第二章 光现象 一、光的直线传播 1．光源：定义：能够发光的物体叫光源。

光源有好多种；按形成原因分，可分为自然光源和人造光源；按发光原理分，可分为热光源和冷光源。

自然光源：太阳、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、乌贼、水母等。

人造光源：手电筒、火把、油灯、蜡烛、白炽灯、日光灯、霓虹灯以及钠灯、汞灯、氖灯等。

热光源：太阳、手电筒、火把、油灯、蜡烛、电灯等。

冷光源：萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、乌贼、水母等。

【注意】月亮不是光源，月亮本身不发光，只是反射太阳的光。

2．规律：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。

常见的均匀介质如：空气、水、玻璃等。

【注意】光在不均匀介质中如不均匀的空气、不同介质的界面处，传播方向发生改变。

大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折 3．光线表示光的传播径迹和方向的直线叫光线，一般用一根带箭头的线段表示。

光线并不是真实存在的，而是为非作歹形象、直观的表示光的传播路线和方向，方便研究光学现象而假设虚构的，是一种理想化的物理模型。

练习：☆为什么在有雾的天气里，可以看到从汽车头灯射出的光束是直的？　答：光在空气中是沿直线传播的。

光在传播过程中，部分光遇到雾发生漫反射，射入人眼，人能看到光的直线传播。

☆早晨，看到刚从地平线升起的太阳的位置比实际位置高，该现象说明：光在非均匀介质中不是沿直线传播的。

4．应用及现象： 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。

5．光速： 光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快，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 。

光年是光在一年里传播的距离，因此，光年是距离的单位。

1光年=9.4608×1015m光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向（光线是假想的，实际并不存在） 二、光的反射光遇到水面、玻璃以及其他任何物体的表面都会发生反射。

我们看到不发光物体，都是由于它的表面能反射，反射光进入人的眼睛，人就看到了物体。

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。

1、垂直于镜面的直线ON叫做法线；如图所示，rOiNB入射光线反射光线A入射光线于法线的夹角i叫做入射角；反射光线与法线的夹角r叫做反射角。

2．反射定律：三线同面，法线居中，两角相等，光路可逆。

即：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在法线的两侧；反射角等于入射角，光的反射过程中光路是可逆的。

可归纳为：“三线一面，两线分居，两角相等”理解：（1）由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头（2）发生反射的条件：两种介质的交界处；发生处：入射点；结果：返回原介质中（3）反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度误区警示：①入射光线的反射光线是有方向的，当用字母表示时，应沿光线的传播方向叙述字母，如入射光线为AO，反射光线为OB。

②法线是为了科学准确地描述反射光线与入射光线的位置而引入的一条“辅助线”，本身并没有具体的物理意义。

③反射角与入射角都是光线与法线的夹角，不是与反射面的夹角。

误区警示：反射角和入射角的逻辑关系：因为先有入射光线，然后才有反射光线；同样的道理，先有入射角，然后才有反射角，也就是说，入射光线决定反射光线，入射角的大小决定反射角的大小，所以，在光的反射定律中，我们不能说入射角等于反射角，只能说反射角等于入射角。

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。

练习：☆请各举一例说明光的反射作用对人们生活、生产的利与弊。

⑴有利：生活中用平面镜观察面容；我们能看到的大多数物体是由于物体反射光进入我们眼睛。

⑵有弊：黑板反光；城市高大的楼房的玻璃幕墙、釉面砖墙反光造成光污染。

☆把桌子放在教室中间，我们从各个方向能看到它原因是：光在桌子上发生了漫反射。

4．面镜： ⑴平面镜：平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形 成像特点：等大，等距，垂直，虚像。

①像、物大小相等。

②像、物到镜面的距离相等。

（像与物左右相反） ③像、物的连线与镜面垂直。

④物体在平面镜里所成的像是虚像。

（5）平面镜成虚像。

成像原理：光的反射定理。

作用：成像 改变光路。

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。

实像与虚像的区别实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到。

虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。

平面镜的应用（1）水中的倒影（2）平面镜成像（3）潜望镜（1）利用平面镜可以改变光的传播方向，起到控制光路的作用。

如制作潜望镜；在挖井、挖掘山洞时，用平面镜将太阳光反射到作业区照明；修建体育场馆和高大建筑物时，利用平面镜把太阳光反射到室内改善光照条件。

（2）利用平面镜来成像：如制作各种镜子，商场和家庭装修时，利用平面镜成像增强宽敞明亮的空间效果。

（3）利用平面镜反射光来使微小形变放大，以便观察。

三、颜色及看不见的光 1．白光的组成：红，橙，黄，绿，蓝，靛，紫。

色光的三原色：红，绿，蓝。

颜料的三原色：品红，黄，青。

2．看不见的光：红外线，紫外线。

（四）、光的折射：光的折射可分为两种情况：（1）光线斜射时，传播方向发生偏折；（2）光线垂直射向两种物质的界面时，传播方向不变，按原方向传播。

1、定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。

理解：光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。

注意：在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射2、光的折射规律：三线同面,两线分居,空气中角大,光路可逆。

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在法线两侧。

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。

理解：折射规律分三点：（1）三线一面（2）两线分居（3）两角关系分三种情况：①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角2、斜射（1）当光从空气斜射入玻璃、水等介质中时，折射光线向法线方向偏折。

（2）光从水、玻璃等介质斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折。

即斜射时，不论空气中的光线是入射光线还是折射光线，总是空气中的角度偏大。

折射光线与法线的夹角叫做折射角。

（3）垂直入射当光线垂直射向两个介质的分界面时，光线的传播方向不变，入射光线、折射光线均与法线重合。

（4）光的折射规律与光的反射规律的区别：光的传播规律中，入射光线和反射光线在界面的同侧，光的传播速度不变；光的折射规律中，入射光线和反射光线分别在介质分界面得两侧，光的传播速度发生改变。

（5）法线的重要地位：它具有双重身份，（1）它是两种介质分界面得垂线；（2）它是作图中画出反射光线和折射光线的参照标准。

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、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。

1、光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，这就是光的折射规律。

在折射现象中，光路是可逆的。

2、斜射（1）当光从空气斜射入玻璃、水等介质中时，折射光线向法线方向偏折。

（2）光从水、玻璃等介质斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折。

即斜射时，不论空气中的光线是入射光线还是折射光线，总是空气中的角度偏大。

折射光线与法线的夹角叫做折射角。

（3）垂直入射当光线垂直射向两个介质的分界面时，光线的传播方向不变，入射光线、折射光线均与法线重合。

（4）光的折射规律与光的反射规律的区别：光的传播规律中，入射光线和反射光线在界面的同侧，光的传播速度不变；光的折射规律中，入射光线和反射光线分别在介质分界面得两侧，光的传播速度发生改变。

（5）法线的重要地位：它具有双重身份，（1）它是两种介质分界面得垂线；（2）它是作图中画出反射光线和折射光线的参照标准。

（五）、光的色散（1）光的色散现象：当一束太阳光通过三棱镜时，分解成七种色光的现象。

这种现象说明了：①白光不是单色光，而是由各种色光组成的复色光②不同的单色光偏折的程度不同，红光最小，紫光最大。

1、色散：把白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光。

2、色光的混合色光的三原色:红、绿、蓝。

颜料的三原色:红、黄、蓝。

3、物体的颜色透明物体的颜色是由通过它的色光决定的。

不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。

①透明物体的颜色由通过它的色光决定。

在光的色散实验中，如果在白屏前放置一块红色玻璃，则白屏上的其它颜色的光消失，只能留下红色，说明其它色光都被红玻璃吸收了，只能让经光通过。

如果放置一块蓝玻璃，则白屏上呈现蓝色。

②不透明物体的颜色由它反射的色光决定。

在光的色散实验中，如果把一张红纸贴在白屏上，则在红纸上看不到彩色光带，只有被红光照射的地方是亮的，其他地方是暗的；如果把绿纸贴在白屏上，则只有绿光照射的地方是亮的，其他地方是暗的。

规律总结：如果物体是不透明的，黑色的物体会吸收所有色光，白色物体会反射所有色光，其他颜色的物体只反射与它颜色相同的光。

（六）、看不见的光1、光谱：太阳光照在棱镜上，会在白屏上形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的光带，这个光带就叫做光谱。

2、红外线①在光谱上红光以外的部分叫做红外线。

②红外线的特点红外线的热作用强；红外线穿透云雾的能力比较强；红外线还可以用来进行遥控。

3、紫外线①在光谱上紫光以外的部分叫做紫外线。