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光現(xiàn)象
1 ．光源
光源是指自身發(fā)光的物體，太陽、發(fā)光的電燈、點燃的蠟燭都是光源．有些物體本身不發(fā)光，但由于它們能反射太陽光或其他光源射出的光，好像它們也在發(fā)光一樣，不要誤認為是光源，如月亮和所有行星，它們并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(nèi)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）對于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(xiàn)象里，光線（包括入射光線和反射光線）在空間里的方位．也可以說，它是決定入射角、反射角的一條輔助線．就像平面幾何中的添加輔助線一樣，借助于它，關于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(guī)律時，要注意它的邏輯性：由入射光線和鏡面決定入射點，由入射點和界面決定法線，由入射光線和法線決定入射角，然后由入射角和反射角確定反射光線的方向．它們之間的邏輯關系可由下面網(wǎng)絡圖形象表示：
顯然是先有入射，后有反射，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“反射角等于入射角”說成“入射角等于反射角”.
（4）當光垂直于鏡面入射時，反射光線也垂直于鏡面，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”的關系仍成立，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(guī)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:學科網(wǎng)]
② 敘述規(guī)律時，注意因果關系，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(chǎn)生光的折射時，光的傳播方向一般會發(fā)生改變，而不是一定改變．
④ 拆射中光路是可逆的，折射現(xiàn)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；其二是平行于主光軸的光線經(jīng)折射后過焦點，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(jīng)折射后與主光軸平行，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于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，它是利用物距小于焦距時能成正立、放大的虛像的原理制成的．
6 ．凸透鏡成實像和虛像的區(qū)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 ．物距和焦距的關系如表：

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(fā)散光線”“會聚作用”和“發(fā)散作用”
“會聚光線”和“發(fā)散光線”是相對于平行光線而言的．如上圖所示，甲圖表示的是一束會聚光線，乙圖表示的是一束發(fā)散光線．會聚光線順著箭頭的方向延長后相交于一點，而發(fā)散光線則不能，但發(fā)散光線的反向延長線能相交于 一點．會聚作用和發(fā)散作用是相對于入射光線的會聚、發(fā)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(jīng)過凸透鏡以后的光線是發(fā)散光線，但它與入射光線相比發(fā)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(jīng)過凹透鏡后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(fā)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后的像與物倒了個，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(fā)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里傳播時經(jīng)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“看不見障礙物后的物體”這一現(xiàn)象時，說“物體的視線被擋住了”“眼睛發(fā)出的光線不能射到物體上”都是錯誤的．該現(xiàn)象中人眼是感光器官，不是發(fā)光體，正確解釋是“物體發(fā)出的光被擋住了”或“人眼的視線被擋住了”.
( 2 ) “ 影”和“像”的區(qū)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，從而在物體后面的遮擋物或屏上形成與物形狀相似的黑暗區(qū)，這個黑暗區(qū)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(xiàn)象也屬于影，影的形成是光的直線傳播的重要例證之一
像：像在幾何光學里面是個重要的概念，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(fā)出的光線（或者是物體被光源照射后反射的光線）經(jīng)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(qū)，是由于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(qū)別．
( 4 ) “反射、折射”與“虛像、實像”“從物體射出的光經(jīng)平面鏡反射后成虛像，經(jīng)凸透鏡折射后能成實像”這一事實，常被不恰當?shù)匮莼�成“從物體射出的光線經(jīng)過反射后成虛像，經(jīng)過折射后成實像”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；當物體位于凸透鏡一倍焦距以內(nèi)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(xiàn)在光通過透鏡后，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(jīng)過“會聚作用”形成的．如圖甲，折射光線雖然相交，但并沒有比原來（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(fā)散程度較大，經(jīng)過凸透鏡后發(fā)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，但折射光線并沒有會聚于一點，在這里凸透鏡起了“會聚作用”．當物體置于凸透鏡的焦點之外時，入射光線相對于凸透鏡的發(fā)散程度較小，光經(jīng)過凸透鏡折射后才能會聚于一點．同理，經(jīng)過折射后能使光線會聚于一點的透鏡，并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(xiàn)以入射點0 為軸，將鏡面沿順時針旋轉0 角后，那么現(xiàn)在的反射光線與原來的反射光線的夾角為多少？

例2 如下圖為激光液面控制儀原理簡圖，固定的一束激光AO 以入射角600照射到水平液面，反射光OB 射到與其垂直的光屏上，用光電轉換器將光信號變成電信號，輸入控制系統(tǒng)用以控制液面高度。 如果液面降低，發(fā)現(xiàn)光點B 在光屏上移動了一段距離到B’，請在圖中標明了的位置（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 ．先小于物體運動的速度，后來又大于物體運動的速度
C ．先大于物體運動的速度，后來又小于物體運動的速度
D ．始終大于物體運動的速度
思維點撥首先根據(jù)題意，知道這是凸透鏡所成實像規(guī)律的應用，凸透鏡成實像規(guī)律中的分界點是在2 倍焦距處。應理解物體在“> 2f 的區(qū)城時，所成的像在f < , < 2f 的區(qū)城，若物體在f < u ＜萬的區(qū)域時，所成的像在，> 2f 的區(qū)城。首先確定物體和像 所在的位里范圍，然后理解它們是同時變化的特．汽再確定它們的速度關系．
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?yōu)?，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(fā)光點S ，試畫出S 發(fā)出的一條光線，使它經(jīng)a 、b 兩鏡面各反射一次后，仍回到S 點．

（2）如圖，ab 為主光軸，A ' B ’是AB 經(jīng)凸透鏡后所成的像．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(jīng)過凸透鏡后的折射光線．


例7．例 l 如右圖所示為某一發(fā)光點 S 發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡MN反射后的兩條反射光線，試作出這兩條反射光線OA 、 OA ’的入射光線且確定發(fā)光點的位置．
例8小明同學發(fā)現(xiàn)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，后來老師告訴小明：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么你認為樓道開關連接正確的是 （ )

例9在某飯店的一個長方形房間里，為了使客人感覺室內(nèi)寬敞，主人在一面墻上裝了一個與墻等大的平面鏡，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，公園里游人如織．其中四位游客在同一地點，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，通過半厘米厚需要ro 年，比蝸牛的速度還慢得多．當一塊慢透光玻璃制出來時，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，帶著這些美麗的景致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，那么，在下一個10 年的過程中，這個窗子外面便仿佛呈現(xiàn)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(jié)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(fā)展到今天，部分科幻已經(jīng)開始變成現(xiàn)實．
（1）本文作者進行科學幻想的依據(jù)是什么?
（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(jù)。
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 上的觀后鏡是 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(xiàn)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(xiàn)象是由于 造成的．
6 ．下列物體中屬于光源的是（ )
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 ．在岸邊看見水中白云在漂動
C ．在平面鏡里只要乙能看到甲，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(xiàn)象中屬于光的反射的是（ )
A ．在頤和園內(nèi)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(xiàn)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于（ )
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(xiàn)象，它的產(chǎn)生和日食理相同．如圖為發(fā)生“金星凌日”現(xiàn)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 ）讓一束太陽光通過棱鏡射到白屏上（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 ，盡管人眼看不見，但都是存在的。
( 2 ）看到實驗結果后，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 ．他設計了如上圖乙的實驗，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.用家里的放大鏡（焦距已知）、蠟燭、火柴、光屏（白紙板），做探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗 ( l ）還需要添加的實驗器材是： ( 2 ）觀察并記錄凸透鏡所成像的情況時，應測量；在記錄中，除測量數(shù)據(jù)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．有一光電控制液面高度的儀器，是通過光束在液面上的反射光線打到光電屏上來顯示液面度的（光電屏的作用是能光信號轉化為電信號進行理）．人們知道了液面的高后就可以通過一定裝置調(diào)節(jié)液面到需要的高度，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 ）液面高度發(fā)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，液面可以用反射能力強的平面鏡代替．還有什么增強實驗效果的方法同學們可以在實驗中摸索）.
( 3 ）根據(jù)光的反射定律畫圖說明．

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