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會考物理考點之光現象複習總結

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1 .光源

會考物理考點之光現象複習總結

光源是指自身發光的物體,太陽、發光的電燈、點燃的蠟燭都是光源.有些物體本身不發光,但由於它們能反射太陽光或其他光源射出的光,好像它們也在發光一樣,不要誤認為是光源,如月亮和所有行星,它們並不是物理學所指的光源.光源可分為自然光源和人造光源兩類.

2 .光的反射定律

反射定律的內容可以歸納為“三線、兩角、一點”,理解此定律時要抓住一面、一點、兩角、三線,即鏡面、入射點、入 射角、反射角、法線、入射光線、反射光線.

(1)入射角、反射角是入射線或反射線與法線之間的夾角,而不是與鏡面之間的夾角.

(2)對於法線的意義一定要理解,它是一條假想的然而又是重要的幾何線,它是用來確定在反射現象裡,光線(包括入射光線和反射光線)在空間裡的方位.也可以說,它是決定入射角、反射角的一條輔助線.就像平面幾何中的新增輔助線一樣,藉助於它,關於反射的許多問題就很容易處理了.這樣也給我們解應用反射定律的題目提供了一條思路:不論是由入射線求反射線,還是由反射線求入射線,或者是由入射線和反射線情況確定鏡面的位置,都要首先找出法線這條關鍵線.

(3)學習這條規律時,要注意它的邏輯性:由入射光線和鏡面決定入射點,由入射點和介面決定法線,由入射光線和法線決定入射角,然後由入射角和反射角確定反射光線的方向.它們之間的邏輯關係可由下面網路圖形象表示:

顯然是先有入射,後有反射,入射是因,反射是果,所以在敘述光的反射定律過程中,一定要注意,不要把“反射角等於入射角”說成“入射角等於反射角”.

(4)當光垂直於鏡面入射時,反射光線也垂直於鏡面,這時入射線、法線、反射線三線重合,但入射線和反射線的行進方向不同,這時反射角和入射角都為零,“三線”“兩角”的關係仍成立,符合光的反射 定律.

(5)作反射光路圖時,入射光線和反射光線用實線表示,且要帶上箭頭,以表示光行進的方向,箭頭一般畫在靠近光線的中間部位,法線用虛線表示.畫平面鏡時要能分清鏡子的反射面和背面,非反射面一般用短外線表示.

3 .光的折射規律

① 折射角、入射角都是指光線與法線的夾角,在確定入射角、折射角時法線是關鍵.[來源:]

② 敘述規律時,注意因果關係,入射角決定折射角,因此應把“折射”敘述在前面,把折射和入射進行比較.

③ 當入射角改變時,折射角也在變化,如入射角增大,折射角也增大,入射角減小,折射角也減小.當入射角減小到零度,即垂直入射時,折射角也為零度,此時光的傳播方向不改變.因此在產生光的折射時,光的傳播方向一般會發生改變,而不是一定改變.

④ 拆射中光路是可逆的,折射現象中,光線的方向顛倒時,光傳播的路徑是不變的(沿原路返回).如下圖所示.

4 .透鏡中的三條特殊光路

透鏡中有三條特殊光路:其一是過光心的光線不改變傳播方向;其二是平行於主光軸的光線經摺射後過焦點,對凹透鏡來說,它的焦點是虛焦點,是折射光線的反向延長線過焦點;其三是過焦點的光線經摺射後與主光軸平行,對凹透鏡是虛焦點,是入射光線的正向延長線過焦點,三條光路如圖所示.

5 .凸透鏡成放大虛像的條件

物體到凸透鏡的距離小於1 倍焦距時,成正立、放大的虛像

放大鏡是一個短焦距的凸透鏡,它是利用物距小於焦距時能成正立、放大的虛像的原理製成的.

6 .凸透鏡成實像和虛像的區別

實像是由實際光線相交而成的像;虛像不是由實際光線相交而成,而是由實際光線的反向延長線相交而成.

實像既能顯示在光屏上,又可以用眼睛看到;虛像不能顯示在光屏上,而只能用眼睛看到.實像總是倒立的;虛像總是正立的.

7 .物距和焦距的關係如表:

順口溜:

實像倒,位異側;虛像正,位同側;一倍焦距分虛實,二倍焦距分大小;物體移向凸透鏡,實像變遠且變大,虛像變近且變小

疑點辨析

1 .如何理解“會聚光線”和“發散光線”“會聚作用”和“發散作用”

“會聚光線”和“發散光線”是相對於平行光線而言的.如上圖所示,甲圖表示的是一束會聚光線,乙圖表示的是一束髮散光線.會聚光線順著箭頭的方向延長後相交於一點,而發散光線則不能,但發散光線的反向延長線能相交於 一點.會聚作用和發散作用是相對於入射光線的會聚、發散程度是增強還是減弱而言的,如下圖中的甲圖,雖然光線經過凸透鏡以後的光線是發散光線,但它與入射光線相比發散的程度減弱了,所以凸透鏡仍然對光線起到了會聚的作用.又如乙圖中,雖然經過凹透鏡後出來的光線是會聚光線,但它與入射光線相比會聚程度減弱,所以凹透鏡對光線起到了發散的作用.

另外,我們在研究像的性質時,提到了像的“倒立”“正立”,也是與物相比較而言的,而不是以人看到屏上的像是倒、正為標準.例如放映幻燈時,雖然看到銀幕上的像是正像,但是幻燈片是倒插,即通過幻燈機中的凸透鏡後的像與物倒了個,顯然凸透鏡成實像的性質是倒立的.

2 .辨析幾組光學概念

( 1 ) “視線”與“光線”

視線是日常 用語,指的是人用眼睛看物體時人眼與物體之間假想的直線.而物理上所描述的光線,指的是從光源發出的或從物體表(界)面反(折)射出來的光在真空或其他透明物質裡傳播時經過的路線,簡而言之,就是光的傳播路線.視線與人眼所在位置有關,而光線與人眼無關.如在解釋“看不見障礙物後的物體”這一現象時,說“物體的視線被擋住了”“眼睛發出的光線不能射到物體上”都是錯誤的.該現象中人眼是感光器官,不是發光體,正確解釋是“物體發出的光被擋住了”或“人眼的視線被擋住了”.

( 2 ) “ 影”和“像”的區別

影:因為光在均勻介質中是沿直線傳播的,

當光線照射到不透明的物體上時,一部分光線被物體擋住,被物體吸收或者反射掉,沒被擋住的就從物體的四周射過去,從而在物體後面的遮擋物或屏上形成與物形狀相似的黑暗區,這個黑暗區就稱為該物體的影,如人在斜射的太陽光下可以形成人的影,樹在斜射的太陽光下可以形成樹的影,月食、日食現象也屬於影,影的形成是光的直線傳播的重要例證之一

像:像在幾何光學裡面是個重要的概念,大多光學器件都涉及像的形成,不論光的直線傳播,還是反射和折射 都多次提到過像.像和影不同,它是指物體發出的光線(或者是物體被光源照射後反射的光線)經鏡或小孔而形成的與原物相似的圖形,像一般不是黑暗的,大多是光線能夠照上去的亮區,是由於有光線射入人眼形成的.

( 3 ) “放大”與“變大”

“放大”是用來描述像的性質的常用語之一,它的含義是:像的形狀比實際物體的大.所以,放大是像與物相比較而言的.而“變大”描述的是像的`大小變化情況和變化過程,指的是像由較小到較大的變化,

如凸透鏡成像時,物體在兩倍焦距以外向透鏡移動時,像逐漸變大,但在沒有越過兩倍焦距處之前,像就不是放大的,當物體從一倍焦距處向遠離透鏡移動時,在沒有越過兩倍焦距處之前,像始終是放大的,但像不是變大而是變小了.可見,“放大”和“變大”有本質的區別.

( 4 ) “反射、折射”與“虛像、實像”“從物體射出的光經平面鏡反射後成虛像,經凸透鏡折射後能成實像”這一事實,常被不恰當地演化成“從物體射出的光線經過反射後成虛像,經過折射後成實像”這一不正確的說法,即把“反射”與“虛像”等同,把“折射”與“實像”等同了.實際上,凹面鏡也能成實像;當物體位於凸透鏡一倍焦距以內時,成的是虛像.因此,成虛像還是實像,要視具體情況而定,不能將像的性質與光的傳播方式混為一談.

( 5 ) “會聚”與“相交”

“會聚”的本義是“聚集”, 但物理上的“會聚作用”指的是光線比原來更集中了.對凸透鏡來說,會聚作用體現在光通過透鏡後,折射光線比入射光線更靠攏主軸,但即使是這樣,這些折射光線也不一定相交.反過來,相交光線也不一定是經過“會聚作用”形成的.如圖甲,折射光線雖然相交,但並沒有比原來(入射光線)更集中,恰恰相反,遠離了主光軸。如圖乙,折射光線雖然沒有相交,但比入射光線更集中了,即向主軸靠攏了.可見“相交”和“會聚”是兩個 不同的概念,不可混淆,更不可互相替代.

( 6 ) “凸透鏡”與“會聚鏡”

將二者混淆是對“會聚作用”與“會聚一點”的含義不理解所致.會聚作用是一種功能,而會聚一點是一種結果,二者能否等同要看條件.圖乙中,入射光線發散程度較大,經過凸透鏡後發散程度減小,即折射光線與入射光線相比,折射光線向主光軸靠攏了,但折射光線並沒有會聚於一點,在這裡凸透鏡起了“會聚作用”.當物體置於凸透鏡的焦點之外時,入射光線相對於凸透鏡的發散程度較小,光經過凸透鏡折射後才能會聚於一點.同理,經過折射後能使光線會聚於一點的透鏡,並不一定具有會聚作用,如上圖甲中的凹透鏡.

例題:

例1:如下圖甲所示入射光線與鏡面夾角為a ,現以入射點0 為軸,將鏡面沿順時針旋轉0 角後,那麼現在的反射光線與原來的反射光線的夾角為多少?

例2 如下圖為鐳射液麵控制儀原理簡圖,固定的一束鐳射AO 以入射角600照射到水平液麵,反射光OB 射到與其垂直的光屏上,用光電轉換器將光訊號變成電訊號,輸入控制系統用以控制液麵高度。 如果液麵降低,發現光點B 在光屏上移動了一段距離到B’,請在圖中標明瞭的位置(要求畫出光路圖)

例3 一物體放在凸透鏡前從很遠處勻速靠近凸透鏡,至透鏡焦點處,像運動應該是( )

A .始終與物體的運動速度相同

B .先小於物體運動的速度,後來又大於物體運動的速度

C .先大於物體運動的速度,後來又小於物體運動的速度

D .始終大於物體運動的速度

思維點撥首先根據題意,知道這是凸透鏡所成實像規律的應用,凸透鏡成實像規律中的分界點是在2 倍焦距處。應理解物體在“> 2f 的區城時,所成的像在f < , < 2f 的區城,若物體在f < u <萬的區域時,所成的像在,> 2f 的區城。首先確定物體和像 所在的位裡範圍,然後理解它們是同時變化的特.汽再確定它們的速度關係.

答案B

例4 如右圖所示,一條光線沿與反射面成300角的方向射到反射面PQ上,如果反射面PQ逆時針轉過100 ,則反射角變為 ,反射光線與入射光線的夾角 (填“增加”或“減少”)了 .

例5 如右圖所示是一束光線從空氣到水中的傳播路徑,依圖可判斷出折射角是( )

A .AON

B .AOP

C .MOC

D .NOB

正解B

例6 .像點在作圖中的三個作用

( 1 )如下圖,在兩相交平面鏡a 、b 之間有一發光點S ,試畫出S 發出的一條光線,使它經a 、b 兩鏡面各反射一次後,仍回到S 點.

(2)如圖,ab 為主光軸,A ' B ’是AB 經凸透鏡後所成的像.試在圖中畫出凸透鏡的位置.

(3) 試在下圖中畫出已知光線經過凸透鏡後的折射光線.

例7.例 l 如右圖所示為某一發光點 S 發出的光線經平面鏡MN反射後的兩條反射光線,試作出這兩條反射光線OA 、 OA ’的入射光線且確定發光點的位置.

例8小明同學發現學校樓梯上的過道燈,在夜晚天黑時,用力拍掌,燈就亮了;而白天怎樣用力拍掌燈都不能亮,後來老師告訴小明:過道燈是由光控和聲控開關同時來控制的,其中光控開關受到光照時斷開,聲控開關接受聲音時閉合那麼你認為樓道開關連線正確的是 ( )

例9在某飯店的一個長方形房間裡,為了使客人感覺室內寬敞,主人在一面牆上裝了一個與牆等大的平面鏡,這是利用了 原理達到這一目的的,這樣可使人感覺房間的大小是原來的 倍.

例10. 假期到了,公園裡遊人如織.其中四位遊客在同一地點,分別用不同型號的甲、乙、丙、丁相機(焦距不同),對著同一景物? 亭子各拍了一張照片,如下圖A 、B 、C 、D 所示.我們可以判定:照片 是用甲拍攝的,照片 是用丙拍攝的,照片 是用丁拍攝的,照片 是用乙拍攝的.(條件開放)

例11.尋找“往日之光”

在科幻小說《 往日之光》 中,作者鮑勃? 肖幻想了一種慢透光玻璃,講述了一段美麗動人的故事.“想像有一種玻璃,光在這種玻璃中運動的速度極慢,通過半釐米厚需要ro 年,比蝸牛的速度還慢得多.當一塊慢透光玻璃製出來時,望上去總是一片漆黑,因為還沒有光穿過它.把這種玻璃放在風景秀麗的林中、湖邊,帶著這些美麗的景緻的光陷入慢透光玻璃中,10 年也出不來.把在這種 地方放了10 年的玻璃鑲在城市住宅的窗戶上,那麼,在下一個10 年的過程中,這個窗子外面便彷彿呈現出林中湖泊的美景.各種動物無聲的前來飲水,空中百鳥飛翔,日夜在交替,季節在變化.身居鬧市,擾如別墅."

這確實是一個有意思的幻想,但關鍵是要降低飛馳的光的速度.科學技術發展到今天,部分科幻已經開始變成現實.

(1)本文作者進行科學幻想的依據是什麼?

(2)在生活和學習中你一定也有許多奇思妙想吧,簡要寫出一種想象及其依據。

練習

1 .入射光線與鏡面的夾角為,則反射角為 ;當入射角減小150時,反射角為

2 .在顯微鏡的載物臺下有一反光鏡,其作用是增加 ,這種反光鏡最好選用 鏡.

3 .汽車 上的觀後鏡是 鏡,汽車車頭燈是用 鏡作反射面的.

4 .某人站在豎立的穿衣鏡前,他在鏡中的像是 的虛像,這個像是因為光的 現象形成的;如果這個人高1.7m ,穿衣鏡高1.2m ,人離穿衣鏡2m 遠,則他在鏡中的全身像為 m ,他在鏡中的像離他有 m 遠.

5 .早晨看到太陽從地平線升起時,實際上它還處在地平線下方,這種現象是由於 造成的.

6 .下列物體中屬於光源的是( )

A .平面鏡 B .月亮 C .點燃的酒精燈 D .木材

7 .可以說明光是沿直線傳播的是( )

A .日食、月食

B .在岸邊看見水中白雲在漂動

C .在平面鏡裡只要乙能看到甲,甲必定也能看到乙

D .萬花筒中能看到各種好看的圖形

8 .下列現象中屬於光的反射的是( )

A .在頤和園內昆明湖的水中可看到十七孔橋的倒影

B .注滿水的游泳池,池底看起來變淺了

C .人在陽光下,地面上出現影子

D .筷子斜插人水中,水下部分看起來上翹了

9 .物體在平面鏡中所成像的大小取決於( )

A .鏡面的大小 B .觀察者的位置 C .物體的大小 D .物體與鏡面的距離

10. 一束光射向平面鏡,入射角為350,則反射光線與入射光線的夾角為( )

A . 700 B . 1100 C . 350 D . 1050

11 .光從一種介質進人另一種介質時,光的傳播方向( )

A .一般會改變 B. 一定會改變 C. 一定不改變 D. 一定返回

12 . 2004年6月8 日下午3 時左右在南通可以看到“金星凌乙日”的天文奇觀“金星凌日”是在地球上看到金星從太陽面上移過的現象,它的產生和日食理相同.如圖為發生“金星凌日”現象時的示意圖,圖中金星的位置在( )

A .甲 B .乙 C .丙 D .丁

13.研究光的色散. ( l )讓一束太陽光通過稜鏡射到白屏上(如下圖甲),在白屏上看到形成一條彩色的光帶,叫做光港彩色帶的顏色從一端到另一端依次是 .而在紅光以外是 ,在紫光以外是 ,儘管人眼看不見,但都是存在的。

( 2 )看到實驗結果後,有人提出這樣的問題:白光能分解成各種顏色的光,各種顏色的光也能會聚成白光.

a .他的猜想是否正確?

b .他設計瞭如上圖乙的實驗,你認為可行嗎?

c .實際做一做,把結果寫下來.

d .把你的結果告訴老師,看一看你的結果是否正確,如果不正確,找出原因,重新設計實驗.

14.用家裡的放大鏡(焦距已知)、蠟燭、火柴、光屏(白紙板),做探究凸透鏡成像規律的實驗 ( l )還需要新增的實驗器材是: ( 2 )觀察並記錄凸透鏡所成像的情況時,應測量;在記錄中,除測量資料外,還 應記錄 。( 3 )小華看到裝滿清水的透明玻璃酒杯很像一個凸透鏡(如圖) , 就想探究它是否具有凸透鏡的性質.請你幫他想出一個驗證的方法.

15.有一光電控制液麵高度的儀器,是通過光束在液麵上的反射光線打到光電屏上來顯示液麵度的(光電屏的作用是能光訊號轉化為電訊號進行理).人們知道了液麵的高後就可以通過一定裝置調節液麵到需要的高度,如右圖所示為光路圖.人射光線保持不變,光電屏的位置不變.

( l )液麵高度發生變化時,光點 S 的位 置在光電屏上將怎樣移動?

( 2 )設計一個實驗進行驗證.(為了增加實驗效果,液麵可以用反射能力強的平面鏡代替.還有什麼增強實驗效果的方法同學們可以在實驗中摸索).

( 3 )根據光的反射定律畫圖說明.