ON與鏡面垂直,如圖2-2所示。
一束光束粘在紙板上并以一定角度射向 O 點。 經平面鏡反射后,向另一個方向射出。 用筆在紙板上描出入射光EO和反射光OF的軌跡。 改變光束的入射方向并再次進行。 使用另一支彩色筆記錄光跡。
取出紙板,用量角器測量NO兩側的角度i和r。
【實驗形式】
【實驗現象與推論】反射現象中,反射光、入射光和法線都在同一平面內; 反射光和入射光在法線側分離; 反射角等于入射角(i=r)。
【注意】
① 將紙板NOF向前或向后折疊,都看不到反射光,這意味著反射光和入射光在同一平面內。
②如果光線逆著反射光的方向射到鏡子上,那么它就會逆著原來入射光的方向反射。 這表明,在反射現象中,光路是可逆的。
3.光反射定理
反射現象中,反射光、入射光和法線都在同一平面內; 反射光和入射光在法線的左側分離; 反射角等于入射角平面鏡成像圖片示意圖,反射角隨著入射角的減小而減小。 而減小,當入射角為零時,反射角也變為零度。
(縮寫為:三線共面,兩線分開,兩角相等)。
如圖2-3所示,垂直于鏡面的直線ON稱為法線; 入射光線與法線的傾角i稱為入射角; 反射光線與法線的傾角r稱為反射角。
4、光的反射有兩種:漫反射和鏡面反射。 兩種反射都遵循光的反射定律。
⑴鏡面反射
定義:入射到物體表面的平行光經過反射后仍然是平行的。 即入射光是平行的,反射光也是平行的,其他方向沒有反射光。
條件:反光面光滑。
應用:迎著陽光看平原海面,非常明亮。 黑板的“反射”是由于鏡面反射。
⑵ 漫反射
定義:平行光照射到物體表面后被反射并向不同方向傳播,每條光都遵循光的反射定理。
狀況:反射面不平整。
應用:不發光的物體可以從各個方向看到,因為光照射到物體上會發生漫反射。
練習: ☆請舉例說明光反射對人們生活、生產的利與弊。
⑴優點:使用平面鏡觀察生活中的外觀; 我們能看到的大部分物體都是因為物體的反射光進入我們的嘴里。
(2)缺點:黑板反光; 城市高大房屋的玻璃幕墻、玻璃山墻反射光線,造成光污染。
☆椅子放在臥室中間,從各個方向都能看到它。 原因是:光線在椅子上擴散。
5、如果想在平面鏡中看到肢體,全身鏡的高度至少應為凈高的一半。
6、繪制反射光或入射光完成光路圖的方式
(1)繪制反射光或入射光完成光路圖的依據是光的反射定理。
(2) 草圖完成后,圖中必須包含以下元素:平面鏡、入射光、反射光(用箭頭標記)、表明入射角和反射角相等的標志(如果角度是給定,還必須標記角度)、法線(實線)和垂直標志。
(3)當平面鏡、入射(反射)光線、入射(反射)角已知時,首先經過入射(反射)點畫出法線。 然后在法線的另一左側測量等于入射(反射)角的角度,以形成反射(入射)入射光線。 最后,完成其他要素。
(4) 當入射光線和反射光線已知時,首先畫兩條線之間的角度的角平分線作為法線。 然后通過兩條線的交點,使平面鏡垂直于法線。 最后,完成其他要素。
7. 面膜
⑴平面鏡:
成像特性:正立、等大小、等距、垂直、實像
① 圖像和物體大小相等
②像和物體到鏡面的距離相等。
③ 圖像與物體的連線垂直于鏡面
④ 物體在平面鏡中所成的像是實像。
成像原理:光的反射定律
功能:成像、改變光路
虛像和實像:
虛像:實際的光點會聚形成的圖像,可以被屏幕接收到,也可以被耳朵聽到。
實像:反射光或折射光的會聚點反向延伸而形成的圖像,只能用耳朵聽到,不能用屏幕接收。
平面鏡的應用:水底反射; 平面鏡成像; 潛望鏡。
⑵球面鏡
①凹面鏡
定義:以球體的內表面作為反射面。
性質:凹面鏡能將射到其上的平行光線會聚于一點; 從焦點到凹面鏡的反射光是平行光
應用:太陽灶、手持探照燈反射鏡、汽車頭燈、天文望遠鏡。
②凸面鏡
定義:用球體的外表面作為反射面。
性質:凸面鏡使光線發散。凸面鏡形成的圖像是縮小的實像
應用:車輛后視鏡、橋梁轉彎處的反光鏡。
實踐:
☆在研究平面鏡的成像特性時,我們經常使用平板玻璃、尺子、蠟燭等進行實驗。 選擇兩根相同蠟燭的目的是:
以便確定成像的位置并比較圖像與物體的大小。
☆汽車駕駛員前方的玻璃不是垂直的,而是向內傾斜的,這不僅減少了前進時遇到的阻力,而且從光學的角度來看,這樣做的好處是:
使車內物體的圖像位于駕駛員視線上方,而不影響駕駛員對橋面的視野。 車輛探照燈安裝在車輛前部上部:它可以使車輛前方的障礙物在橋上產生較長的陰影,以便駕駛員及早發現。
趁熱打鐵
例1:如圖所示,平面鏡M和筆均垂直于桌面。 如果平面鏡沿箭頭方向轉動60°,則筆在鏡中的像轉動的角度為 。
例2:下面兩張圖是時鐘在平面鏡中的圖像,其實際時間為A:; 乙:。
例3:如圖所示,平面鏡垂直放置。 一個小物體S以a點為圓心,長0.5米為直徑,沿秒針順時針做一圈運動。 已知a點到平面鏡的距離為2米,則圖像S運動過程中旋轉方向與物體和圖像之間的最大距離為()
A.逆第二輪旋轉,5米
B.順時針旋轉5米
C.逆第二旋轉,4米
D.順時針旋轉4米
例4:如圖是同事畫的潛望鏡示意圖。 用這樣的潛望鏡看物體AB的圖像()
A.放大倒立的虛像
B. 縮小倒立的虛像
C、等大正立的實像
D. 等距倒像實像
例5:有一束光經過A點掃到鏡面,反射后經過B點。 請畫出入射光和反射光
參考答案
1.120°2.3:40, 12:053.D4.A
5.
3
顏色和不可見光
1、白光的組成:紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫,紅光不是單色光。
單色光:無法進一步分解的彩色光
多色光:與其他顏色光混合的顏色光
(1)光色散:太陽光經三棱鏡分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等色光的現象。 雪后彩虹是光的色散現象。
(2)色光的三基色:紅、綠、藍; (三種顏色的光可以按照非圓比例混合,形成各種顏色的光)
染料的三基色是:紅、黃、藍。
混合染料的原理是:兩種染料的混合色是它們都能反射的色光,其余的色光被這兩種染料吸收。
色光混合的原理是:兩種色光混合使耳朵感受到另一種顏色。
彩色電視機中的各種顏色是如何形成的?
用放大鏡觀察,可以發現電視屏幕上突出畫面的絢麗色彩都是由紅、綠、藍四色光帶組成的。
當光線照射到物體表面時,部分光線會被物體反射,部分光線會被吸收,如果物體是透明的,部分光線會透過它。
不透明物體的顏色是由它反射的光的顏色決定的,反射哪種顏色的光就會顯示哪種顏色。 透明物體的顏色是由它所穿過的彩色光決定的,穿過它的顏色就會顯現出來。
2.不可見光
(1)光譜:將光按照紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序排列,就是光譜。
(2)紅外線:在太陽光色散區域(光譜)中,綠光兩側的不可見光稱為紅外線。 紅外線可以使被照射的物體升溫(如太陽的熱量通過紅外線傳到月球),從而產生熱效應,所有物體都在不斷地向外輻射紅外線。
應用:紅外探測器、紅外攝像機、紅外夜視儀、魚雷跟蹤、遠程控制
(3)紫外線:在太陽光色散區域,紫光兩側的不可見光稱為紫外線。 紫外線可以使熒光物質發光,還可以殺死細菌。
應用:驗鈔機、紫外線殺菌。 特點:促進鈣吸收,殺滅微生物,熒光物質發出熒光。
(4)擾流板采用黃光的原因:不易被空氣散射,人眼對黃光敏感。
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光的折射
1、定義:當光從一種介質傾斜入射到另一種介質時,傳播方向通常會發生變化; 這些現象稱為光的折射。
理解:光的折射和光的反射都發生在兩種介質的交界處,但反射光返回到原來的介質,而折射光則進入另一種介質,因為光處于兩種不同的介質中。 物質中傳播的速度不同,因此在兩種介質交界處傳播方向發生變化,這就是光的折射。
注:在兩種介質的交界處,折射和反射同時發生
2.光的折射定律
三條線在同一平面,法線居中,空氣中角度大,光路可逆
(1)折射光,入射光與法線在同一平面內。
(2)折射光線和入射光線與法線分離。
(3)當光從空氣傾斜入射到水或其他介質中時,折射角大于入射角,屬于近法向折射。
當光從水底或其他介質傾斜進入空氣時,折射角小于入射角,屬于遠法向折射。
光從空氣垂直入射(或從其他介質射出),折射角=入射角=0度。
3、應用:從空中看水底物體,或從水底看空中物體,可以看到物體的真實圖像,看到的位置比實際位置高
練習:☆池中的水看起來比實際淺,這是因為光線從底部斜射到空中時發生折射,折射角小于入射角。
☆藍天白云倒映在湖中,水下魚兒在“云中”自由遨游。 我們這里看到的水底白云是光的反射產生的實像,我們看到的魚是光的折射產生的實像。
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鏡片
1. 名詞
透鏡:由透明物質(通常是玻璃)制成,至少一個表面是球體的一部分,透鏡的長度遠小于球體的直徑。
分類
凸透鏡:邊緣薄,中心厚
凹透鏡:邊緣較厚平面鏡成像圖片示意圖,中心較薄
主光軸:穿過兩個球體中心的直線。
光學中心(O):薄透鏡的中心。 性質:穿過光心的光線傳播方向不變。
焦點(F):凸透鏡可以使平行于主光軸的光線會聚在主光軸上的一點。 這個點稱為焦點。
虛焦點:平行于主光軸的光線經過凹透鏡后發散,發散光的反向延長線交于主光軸上的一點。 該點不是光線的實際會聚點,因此稱為虛焦點。
焦距(f):從焦點到凸透鏡光學中心的距離。
2、透鏡及其對光線的影響
3. 填寫表格
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凸透鏡成像定律及其應用
1、實驗:實驗時,點燃蠟燭,使燭焰中心、凸透鏡中心、光幕中心大致處于同一高度。 目的是使蠟燭火焰的圖像位于光幕的中心。
如果在實驗中,無論如何連接光幕,光幕上都無法獲取圖像,可能的原因如下:
①蠟燭在焦點內;
②蠟燭火焰成為焦點
③蠟燭火焰、凸透鏡、光幕中心不在同一高度;
④蠟燭到凸透鏡的距離略小于焦距,在較遠的地方成像,光具座的光幕無法移動到這個位置。
2.實驗推論:(凸透鏡成像定律)
F分虛實,2f為大小,實為倒,虛為正,(一倍焦距分虛實,兩倍焦距分大小,像的連線方向為與物體相同)
3.凸透鏡成像定律
通過上表可以得出凸透鏡成像的規則為(常用):
(1) 虛像→倒立,對邊
實像→正立、同邊
(2)像距越大,成像越大(類似針孔成像)
u>v 縮小
u=v 大小相等
u < v 放大
(3) 形成虛像時物距u與像距v較大者,對應的物體(像)也較大
(4)物體和圖像總是同向連接
① 形成虛像時(異面):u↑、v↓
②形成實像時(同側):u↑、v↓
應用:放大鏡(放大圖像)→適當遠離報紙。
(5) 當物距u=f時,為最大成像點。 物體離焦點越近,圖像就越大。
虛像(u>f):u↓image↑
真實圖像 (u<f): u↑ 類似 ↑
(6)形成虛像時,物距u與像距v之和為u+v≥4f。
(當u=v=2f時,取等號)
4、進一步了解法律:
(1) u=f 是虛像與實像、正像與倒像、像物同邊與異邊的分界點。
(2) u=2f 是放大和縮小的分界點
(3)當像距小于物距時,成為放大的虛像(或實像),當像距大于物距時,成為倒立縮小的虛像。
(4) 形成虛像時:
⑸形成實像時:
5.凸透鏡成像規則口述決定記憶法
判決一:
“一焦分虛實,二焦分大小;實像同側正立;虛像對側倒立,物像變小”
口頭決定二:
三物距、三邊界,成像隨物距變化;
遠處物體的虛像小而近,近處物體的虛像大而遠。
如果物體置于焦點處,則通過正置放大來實現圖像;
幻燈片看起來很大,物體位于一個焦點和兩個焦點的中間;
單反讓你變得更小,物體距離是焦距的兩倍。
口頭決定三:
凸透鏡,功能強大,拍照、幻燈片、放大;
雙散景實際上更小,雙焦點實際上更大;
若將物體置于焦點處,則與物體同側的實像較大;
記住一個規則,物體的近像和遠像都會變大。
6、為了使屏幕上的圖像“直立”(直立),幻影KT板應倒置插入。
7、相機的鏡頭相當于凸透鏡,黑匣子里的膠片相當于光幕。 我們調節變焦環,不是調節焦距,而是調節鏡頭到膠片的距離。 物體距離鏡頭越遠,膠片就應該靠近鏡頭。 。
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耳朵和太陽鏡
1、成像原理:人耳就像一臺神奇的相機,鞏膜相當于相機的鏡頭(凸透鏡),黃斑相當于相機中的膠片。 物體發出的光線經過鞏膜等綜合凸透鏡,在黃斑上形成倒立縮小的虛像。 分布在黃斑上的視神經細胞受到光的刺激,并將此信號傳遞到大腦,從而使人看到物體。 向上。
2.遠視、弱視的矯正:
斜視:成像在黃斑前方,看不清遠處的景物。 它是用凹透鏡校正的。
近視:在黃斑處成像后,看不清附近的景物,需要用凸透鏡矯正。
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顯微鏡和望遠鏡
1. 顯微鏡
顯微鏡的物鏡兩端各有一組透鏡,每組透鏡都起到凸透鏡的作用。 靠近耳朵的凸透鏡稱為物鏡,靠近被觀察物體的凸透鏡稱為目鏡。
被觀察物體發出的光經過目鏡后形成放大的虛像,就像投影儀的鏡頭成像一樣; 物鏡的作用就像普通的放大鏡一樣,將圖像再次放大。 經過這兩次放大之后,我們就可以看到肉眼看不見的小物體了。
2. 望遠鏡
它由兩組鏡片組成。 我們能否清楚地識別一個物體,取決于它為我們的耳朵形成的“視角”的大小。 望遠鏡的目鏡形成的圖像看似比原來的物體要小,但離我們的耳朵卻很近,再加上物鏡的放大倍數,可以顯得視角很大。
望遠鏡可以對遠處的物體進行近距離成像。
伽利略望遠鏡:物鏡是凹面的,目鏡是凸面的。
開普勒望遠鏡:物鏡和目鏡都是凸透鏡,但物鏡焦距小(目鏡焦距長,物鏡焦距短)。
趁熱打鐵
1、在暗室中用蠟燭做小孔成像實驗時,小明在紙板上不同位置戳了四個小孔:正方形、正圓、正三角形和五邊形,可能的()
AA 出現一個蠟燭火焰的虛像 BA 出現四個蠟燭火焰的虛像
C 出現四個與小孔形狀相同的清晰光點
D 有四個蠟燭火焰的真實圖像
2、下午,在桌子上鋪一張白紙,在白紙上壓一個小平面鏡,讓手探照燈的光照射在平面鏡和白紙上,人們觀察時看到的現象平面鏡和白紙是()
白紙更亮
B平面鏡更亮
C可以是白紙,也可以是平面鏡
以上說法均不正確
3. 雪后的夜晚,天空剛剛放晴。 地面雖然干燥,但積水還是不少。 為了不踩到地上積水,下列正確的是()
A、逆著月光行走,地上白色的地方是死水,逆著月光行走,地上黑色的地方是死水
B、逆著月光行走,地上黑色的地方是死水,逆著月光行走,地上白色的地方是死水
C、逆著月光行走還是逆著月光,地上白色的地方都是死水
D、迎著滿月或背著月光行走,積沙王豎立在地面的黑暗處
4、一束光從空中射入水底,肯定會發生變化的是。
5. 水底的牙簽似乎從內部向下彎曲,這是因為當光從___進入____時,發生___。
6、如圖所示,一束方向相同的光束從右側斜射向海面。 此時,反射角為β,折射角為γ。 為 β',折射角為 γ',則 ()
A.β'βγ'>γ
7.一束光通過凸透鏡后()
A必須是平行光
B 必須收斂于一點
C一定是發散光
D 必須比入射光線更會聚
8、物體通過凸透鏡在屏幕上形成縮小的清晰圖像,此時物距減半,則下列判斷正確的是()
A必須成為屏幕上縮小的圖像
B 必須是屏幕上的放大圖像
C 必須在屏幕上形成大小相等的圖像
D屏上肯定有圖像,但大小不確定
9、如圖所示,一束光線在O處進入光學儀器,會聚在主光軸上的S點。 去掉光學器件后,光線會聚在S'點,則鏡子一定是()
凸面鏡
B凹面鏡
C凸透鏡
D凹透鏡
10. When a was doing a lens , he half of the lens with a book, and then _____ ( or not) a image on the light .
11. When light from the air to the of the water, which of the is
A. rays must be in a away from the
B. Light must be
C. The angle of must be than the angle of
D. The angle of is equal to or than the angle of
12. the gaps in the , and there will be light spots on the . This is ()
A. The of the sun
B. A image of the sun
C. The of tree roots
D. image of tree roots
參考答案
1.B2.C3.A4. The speed of light 5. When water the air, the of light
6.B7.D8.D9.B10.Can 11.D12.B