第二章 光现象

第二章 光现象 一、单元复习目的 （1）、知识目标 1、知道光在均匀介质中沿直线传播。 2、利用光的直线传播解释物理现象。 3、识记光在真空中的传播速度。 4、利用光的反射定律进行作图。 5、掌握平面镜成像及其应用。 6、掌握光的折射现象和光的折射定律。 （2）、能力目标 1、 培养理论联系实际，进行自主学习，探索研究的能力。 2 、培养学生利用网络等现代信息技术，查找有用信息的能力。 （3）、情感目标 增强学生团体间的合作、交流意识。 二、教学重点： 理论联系实际，解释生活中的一些光现象。 三、复习内容 本章讲述光现象。重点是光的反射和光的折射。本章内容包括光的直线传播、光的反射定律、平面镜成像、凹镜和凸镜的作用及这些知识的应用。 四、知识梳理 光源 光的直线传播 光的传播特点、光速 实例及应用 色光 颜料 光的反射定律 镜面反射和漫反射 平面镜成像 定义 规律现象 基本知识 凸透镜 对光的作用 成像规律及应用 透镜 凹透镜 基本知识 红外线 对光的作用 紫外线 五、教学课时：四课时 第一课时 1、 复习的重点和难点 通过光的直线传播的学习，应了解光在均匀介质中是沿直线传播的。还要知道光在真空中的速度是3×108米/秒。 二、基础 　　 做下面一组填空： 　　1.能够发光的物体叫做光源。太阳、月亮、烛焰、眼睛和钻石等物体中属于光源的是太阳、烛焰。 　　2.光在均匀介质中是沿直线传播的。在我国古代墨经中记载着世界上最早的　　小孔成像实验，并明确提出了光的直线传播。 　　3.光在直空中的速度是3×105千米/秒，光在其它介质中的速度比在真空中的速度小。 三、复习过程 (1)、光的直线传播 1、光源：定义：能够发光的物体叫光源。 分类：自然光源，如 太阳、萤火虫；人造光源，如 篝火、蜡烛、油灯、电灯。月亮 本身不会发光，它不是光源。 2、规律：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。 3、应用： ① 激光准直。 ②影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体的后面形成黑色区域即影子。 ③日食月食的形成：当地球 在中间时可形成月食。 如图：在月球后1的位置可看到日全食，在2的位置看到 日偏食，在3的位置看到日环食。 ④ 小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成 倒立的实像，其像的形状与孔的形状无 关。 4、光速：光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s；光在空气中速度约为3×108m/s。光在水中速度为真空中光速的3/4，在玻璃中速度为真空中速度的2/3 。 　　例题1（2006 北京）如图1所示的四种现象中，由于光的直线传播形成的是（ ） 例题2 (2006连云冈)下列现象中，可以用光沿直线传播解释的是( ) A．树在水中的倒影 B．立竿见影 C．冰透镜向日取火 D．鱼翔浅底 例题3 (2006乐山)如图所示，在开凿大山隧道时，师们常常用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。这主要利用了( ) A、光的直线传播 B．光的曲线传播 C．光的反射 D．光的折射 例题4 (2006 大连)小孔成像的原理是光的_________。若光源是圆形的，小孔是方形的，则成的像是_________形的。 四、堂上练习 （一）.填空题 　　1.光在均匀介质中沿　　 传播。光在真空中的速度是　　 千米/秒。 　　2.太阳与地球相距1.5×108千米/秒，则太阳光传到地球需　　 秒。 （二）.选择题 　　3.关于光的直线传播，下列说法中正确的是（ ） 　　(A)光只有在空气中才沿直线传播 　　(B)光在任何情况下都沿直线传播 　　(C)光在玻璃中不是沿直线传播 　　(D)光在同一种均匀介质中沿直线传播 五、教学反思 第二课时 一、复习的重点和难点 通过光的反射的学习，要掌握光的反射定律的特点，会画光反射的光路图。 二、基础练习 1.光的反射定律的内容：　　 、　　 、　　 。 　　2.入射光线与镜面成30°角，则反射角是60°。若将镜面转动，使入射角成40°，此时入射光线和反射光线的夹角是80°。 3.平行光射到物体表面，能发生反射现象。由于物体表面光滑程度不同，我们通常把反射分为镜面反射和漫反射。我们能从不同方向看到本身不发光的物体是由于物体表面对光线发生了漫反射的缘故。 三、复习过程 光的反射 1、定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。 2、反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居于法线的两侧，反射角等于入射角。光的反射过程中光路是可逆的。 3、分类： ⑴ 镜面反射： 定义：射到物面上的平行光反射后仍然平行 条件：反射面 平滑。 应用：迎着太阳看平静的水面，特别亮。黑板“反光”等，都是因为发生了镜面反射 ⑵ 漫反射： 定义：射到物面上的平行光反射后向着不同的方向 ，每条光线遵守光的反射定律。 条件：反射面凹凸不平。 应用：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漫反射的缘故。 　　学习光的反射定律时，要注意入射光线和反射光线的因果关系。回答问题时，不要说成“入射角等于反射角”。因为先有入射角后有反射角，反射角由入射角决定，所以应该说：“反射角等于入射角”。图中i是入射角，r是反射角，∠r=∠i。还要注意到在反射时光路是可逆的。任何一条光线都遵守反射定律，即使在发生漫反射时，每一条光线还是遵守反射定律的。 例题1 (2006 南通)下列叙述中的“影”，属于光的反射现象的是（ C ） A．立竿见“影” B．毕业合“影” C．湖光倒“影” D．形“影”不离 例题 2 (2006成都)一束光线射在平面镜上，与镜面的夹角为30°，则反射光线跟入射光线的夹角为 A．60° B．90° C．120° D．150° 例题 3 (2006 广州) （1）根据光的反射规律，画出图12中光线AO经平面镜反射后的反射光线，并在图中标出反射角大小； 例4 (2006 扬州)如图所示，平面镜前有一发光点S，从S发出的光线经平面镜反射后经过A点，请作出光路图。 四、堂上练习 （一）填空题 1.当入射光线跟镜面的夹角是30°时，反射角的大小是　　 ，要想使反射光线跟入射光线的夹角成80°，入射角的大小应是　　 。 　2.能够从不同的方向看到一些本身不发光的物体，是因为光在物体表面发生的缘故。这时，每一条反射光线都　　 反射定律。 （二）.选择题 3.反射光线与平面镜的夹角为60°，则入射光线与法线的夹角为（ ） 　　(A)30° (B)60° (C) 90° (D)120° 4.如图5-8，入射光AO与镜面成30°夹角，下列说法中错误的是（ ） (A)反射角是60° (B)反射光线与入射光线之间夹角为120° (C)入射光线AO与法线间夹角是60° (D)反射角是30° （三）.作图题 1.在图1中，已知入射线OA画出经过两个平面镜反射的光线，并在图中标明每次反射的反射角。 2.在图2中，已知入射光线与其中一块镜面夹角是30°，两块平面镜夹角是60°，画出这条光线在两镜间的反射光线。 五、教学反思 第三课时 一、复习的重点和难点 通过光的反射的学习，要掌握平面镜成像的特点，会画平面镜成像的光路图。 反射定律是光学中的重要规律，是理解平面镜、球面镜作用的基础，是本章的重点。对光的反射定律的知识要有全面的理解。 二、基础练习 1.平行光射到物体表面，能发生反射现象。由于物体表面光滑程度不同，我们通常把反射分为镜面反射和漫反射。我们能从不同方向看到本身不发光的物体是由于物体表面对光线发生了漫反射的缘故。 　　2.平面镜所成的像是虚像；是正立的；像和物到镜面的距离相等；像的大小和物体的大小相等。 　　3.球面镜分凹镜和凸镜两种，凹镜能使平行光线会聚在焦点，使焦点发出的光平行射出。凸镜能使光线发散。 三、复习过程 （1）平面镜： 1、成像特点：①物体在平面镜里所成的像是虚像。②像、物到镜面的距离相等。 ③像、物大小相等 ④像、物的连线与镜面垂直 2、“正立”“等大”“虚象”“像、物关于镜面对 称 3、成像原理：光的反射定理 4、作 用：成像、 改变光路 5、实像和虚像：实像：实际光线会聚点所成的像 虚像：反射光线反向延长线的会聚点所成的像 ⑵球面镜： 定义：用球面的 内 表面作反射面。 性质：凹镜能把射向它的平行光线 会聚在 一点；从焦点射向凹镜的反射光是平行光 应 用：太阳灶、手电筒、汽车头灯 定义：用球面的 外 表面做反射面。 性质：凸镜对光线起发散作用。凸镜所成的象是缩小的虚像 应用：汽车后视镜 例题1 (2006 黄冈非课改) 下列设备主要利用平面镜来工作的是（ ） A、潜望镜 B、显微镜 C、照相机 D、电影机 　　例题2(2006江西)下列有关光的现象中，正确的说法是：( ) A．阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，这里蕴含着光的反射现象 B．汽车在夜间行驶时，应打开驾驶室里的电灯 C．人在照镜子时，总是靠近镜子去看，其原因是靠近时，平面镜所成的像会变大 D．在暗室里，为了能从镜子中看清自己的脸部，应把手电筒正对镜子照射 例3(2006广州市) “猴子捞月”的寓言故事说，猴子看到井中有个月亮（如图6），以为月亮掉进井水中了，以下说法中正确的是( ) A．水中出现月亮属于光的反射现象 B．水中出现月亮属于光的折射现象 C．水中的月亮到水面的距离比天上的月亮到水面的距离近 D．水中的月亮比天上的月亮小 2、 堂上练习 （一）.填空题 1.一个人立于平面镜前2米处，此人在镜里成的像是正立等大的　 的像。人与像之间的距离是　 米。 　　2.物体与在平面镜内的像相距9米时，则物体到镜面的距离为　　 米，如果以1米/秒的速度正对镜面运动则像将以　　 的速度朝　　 方向运动。这过程像的大小将　　 。（以地面为参照物） 　　3.医生检查耳道时，戴的是　　 镜是利用该镜对光的　　 作用。汽车的观后镜要选用　　 镜，这是因为它比同口径的平面镜有　　 观察范围。 　　4.把凹镜对着太阳，太阳的平行光被凹镜反射后　　 于一点，这一点叫做凹镜的　　 。 （二）.选择题 5.关于平面镜成像，下列说法正确的是（ ） 　　(A)物体离平面镜越远，经平面镜所成的像越小 　　(B)平面镜所成的像总是与物体等大 　　(C)若像与物之间的距离增大20厘米，则物体要向平面镜靠拢10厘米 　　(D)平静的水面相当于一个平面镜，岸边的景物在水中所成的像是倒立的实像 　　6.能对光线起发散作用的是（ ） 　　(A)凹镜 (B)凸镜　　(C)平面镜 （三）、作图题 1、(2006 上海浦东)根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB在平面镜MN中的像A′B′。 2、(2006 盐城)作出物体AB在平面镜中所成的像. （四）实验题。 1、(2006 锦州)如图所示，某小组用甲、乙两个相同的蜡烛、玻璃板、刻度尺等器材探究“平面镜成像的特点”。他们在实验中发现，无论怎样移动点燃的甲蜡烛，在玻璃板的另一侧都可以使乙蜡烛与甲蜡烛的像完全重合。他们进一步测量了两蜡烛到玻璃板之间的距离，记录数据如下表所示。 次数 距离 甲蜡烛到玻璃板的距离/cm 乙蜡烛到玻璃板的距离/cm 1 13 13 2 14 14 3 15 15 　　根据实验现象和实验数据，你可以得出的结论有： 　　(1)平面镜所成的像是____(选填“实”或“虚”)像； 　　(2)平面镜所成的像与物体的大小____(选填“相等”或“不相等”)； 　　(3)像和物体到镜面的距离____(选填“相等”或“不相等”)； 　　(4)物体逐渐远离平面镜时，它的像____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。 2．(2006 泰安)小红同学在做“观察平面镜成像”实验时，将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面，再取两段相同的蜡烛A和B一前一后竖放在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行观察，如图所示。在此实验中： （1）直尺的作用是便于比较像与物 的关系； （2）两段相同的蜡烛是为了比较物与像 的关系； （3）移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上 接收到蜡烛烛焰的像（选填“能”或“不能”）。 3、 教学反思 第四课时 一、复习的重点和难点 本节也是光现象，讲述的是折射现象和物体的颜色的初步知识，是选学内容。研究光的折射现象是理解透镜作用的基础，也是理解日常生活中许多光现象的基础。 4、光源发生的光由水中斜射入空气，发生折射现象时，折射 角大于入射角。（填“大于”“小于”或“等于”） 5.一束光在玻璃和空气的界面上发生反射和折射 时，它们的光路图如右图所示，其中 NN’是界面， 右侧是玻璃，BO是入射光线，OC是反射光线，OA 是折射光线。 四、复习过程 （1）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： 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、在折射时光路是可逆的。 4、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 例题1：（2006 广东）下列四个现象中，能用光的折射解释的是（ ） A、用放大镜观察细小物体 B、小孔成像 C、灯光下的手影 D、山在水中的倒影 例题2：(2006 黄冈非课改)下图中描述的现象属于光的折射的是（ ） 例3 (2006吉林)如图所示，画中人出现了错误判断．以下四幅光路图中，能正确说明产生这一现象原因的是 ( ) （2）从实验知道，太阳发出的白光通过棱镜后，分解成各种颜色的光，在白纸屏上形成彩色光带，叫做光谱。彩色光带的颜色按顺序依次是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。这表明，白光不是单色的，而是由各种色光混合成的。 　　通过棱镜不能再分解的光叫做单色光，由单色光混合成的光叫做复色光。复色光分解单色光的现象，叫做光的色散。 　　关于物体的颜色，要知道透明体的颜色是由它透过的色光的颜色决定的；不透明体反射与它颜色相同的光，吸收其它颜色的光。 　　关于色光的混合，要知道红、绿、蓝是色光的三原色，它们可以混合出各种色光束。 　　关于颜料的混合，要知道红、黄、蓝是颜料的三原色。它们可以混合出各种颜色来。 　　例题4(2006 潜江)下列关于光现象的一些说法中，正确的是（ ） A．太阳光通过棱镜后被分解成各种颜色的光，说明白光是由各种色光混合而成的 B．斜插在盛水玻璃杯里的铅笔看上去好像在水面处折断了，是由于光的反射造成的 C．三原色颜料混合后与三原色色光混合后的颜色是一样的 D．用照相机照相时，来自物体的光经过照相机镜头后会在胶卷上形成一个放大的实像 例5 (2006吉林)关于物理知识的应用，下列说法中错误的是( ) A．电视遥控系统使用的红外线是不可见光 B．医院杀菌用的紫外线是可见光 C．雷达天线发射和接收的是无线电波 D．医生用超声波为人们检查身体 　　五、堂上练习 （一）作图题： 1、(2006 河北) 如图8所示，是一条经水面反射后的光线。请在图中画出其入射光线及与人射光线对应的折射光线的大致方向。 2、 （2006石家庄) 一束光射向一块玻璃砖。画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的径迹。 　(二)选择题 1.下列现象中，属于光折射现象的是（　　 ） (A)平静的河面能清楚地映出岸上的景物　　　 (B)晚上灯光下，墙壁上出现人影 (C)筷子斜插入水，在水下的部分看起来向上弯折了 (D)人们看到平面镜中自己的像 （三）、实验题。 1、（2006济宁）某实验小组在探究光的折射规律时，将光从空气分别射入水和玻璃，测得数据如下表： 空气中的入射角i 0° 30° 45° 60° 水中的折射角r 0° 22° 32° 40° 玻璃中的折射角 0° 17° 24° 30° 表格中的数据，你肯定能得出一些规律。请写出一条： 。 2．(2006 河南) 小明通过实验研究光从水中射入空气中的现象，图2是他根据实验现象画的光路图，改变入射角的大小，他发现空气中的折射光线与法线的夹角随入射角的增大而增大。你猜想，当入射角增大到一定程度时，会出现的现象是 ，你猜想的依据是 。 六、教学反思 颜色 光 现 象 光的反射 光的折射 看不见的光 1 2 3 图1 30° 60° 图2 凹面镜 凸面镜 C A O N B N’ B 湖边夜景 C 筷子变弯折 D 汽车观后镜 日偏食 A � EMBED PBrush ��� 玻璃砖 � 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