初審人：辛穎
撰稿人：
編輯人：姜濤
期中考完試，初中的朋友如今應(yīng)當(dāng)要步入光學(xué)部份的學(xué)習(xí)，明天豆姐整理了這一部份的內(nèi)容，對于小孔成像和凸透鏡成像有不太明白的地方一定要趕快看哦~
一、光的直線傳播
1.光現(xiàn)象：包括光的直線傳播、光的反射和光的折射。
2.光源：才能發(fā)光的物體稱作光源。
光源按產(chǎn)生緣由分：可以分為自然光源和人造光源。
比如，自然光源有太陽、螢火蟲等，人造光源有如蠟燭、霓虹燈、白熾燈等。
月亮不是光源，月亮本身不發(fā)光，只是反射太陽的光。
3.光的直線傳播：光在真空中或同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，光的傳播不須要介質(zhì)。
大氣層是不均勻的，當(dāng)光從大氣層外射到地面時，光線發(fā)了了彎折（海市蜃樓、早晨看見太陽時，太陽還在地平線以下、星星的閃動等）
光沿直線傳播的現(xiàn)象：小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一葉障目。
光沿直線傳播的應(yīng)用：
①激光準(zhǔn)直。直隊要往前看齊，打靶瞄準(zhǔn)。
②影的產(chǎn)生：光在傳播過程中，遇見不透明的物體，因為光是沿直線傳播的，所以在不透光的物體前面，光照射不到，產(chǎn)生了黑暗的部份就是影。
③日食日食的產(chǎn)生
月食的動因：當(dāng)?shù)厍蜻\行到太陽和月球中間時，而且三球在一條直線上，太陽光沿直線傳播過程中，被不透明的地球遮住，地球的黑影落在月球上，就產(chǎn)生了日全食.
日食的動因：當(dāng)月球運行到太陽和地球中間時，太陽光被不透明的月球堵住，月球的影落在地球上，就產(chǎn)生了日食.
如圖：在地球后
1的位置可見到日食，
在2的位置見到日偏食，
在3的位置見到日環(huán)食。
④小孔成像：小孔成像實驗早在《墨經(jīng)》中就有記載小孔成像成倒立的虛像，其像的形狀與孔的形狀無關(guān)。像可能放大，也可能縮小。
用一個帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間，屏幕上都會產(chǎn)生物的倒像，我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。前后聯(lián)通中間的板，像的大小也會驟然發(fā)生變化。這些現(xiàn)象反映了光沿直線傳播的性質(zhì)。
小孔成像原理：光在同一均勻介質(zhì)中，不受引力作用干擾的情況下沿直線傳播。
依據(jù)光的直線傳播規(guī)律證明像長和物長之比等于像和物分別距小孔屏的距離之比。
4.光線：用一條帶有箭頭的直線表示光的徑跡和方向的直線。（光線是假想的，實際并不存在）
光線是由一小束光具象而構(gòu)建的理想化學(xué)模型，構(gòu)建理想化學(xué)模型是研究化學(xué)的常用技巧之一。
5.光速：光在不同物質(zhì)中傳播的速率通常不同，真空中最快。
(1)光在真空中速率C=3×108m/s=3×105km/s；
光在空氣中速率約為3×108m/s（注意指數(shù)）。
光在水底速率為真空中光速的3/4，在玻璃中速率為真空中速率的2/3。
雷聲和閃電在同時同地發(fā)生，但我們總是先看見閃電后看到雷聲，這說明哪些問題？
這表明光的傳播速率比聲音快。
(2)光年是寬度的單位，1光年表示光在1年時間所走的路程，1光年＝3×108米/秒×365×24×3600秒＝9.46×1015米
注意：光年不是時間的單位。
二、光的反射
1.反射：光在兩種物質(zhì)的交界面處會發(fā)生反射。
我們就能看到不發(fā)光的物體，是由于物體反射的光步入了我們的耳朵。
定義：光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)表面時，一部份光被反射回原先介質(zhì)的現(xiàn)象叫光的反射。任何物體的表面就會發(fā)生反射。
2.探究實驗：探究光的反射規(guī)律
【設(shè)計實驗】把一個平面鏡置于水平桌面上，再把一張紙板ENF豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于鏡面，如圖2-2所示。
一束光貼著紙板順著某一個角度射到O點，經(jīng)平面鏡的反射，沿另一個方向射出，在紙板上用筆描出入射光EO和反射光OF的徑跡。改變光束的入射方向，重做一次。換另一種顏色的筆，記錄光的徑跡。
取下紙板，藥量角器檢測NO兩邊的角i和r。
【實驗表格】
【實驗現(xiàn)象和推論】在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線都在同一個平面內(nèi)；反射光線、入射光線分居法線一側(cè)；反射角等于入射角（i＝r）。
【注意】
①把紙板NOF往前或向后折，將看不到反射光線，這說明反射光線、入射光線在同一個平面內(nèi)。
②如果讓光逆著反射光線的方向射到鏡面，這么，它被反射后才會逆著原先的入射光的方向射出。這表明，在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。
3.光的反射定理
在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線都在同一個平面內(nèi)；反射光線、入射光線分居法線左側(cè)；反射角等于入射角，反射角隨入射角的減小而減小，減少而減少，當(dāng)入射角為零時，反射角也變?yōu)榱愣取?span style="display:none">iok物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
（簡記為：三線共面、兩線分居、兩角相等）。
如圖2-3，垂直于鏡面的直線ON稱作法線；入射光線與法線的傾角i稱作入射角；反射光線與法線的傾角r稱作反射角。
4.光的反射的兩種類型：漫反射和鏡面反射。這兩種反射都遵守光的反射定理。
⑴鏡面反射
定義：射到物面上的平行光反射后依然平行。即入射光線平行，反射光線也平行，其他方向沒有反射光。
條件：反射面平滑。
應(yīng)用：迎著太陽看平淡的海面，非常亮。黑板“反光”等，都是由于發(fā)生了鏡面反射。
⑵漫反射
定義：射到物面上的平行光反射后奔向不同的方向，每條光線遵循光的反射定理。
條件：反射面凸凹不平。
應(yīng)用：能從各個方向看見本身不發(fā)光的物體，是因為光射到物體上發(fā)生漫反射的緣故。
練習(xí)：☆請各舉一例說明光的反射作用對人們生活、生產(chǎn)的利與弊。
⑴有利：生活中用平面鏡觀察樣貌；我們能看見的大多數(shù)物體是因為物體反射光步入我們嘴巴。
⑵有弊：黑板反光；城市高大的房子的玻璃幕墻、釉面山墻反光導(dǎo)致光污染。
☆把椅子置于寢室中間，我們從各個方向能看見它緣由是：光在椅子上發(fā)生了漫反射。
5.假如想在平面鏡內(nèi)看見四肢像，穿衣鏡高度起碼為凈高的一半。
6.畫反射光線或入射光線完成光路圖的方式
(1)畫反射光線或入射光線完成光路圖的根據(jù)是光的反射定理。
(2)當(dāng)勾畫完成的時侯，圖中必須包含以下元素：平面鏡、入射光線、反射光線（標(biāo)好箭頭）、入射角和反射角相等的標(biāo)志（假如給出角度，還要標(biāo)好角度）、法線（實線）和垂直標(biāo)志。
(3)已知平面鏡、入（反）射光線、入（反）射角時，先過入（反）射點作法線。之后在法線的另左側(cè)量出與入（反）射角相等的角，做出反（入）射光線。最后將其他元素補全。
(4)已知入射光線、反射光線時，先作兩線交角的角平分線，作為法線。之后過兩線交點作垂直于法線的平面鏡。最后將其他元素補全。
7.面鏡
⑴平面鏡：
成像特性：正立，等大,等距,垂直,實像
①像、物大小相等
②像、物到鏡面的距離相等。
③像、物的連線與鏡面垂直
④物體在平面鏡里所成的像是實像。
成像原理：光的反射定律
作用：成像、改變光路
虛像和實像：
虛像：實際光線會聚點所成的像，可以用屏接到，也可以用耳朵聽到。
實像：反射光線或折射光線反向延長線的會聚點所成的像，只能用耳朵聽到，不能用屏接到。
平面鏡的應(yīng)用：水底的倒影；平面鏡成像；潛望鏡。
⑵球面鏡
①凹面鏡
定義：用球面的內(nèi)表面作反射面。
性質(zhì)：凹鏡能把射向它的平行光線會聚在一點；從焦點射向凹鏡的反射光是平行光
應(yīng)用：太陽灶、手探照燈反射面、汽車前燈，天文望遠鏡。
②凸面鏡
定義：用球面的外表面做反射面。
性質(zhì)：凸鏡對光線起發(fā)散作用。凸鏡所成的象是縮小的實像
應(yīng)用：車輛后視鏡，橋面轉(zhuǎn)彎處的反光鏡。
練習(xí)：☆在研究平面鏡成像特性時，我們常用平板玻璃、直尺、蠟燭進行實驗，其中選用兩根相同蠟燭的目的是：
以便確定成像的位置和比較像和物的大小。
☆汽車司機前的玻璃不是豎直的，而是上方向內(nèi)傾斜，不僅可以降低前進時遭到的阻力外，從光學(xué)角度考慮這樣做的益處是：
使車內(nèi)的物體的像成在司機視線上方，不影響司機看橋面。車輛探照燈安裝在車頭上部：可以使車前障礙物在橋面產(chǎn)生較長的影子，以便司機及早發(fā)覺。
三、顏色及看不見的光
1.白光的組成：紅，橙，黃，綠，藍，靛，紫，紅色光不是單色光。
單色光：不能再分解的色光
復(fù)色光：由其他色光混和而成的色光
(1)光的色散：太陽光用三棱鏡可以分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等色光的現(xiàn)象。雪后的彩虹就是光的色散現(xiàn)象。
(2)色光的三原色：紅、綠、藍；(三種色光根據(jù)不環(huán)比例混和可以形成各類顏色的光）
染料的三原色是：紅、黃、藍。
染料的混和原理是：兩種染料混和色是它們都能反射的色光，其余的色光都被這兩種染料吸收掉了。
色光的混和原理是：兩種色光混和后使耳朵覺得到了另一種顏色。
彩色電視機里的各類顏色是如何形成的呢？
通過用放大鏡觀察，就可以發(fā)覺，電視機屏幕上突顯出畫面的豐富多彩的顏色，都是由紅、綠、藍四色光條合成的.
光照到物體表面上時，有一部份光被物體反射，一部份光被吸收，假如物體是透明的，還有一部份光會透過它。
不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的，反射哪些顏色的光，就呈現(xiàn)哪些顏色。透明物體的顏色是由它透過的色光決定的，通過哪些顏色的光，就呈現(xiàn)哪些顏色。
2.看不見的光
(1)波譜：把光按紅,橙,黃,綠,藍,靛,紫的次序排列上去，就是波譜。
(2)紅外線：太陽光色散區(qū)域（波譜）中，綠光兩側(cè)的不可見光稱作紅外線，紅外線能使被照射的物體發(fā)熱（如太陽的熱就是以紅外線傳送到月球上的），具有熱效應(yīng)所有物體都在不停的向外幅射紅外線。
應(yīng)用：紅外偵測器﹑紅外拍照機﹑紅外夜視儀﹑追蹤魚雷、遙控
(3)紫外線：太陽光色散區(qū)域中，紫光兩側(cè)的不可見光稱作紫外線。紫外線能使螢光物質(zhì)發(fā)光，另外還可以殺菌。
應(yīng)用：驗鈔機﹑紫外線滅菌。特征：推動鈣質(zhì)吸收、殺死微生物、熒光物質(zhì)發(fā)螢光。
(4)擾流板用黃光的理由：不易被空氣散射，人眼對黃光敏感。
四、光的折射
1.定義：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向通常會發(fā)生變化；這些現(xiàn)象叫光的折射現(xiàn)象。
理解：光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處，只是反射光返回原介質(zhì)中，而折射光則步入到另一種介質(zhì)中，因為光在在兩種不同的物質(zhì)里傳播速率不同，故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化，這就是光的折射。
注意：在兩種介質(zhì)的交界處，既發(fā)生折射，同時也發(fā)生反射
2.光的折射定理
三線同面，法線居中，空氣中角大，光路可逆
(1)折射光線，入射光線和法線在同一平面內(nèi)。
(2)折射光線和入射光線分居與法線兩邊。
(3)光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時，折射角大于入射角，屬于近法線折射。
光從水底或其他介質(zhì)斜射入空氣中時凸透鏡成像規(guī)律實驗表格，折射角小于入射角，屬于遠法線折射。
光從空氣垂直射入（或其他介質(zhì)射出），折射角=入射角=0度。
3.應(yīng)用：從空氣看水底的物體，或從水底看空氣中的物體看見的是物體的實像，看見的位置比實際位置高
練習(xí)：☆池水看上去比實際的淺是由于光從水底斜射向空氣中時發(fā)生折射，折射角小于入射角。
☆藍天白云在湖中產(chǎn)生倒影，水底魚兒在“云中”自由徜徉。這兒我們看見的水底的白云是由光的反射而產(chǎn)生的實像，見到的魚兒是由是由光的折射而產(chǎn)生的實像。
五、透鏡
1.名詞
透鏡：透明物質(zhì)制成(通常是玻璃)，起碼有一個表面是球面的一部份，且透鏡長度遠比其球面直徑小的多。
分類
凸透鏡：邊沿薄，中央厚
凹透鏡：邊沿厚，中央薄
主光軸：通過兩個球面球心的直線。
光心（O）：即薄透鏡的中心。性質(zhì)：通過光心的光線傳播方向不改變。
焦點（F）：凸透鏡能使跟主光軸平行的光線會聚在主光軸上的一點，這個點叫焦點。
虛焦點：跟主光軸平行的光線經(jīng)凹透鏡后顯得發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線相交在主光軸上一點，這一點不是實際光線的會聚點，所以叫虛焦點。
焦距（f）：焦點到凸透鏡光心的距離。
2.透鏡及對光線的作用
3.填表
六、凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用
1.實驗：實驗時燃起蠟燭，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使?fàn)T焰的像成在光屏中央。
若在實驗時，無論如何聯(lián)通光屏，在光屏都得不到像，可能得緣由有：
①蠟燭在焦點以內(nèi)；
②燭焰在焦點上
③燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度；
④蠟燭到凸透鏡的距離稍小于焦距，成像在很遠的地方，光具座的光屏未能移到該位置。
2.實驗推論：（凸透鏡成像規(guī)律）
F分虛實,2f大小,實倒虛正,(一倍焦距分虛實凸透鏡成像規(guī)律實驗表格，兩倍焦距分大小，像的聯(lián)通方向與物體相同)
3.凸透鏡成像規(guī)律
通過上述表格，可總結(jié)出凸透鏡成像的規(guī)律有(常用)：
(1)虛像→倒立、異側(cè)
實像→正立、同側(cè)
(2)像距越大，成像也越大（類似于小孔成像）
u＞v縮小
u=v等大
u＜v放大
(3)成虛像時物距u與像距v誰更大，則它對應(yīng)的物(像)也大
(4)物像總沿同方向聯(lián)通
①成虛像時（異側(cè)）：u↑，v↓
②成實像時（同側(cè)）：u↑，v↓
應(yīng)用：放大鏡（成更大的像）→適當(dāng)遠離報紙。
(5)物距u=f時，為成像最大點。物體越緊靠焦點，成像越大。
虛像(u＞f)：u↓像↑
實像(u＜f)：u↑像↑
(6)成虛像時，物距u與像距v之和u＋v≥4f。
（當(dāng)u=v=2f時，取等號）
4.對規(guī)律的進一步認(rèn)識：
(1)u＝f是成虛像和實像，正立像和倒立像，像物同側(cè)和異側(cè)的分界點。
(2)u＝2f是像放大和縮小的分界點
(3)當(dāng)像距小于物距時成放大的虛像（或?qū)嵪瘢?dāng)像距大于物距時成倒立縮小的虛像。
(4)成虛像時：
⑸成實像時：
5.凸透鏡成像規(guī)律口決記憶法
口決一：
“一焦分虛實，二焦分大小；實像同側(cè)正；虛像異側(cè)倒，物運像變小”
口決二：
三物距、三界限，成像隨著物距變；
物遠虛像小而近，物近虛像大而遠。
假如物放焦點內(nèi)，正立放大實像現(xiàn)；
幻燈放像像好大，物處一焦二焦間；
單反縮你小不點，物處二倍焦距遠。
口決三：
凸透鏡，本領(lǐng)大，拍照、幻燈和放大；
二倍散景倒實小，二倍焦內(nèi)倒實大；
若是物放焦點內(nèi)，像物同側(cè)實像大；
一條規(guī)律記在心，物近像遠像變大。
6.為了使幕上的像“正立”（朝上），幻kt板要倒著插。
7.拍照機的鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡，黑箱中的膠卷相當(dāng)于光屏，我們調(diào)節(jié)變焦環(huán)，并非調(diào)焦距，而是調(diào)鏡頭到膠卷的距離，物離鏡頭越遠，膠卷就應(yīng)緊靠鏡頭。
七、眼睛和墨鏡
1.成像原理：人的耳朵像一架神奇的拍照機，鞏膜相當(dāng)于拍照機的鏡頭（凸透鏡），黃斑相當(dāng)于拍照機內(nèi)的膠卷。從物體發(fā)出的光線經(jīng)過鞏膜等一個綜合的凸透鏡在黃斑上行成倒立，縮小的虛像，分布在黃斑上的視神經(jīng)細胞遭到光的剌激，把這個訊號傳輸給腦部，人就可以看見這個物體了。
2.遠視及弱視的矯治：
斜視眼：成像于黃斑之前，看不清遠處的景物，用凹透鏡矯治。
近視眼：成像于黃斑以后，看不清近處的景物，用凸透鏡矯治。
八、顯微鏡和望遠鏡
1.顯微鏡
顯微鏡物鏡的兩端各有一組透鏡，每組透鏡的作用都相當(dāng)于一個凸透鏡，緊靠耳朵的凸透鏡稱作物鏡，緊靠被觀察物體的凸透鏡稱作目鏡。
來自被觀察物體的光經(jīng)過目鏡后成一個放大的虛像，道理如同投影儀的鏡頭成像一樣；物鏡的作用則像一個普通的放大鏡，把這個像再放大一次。經(jīng)過這兩次放大作用，我們就可以看見肉眼看不見的小物體了。
2.望遠鏡
由兩組透鏡組成的。我們能不能認(rèn)清一個物體，它對我們的耳朵所成“視角”的大小非常重要。望遠鏡的目鏡所成的像似乎比原先的物體小，但它離我們的耳朵很近，再加上物鏡的放大作用，視角就可以顯得很大。
望遠鏡能使遠處的物體在近處成像。
伽利略望遠鏡：物鏡為凹透鏡，目鏡為凸透鏡。
開普勒望遠鏡：物鏡目鏡都是凸透鏡，然而物鏡的焦距較小（目鏡焦距長，物鏡焦距短）。