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：能夠發光的物體叫做光源。

光源按形成原因分：可以分為自然光源和人造光源。

月亮不是光源，月亮本身不發光，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中是沿直線傳播的，光的傳播不需要介質。

大氣層是不均勻的，當光從大氣層外射到地面時，光線發了了彎折（海市蜃樓、早晨看到太陽時，太陽還在地平線以下、星星的閃爍等）

光沿直線傳播的現象：小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一葉障目。

光沿直線傳播的應用：

①鐳射準直：直隊要向前看齊，打靶瞄準。②影的形成：光在傳播過程中，遇到不透明的物體，由於光是沿直線傳播的，所以在不透光的物體後面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。③日食月食的形成日食的成因：當月球執行到太陽和地球中間時，並且三球在一條直線上，太Sunny沿直線傳播過程中，被不透明的月球擋住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食.月食的成因：當地球執行到太陽和月球中間時，太Sunny被不透明的地球擋住，地球的影落在月球上，就形成了月食.④小孔成像：小孔成像實驗早在《墨經》中就有記載小孔成像成倒立的實像，其像的形狀與孔的形狀無 關。像可能放大，也可能縮小。

用一個帶有小孔的板遮擋在螢幕與物之間，螢幕上就會形成物的倒像，我們把這樣的現象叫小孔成像。前後移動中間的板，像的大小也會隨之發生變化。這種現象反映了光沿直線傳播的性質。

小孔成像原理： 光在同一均勻介質中，不受引力作用干擾的情況下沿直線傳播。根據光的直線傳播規律證明像長和物長之比等於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，實際並不存在）光線是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。

5.光速：光在不同物質中傳播的速度一般不同，真空中最快。

(1)光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s；

光在空氣中速度約為3×108m/s（注意指數）。

光在水中速度為真空中光速的3/4，在玻璃中速度為真空中速度的2/3 。

雷聲和閃電在同時同地發生，但我們總是先看到閃電後聽到雷聲，這說明什麼問題？這表明光的傳播速度比聲音快。

(2)光年是長度的單位，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：光在兩種物質的交介面處會發生反射。我們能夠看見不發光的物體，是因為物體反射的光進入了我們的眼睛。

定義：光從一種介質射向另一種介質表面時，一部分光被反射回原來介質的現象叫光的反射。任何物體的表面都會發生反射。

2.探究實驗：探究光的反射規律【設計實驗】把一個平面鏡放在水平桌面上，再把一張紙板ENF豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直於鏡面，如圖2-2所示。

取下紙板，用量角器測量NO兩側的角i和r。

【實驗表格】

【實驗現象和結論】在反射現象中，反射光線、入射光線和法線都在同一個平面內；反射光線、入射光線分居法線兩側；反射角等於入射角（i＝r）。

【注意】

① 把紙板NOF向前或向後折，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。② 如果讓光逆著反射光線的方向射到鏡面，那麼，它被反射後就會逆著原來的入射光的方向射出。這表明，在反射現象中，光路是可逆的。

3.光的反射定律

在反射現象中，反射光線、入射光線和法線都在同一個平面內；反射光線、入射光線分居法線兩側；反射角等於入射角，反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小，當入射角為零時，反射角也變為零度。

（簡記為：三線共面、兩線分居、兩角相等）。

如圖2-3，垂直於鏡面的直線ON叫做法線；入射光線與法線的夾角i叫做入射角；反射光線與法線的夾角r叫做反射角。

4.光的反射的兩種型別：

漫反射和鏡面反射。這兩種反射都遵循光的反射定律。

● ⑴ 鏡面反射

定義：射到物面上的平行光反射後仍然平行。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。

應用：迎著太陽看平靜的水面，特別亮。黑板“反光”等，都是因為發生了鏡面反射。

● ⑵ 漫反射

定義：射到物面上的平行光反射後向著不同的方向 ，每條光線遵守光的反射定律。

條件：反射面凹凸不平。

應用：能從各個方向看到本身不發光的物體，是由於光射到物體上發生漫反射的緣故。

練習：☆請各舉一例說明光的反射作用對人們生活、生產的利與弊。

○ ⑴有利：生活中用平面鏡觀察面容；我們能看到的大多數物體是由於物體反射光進入我們眼睛。

○ ⑵有弊：黑板反光；城市高大的樓房的玻璃幕牆、釉面磚牆反光造成光汙染。

☆把桌子放在教室中間，我們從各個方向能看到它原因是：光在桌子上發生了漫反射。

5. 如果想在平面鏡內看到全身像，鏡子高度至少為身高的一半。

6. 畫反射光線或入射光線完成光路圖的方法

(1)畫反射光線或入射光線完成光路圖的依據是光的反射定律。(2)當繪製完成的時候，圖中必須包含以下元素：平面鏡、入射光線、反射光線（標好箭頭）、入射角和反射角相等的標誌（如果給出角度，還要標好角度）、法線（虛線）和垂直標誌。(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。然後在法線的另一側量出與入（反）射角相等的角，作出反（入）射光線。最後將其他元素補全。(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。然後過兩線交點作垂直於法線的平面鏡。最後將其他元素補全。

7.面鏡

⑴平面鏡：

成像特點：正立，等大,等距,垂直,虛像

①像、物大小相等

②像、物到鏡面的距離相等。

④物體在平面鏡裡所成的像是虛像。

成像原理：光的反射定理

作 用：成像、 改變光路

實像和虛像：

實像：實際光線會聚點所成的像，可以用屏接到，也可以用眼睛看到。

虛像：反射光線或折射光線反向延長線的會聚點所成的像，只能用眼睛看到，不能用屏接到。

平面鏡的應用：水中的倒影；平面鏡成像；潛望鏡。

⑵球面鏡

①凹面鏡

定義：用球面的內表面作反射面。

性質：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 用：太陽灶、手電筒反射面、汽車頭燈，天文望遠鏡。

②凸面鏡

定義：用球面的外表面做反射面。

性質：凸鏡對光線起發散作用。凸鏡所成的象是縮小的虛像

應用：汽車後視鏡，路面拐彎處的反光鏡。

練習：☆在研究平面鏡成像特點時，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：

便於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，而是上方向內傾斜，除了可以減小前進時受到的阻力外，從光學角度考慮這樣做的好處是：

使車內的物體的像成在司機視線上方，不影響司機看路面。汽車頭燈安裝在車頭下部：可以使車前障礙物在路面形成較長的影子，便於司機及早發現。

三

顏色及看不見的光

1.白光的組成：

紅，橙，黃，綠，藍，靛，紫，白色光不是單色光。

單色光：不能再分解的色光

複色光：由其他色光混合而成的色光

(1)光的色散：太Sunny用三稜鏡可以分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等色光的現象。雨後的彩虹就是光的色散現象。

(2)色光的三原色：紅、綠、藍；(三種色光按照不同比例混合可以產生各種顏色的光）

顏料的三原色是：紅、黃、藍。

顏料的混合原理是：兩種顏料混合色是它們都能反射的色光，其餘的色光都被這兩種顏料吸收掉了。

色光的混合原理是：兩種色光混合後使眼睛感覺到了另一種顏色。

彩色電視機裡的各種顏色是怎樣產生的呢？

通過用放大鏡觀察，就可以發現，電視機螢幕上顯現出畫面的豐富多彩的顏色，都是由紅、綠、藍三色光條合成的.

光照到物體表面上時，有一部分光被物體反射，一部分光被吸收，如果物體是透明的，還有一部分光會透過它。

不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的，反射什麼顏色的光，就呈現什麼顏色。透明物體的顏色是由它透過的色光決定的，通過什麼顏色的光，就呈現什麼顏色。

2.看不見的光

(1)光譜：把光按紅,橙,黃,綠,藍,靛,紫的順序排列起來，就是光譜。

(2)紅外線：太Sunny色散區域（光譜）中，紅光外側的不可見光叫做紅外線，紅外線能使被照射的物體發熱（如太陽的熱就是以紅外線傳送到地球上的），具有熱效應所有物體都在不停的向外輻射紅外線。

應用：紅外探測器﹑紅外照相機﹑紅外夜視儀﹑追蹤導彈、遙控

(3)紫外線：太Sunny色散區域中，紫光外側的不可見光叫做紫外線。紫外線能使 熒光物質發光，另外還可以滅菌 。

應用：驗鈔機﹑紫外線殺菌。特點：促進鈣質吸收、殺死微生物、熒光物質發熒光。

(4) 霧燈用黃光的理由：不易被空氣散射，人眼對黃光敏感。

四

光的折射

1.定義：光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向一般會發生變化；這種現象叫光的折射現象。

理解：光的折射與光的反射一樣都是發生在兩種介質的交界處，只是反射光返回原介質中，而折射光則進入到另一種介質中，由於光在在兩種不同的物質裡傳播速度不同，故在兩種介質的交界處傳播方向發生變化，這就是光的折射。

注意：在兩種介質的交界處，既發生折射，同時也發生反射

2.光的折射定律

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。

(2)折射光線和入射光線分居與法線兩側。

(3)光從空氣斜射入水或其他介質中時，折射角小於入射角，屬於近法線折射。

光從水中或其他介質斜射入空氣中時，折射角大於入射角，屬於遠法線折射。

光從空氣垂直射入（或其他介質射出），折射角=入射角= 0 度。

3.應用：從空氣看水中的物體，或從水中看空氣中的物體看到的是物體的虛像，看到的位置比實際位置 高

練習：☆池水看起來比實際的淺是因為光從水中斜射向空氣中時發生折射，折射角大於入射角。

☆藍天白雲在湖中形成倒影，水中魚兒在“雲中”自由穿行。這裡我們看到的水中的白雲是由光的反射而形成的虛像，看到的魚兒是由是由光的折射而形成的虛像。

五

透鏡

1.名詞

透鏡：透明物質製成(一般是玻璃)，至少有一個表面是球面的一部分，且透鏡厚度遠比其球面半徑小的多。

分類

凸透鏡：邊緣薄，中央厚凹透鏡：邊緣厚，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：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凹透鏡後變得發散，發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

凸透鏡成像規律及其應用

1.實驗：實驗時點燃蠟燭，使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使燭焰的像成在光屏中央。

若在實驗時，無論怎樣移動光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：

①蠟燭在焦點以內；

②燭焰在焦點上

④蠟燭到凸透鏡的距離稍大於焦距，成像在很遠的地方，光具座的光屏無法移到該位置。

2.實驗結論：（凸透鏡成像規律）

F分虛實,2f大小,實倒虛正, (一倍焦距分虛實，兩倍焦距分大小，像的移動方向與物體相同)

3.凸透鏡成像規律

通過上述表格，可總結出凸透鏡成像的規律有(常用)：

(1)實像→倒立、異側

虛像→正立、同側

(2)像距越大，成像也越大（類似於小孔成像）

u＞v 縮小

u=v 等大

u＜v 放大

(3)成實像時物距u與像距v誰更大，則它對應的物(像)也大

(4)物像總沿同方向移動

①成實像時（異側）：u↑，v↓

②成虛像時（同側）：u↑，v↓

應用：放大鏡（成更大的像）→適當遠離報紙。

(5)物距u=f時，為成像最大點。物體越靠近焦點，成像越大。

實像(u＞f)：u↓ 像↑

虛像(u＜f)：u↑ 像↑

(6)成實像時，物距u與像距v之和u＋v≥4f。

（當u=v=2f時，取等號）

4.對規律的進一步認識：

(1)u＝f是成實像和虛像，正立像和倒立像，像物同側和異側的分界點。

(2)u＝2f是像放大和縮小的分界點

(3)當像距大於物距時成放大的實像（或虛像），當像距小於物距時成倒立縮小的實像。

(4)成實像時：

⑸成虛像時：

5.凸透鏡成像規律口決記憶法

口決一：“一焦分虛實，二焦分大小；虛像同側正；實像異側倒，物運像變小”

口決二：三物距、三界限，成像隨著物距變；物遠實像小而近，物近實像大而遠。如果物放焦點內，正立放大虛像現；幻燈放像像好大，物處一焦二焦間；相機縮你小不點，物處二倍焦距遠。

口決三：

凸透鏡，本領大，照相、幻燈和放大；二倍焦外倒實小，二倍焦內倒實大；若是物放焦點內，像物同側虛像大；一條規律記在心，物近像遠像變大。

6.為了使幕上的像“正立”（朝上），幻燈片要倒著插。

7.照相機的鏡頭相當於一個凸透鏡，暗箱中的膠片相當於光屏，我們調節調焦環，並非調焦距，而是調鏡頭到膠片的距離，物離鏡頭越遠，膠片就應靠近鏡頭。

七

眼鏡和眼睛

1.成像原理：人的眼睛像一架神奇的照相機，晶狀體相當於照相機的鏡頭（凸透鏡），視網膜相當於照相機內的膠片。從物體發出的光線經過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網膜上行成倒立，縮小的實像，分佈在視網膜上的視神經細胞受到光的刺激，把這個訊號傳輸給大腦，人就可以看到這個物體了。

2.近視及遠視的矯正：

近視眼：成像於視網膜之前，看不清遠處的景物，用凹透鏡矯正。

遠視眼：成像於視網膜之後，看不清近處的景物，用凸透鏡矯正。

八

顯微鏡和望遠鏡

1.顯微鏡

顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡，每組透鏡的作用都相當於一個凸透鏡，靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡，靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。

來自被觀察物體的光經過物鏡後成一個放大的實像，道理就像投影儀的鏡頭成像一樣；目鏡的作用則像一個普通的放大鏡，把這個像再放大一次。經過這兩次放大作用，我們就可以看到肉眼看不見的小物體了。

2.望遠鏡

由兩組透鏡組成的。我們能不能看清一個物體，它對我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要。望遠鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得很大。

望遠鏡能使遠處的物體在近處成像。

伽利略望遠鏡：目鏡為凹透鏡，物鏡為凸透鏡。

開普勒望遠鏡：目鏡物鏡都是凸透鏡，但是目鏡的焦距較小（物鏡焦距長，目鏡焦距短）。