第一章 声现象一、声音的产生和传播1、声音是由物体的振动产生的，振动停止，发声停止。

人说话是靠声带振动发声的，鸟发声是靠气管和支气管交界处的鸣膜振动发声的，蟋蟀是靠左右翅摩擦振动发声的。

2、声音的传播需要介质。

固体、液体、气体都能传播声音，真空不能传播声音。

通常我们听到的声音是靠空气传来的。

3、声速：声音在每秒内传播的距离叫声速。

不同介质中的声音传播的速度是不同的。

4、声速的计算公式：tsv =，15℃声音在空气中的速度为340m/s 。

一般状态下声音在固体、液体、气体中传播的速度大小关系是气液固v v v >>。

5、回声：声音遇到障碍物会反射回来，再传入人的耳朵里，人耳听到反射回来的声音叫做回声。

6、听到回声的条件：回声到达人耳时间比原声晚0.1s 以上，人耳才能把回声跟原声区分开，听到回声至少离障碍物17m 。

7、回声的利用：利用回声可以测量发声体与障碍物之间的距离；利用声音的反射来增强原声。

8、声音是以波的形式传播的。

二、我们怎样听到声音1、人耳听到声音的基本过程：空气作用于人耳引起鼓膜振动，经过听小骨及其他组织转给大脑听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，这样人就能听到声音了。

2、声音在传递给大脑的整个过程中，任何部分发生障碍，人都会失去听觉。

3、骨传导：声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉，我们把这种传导方式叫做骨传导。

骨传导一般不借助于鼓膜的振动，骨传导的性能比空气传声的性能好。

失聪后的作曲家贝多芬就是通过咬住木棍的一端，将另一端顶在钢琴上来听自己演奏的琴声，他充分利用了骨传导的方式听到琴声。

4、双耳效应：由于声源到两只耳朵的距离一般不同，因而声音传到两只耳朵的时刻、强弱、步调也不同，这些差异就是人们判断声源方向的重要基础，这就是双耳效应。

当用一只耳朵是时就无法准确判断声源的方位，双声道立体声就是依据这个原理制成的。

5、两耳相距越大，耳朵感受的时间差越大，越容易辨别声源的方位。

三、声音的特性1、声音的三个特性：音调、响度、音色。

（1）音调：声音的高低叫做音调。

频率：物体每秒内振动的次数，频率的单位是赫兹，符号Hz ，频率表示物体振动的快慢。

频率越高，音调越高，频率越低，音调越低。

（2）响度：声音的强弱叫做响度，用分贝（dB ）表示声音的强度。

振幅：物体在振动时偏离原来位置的最大距离叫做振幅。

振幅越大，响度越大，振幅越小，响度越小。

影响响度的因素：其一是振幅的大小、其二是与听者距离发声体的距离有关，同一声源处发出的声音，离声源越远，响度越弱。

（3）音色：声音是由发声体本身的材料、结构等因素决定的，一般每人都有自己的音色，但人的音色随着年龄、训练等因素的变化而变化。

不同物体的发声尽管音调和响度相同，但是音色却不同。

不同声源发出同一音调的声音时，其基音相同，但是泛音不同，人们听到的音色也就不同。

辨别声音主要靠区分音调和音色。

2、音调和响度的区别：（1）音调指声音的高低，是由频率决定的；响度指声音的大小，是由振动的幅度和距离发声体远近来决定的。

（2）音调高的响度不一定大，响度大的音调不一定高。

3、人的听觉频率为20Hz —20000Hz（1）次声波：频率低于20Hz的声音叫做次声波。

特点：传播距离远，无孔不入等，主要发生于大型的自然灾害：地震、海啸、火山爆发、台风、核爆炸等。

（2）超声：频率高于20000Hz的声音叫做超声波。

特点：方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能等，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石等。

（3）动物的听觉范围通常与人不一样，比如狗的听觉范围就比人的听觉范围大，猫、蝙蝠、海豚的听觉上限都比人类高。

大象的语言对人类来说就是次声波。

4、人能听到声音的条件：必须要有发声体、介质、良好的听觉器官、足够的响度和一定的频率范围。

四、噪声的危害和控制1、噪声的含义：（1）从物理角度讲：噪声就是发声体做无规则振动时发出的声音；（2）从环境保护角度讲：凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰的声音。

（3）乐音：从物理学的角度来看，就是发声体做有规律振动时发出的声音。

2、噪声的等级和危害：人们以分贝为单位表示声音的强弱。

大于50dB，会影响休息和睡眠；大于70dB，会影响学习和工作；大于90dB，会破坏听力。

为了保护听力，声音不能超过90dB；为了保证学习和工作，声音不能超过70dB；为了保证休息和睡眠，声音不能超过50dB。

3、控制噪声的途径：在声源处减弱噪声、在传播过程中减弱噪声、在人耳处减弱噪声。

五、声的利用1、超声波及其利用（1）特点：能量大、沿着直线传播。

（2）利用：超声波的频率高，因而能量很大，可用用于除掉人体内的结石，清洗钟表等精细的机械；超声波的波长短，基本上是沿着直线传播的，如声呐的应用，医学上的“B超”等。

注意雷达利用的是电磁波，而不是超声波。

2、声的利用：（1）利用声来传递信息。

当声音在传播过程中遇到障碍物时，声音就会被反射回来形成回声，根据声音返回的时间，可以判断障碍物的位置。

现在人们用来探测海底的“声呐”装置，医学上的“B超”等，都是利用了回声的原理。

（2）利用声波传递能量。

声音以波的形式向外传播，即物体振动的能量可以通过介质以声波的形式传递出去。

如声波可以用来清洗钟表等精密机械；外科医生可以利用超声波振动除去人体内的结石等。

第二章 光现象一、光的传播1、光源：能够发光的物体叫做光源。

（1）光源的分类：可分为热光源和冷光源，天然光源和人造光源，生物光源和非生物光源。

（2）太阳、发光的电灯、点燃的蜡烛都是光源，有些物体本身不发光，但由于它们能反射太阳光或其它光源射出的光，好像它们也在发光一样，不要被误认为是光源，如月亮和所有行星，它们并不是物理学所指的光源。

2、光的传播规律：光在同一均匀透明介质中沿直线传播。

例子：种树、排队、挖掘隧道、打枪、影子、手影、日食、月食、小孔成像。

3、光的传播速度（1）光速与介质有关，光在不同介质中的传播速度不同，光在真空中的传播速度最大,真空或空气中的光速取为s m c /100.38⨯=。

光在水中的速度约为真空中的3/4；光在玻璃中的速度约为真空中的2/3。

4、光年（距离单位）：光在1年内传播的距离。

m 151046.91⨯≈光年。

5、光线：用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向，这样的直线叫光线。

光线并不是真实存在的，而是为了研究方便，假想的理想模型。

6、光速与声速的比较：（1）声音在固体传播传播的最快，液体中次之，空气中传播的最慢，真空中不能传声；光在真空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中传播的更慢。

（2）光速比声速快很多。

如：打雷时，闪电和雷声同时发生，但总是先看到闪电后听到雷声。

二、光的反射1、光的反射及反射定律（1）光的反射：是指光从一种介质斜射到另一种介质表面时，有部分光返回原介质中传播的现象。

我们能看到物体就是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。

（2）光的反射定律：光的反射所遵循的规律称为光的反射定律。

①反射光线和入射光线、法线在同一平面内；②反射光线和入射光线分居法线两侧；③反射角等于入射角。

入射点：入射光线与镜面的交点。

法线：从光的入射点O 所作的垂直于镜面的线ON 叫做法线。

入射角：入射光线与法线的夹角叫做入射角，用符号i 表示。

反射角：反射光线与法线的夹角叫做反射角，用符号γ表示。

注意：①对应于一条入射光线，只有一条反射光线；②反射光线的位置是随入射光线的改变而改变的，即入射光线是“因”，反射光线是“果”，所以叙述反射定律时不能说成“入射角等于反射角”。

2、反射现象中光路是可逆的：光线沿原来的反射光线的方向射到界面上，这时的反射光线定会沿原来的入射光线的方向射出去。

3、利用光的反射定律来画一般的光路图： （1）确定（反）入射光；（2）根据法线与反射面垂直，作出法线，用虚线表示； （3）根据反射角等于入射角，画出入射光线或反射光线。

4、反射类型：（1）漫反射：反射面凸凹不平，使得平行光线入射后反射光线不再平行，而是射向各个方向。

入射光 法线 反射光镜面（2）镜面反射：反射面很光滑，使得入射的平行光线反射后光线仍然平行。

（3）镜面反射和漫反射的相同点与不同点：相同点：镜面反射和漫反射都是反射现象，每一条光线反射时，都遵守光的反射定律。

不同点：镜面反射的反射面是表面光滑的平面，平行光束反射后仍为平行光束；而漫反射的反射面是粗糙不平的，平行光束反射后射向各个方向。

（4）利用镜面反射可以改变光路，例如用平面镜反射日光照亮地道；利用漫反射可以从不同方向看到本身不发光的物体，例如用粗糙的白布做幕布放映电影。

例子：日常见到的绝大部分反射面都会发生漫反射，由于漫反射才能够使我们从不同方向看到物体，教室里的黑板用毛玻璃、电影幕布用粗布，都是为了使各个方向的人都能看到。

而黑板用久了，会出现“反光”现象，就是因为发生了镜面反射，使有些方向没有反射光线，从而看不见了。

（5）光的反射现象例子：水中的倒影、平面镜成像、潜望镜、凸面镜、凹面镜、能看见不发光的物体。

三、平面镜成像１、平面镜成像的特点：（1）像和物体到镜面的距离相等；（2）像与物体的大小相等；（3）平面镜成正立、等大的虚像；（4）像和物的连线与镜面垂直。

2、平面镜中像的形成平面镜所成像是物体发出（或反射出）的光线入射到镜面，发生反射，由反射光的延长线在镜后相交而形成的。

如图2所示，光源S在平面镜后的像并不是实际光线会聚而成的，是由反射光线的反向延长线会聚而成，这样的像就叫虚像。

如果用光屏放在平面镜后的S'处，是接收不到这个像的。

3、水中倒影的形成：平静的水面就好像一个平面镜，它可以成像，对事物的每一点来说，它在水中所成的像点都是“等距”；树木和房屋上的各点与水面距离不同，越接近水面的点，所成的像也距水面越近。

无数点组成的像从水面上看就成了倒影了。

4、平面镜的应用（1）成像；（2）改变光路（光的传播方向），如潜望镜就是利用两块互相平行的平面镜可以从水下观察水面上的船只。

5、虚像和实像虚像：非实际光线而是光线的反向沿长线会聚而成的像。

实像：实际光线会聚而成的像叫实像。

在光学中涉及到的像可分成实像和虚像。

它们的共同点是都能被人眼观察到，即都有光线射入人眼。

它们的不同点是：实像可以成在光屏上，如小孔成像，照像机成像、幻灯机成像均是实像；而平面镜成像，放大镜成像均是虚像。

实像是光线的实际会聚而成，而虚像则是由发散的反射光线或折射光线的反向延长线会聚，形成虚像。

6、会用垂直等距和光路图两种方法找物体的像。

最关键是光路图法。

7、画图中的实线和虚线：(1)实际光线用实线画，加箭头表示光线的行进方向；(2)反向延长线不是实际光线，所以用虚线画，不加箭头；(3)实像用实线画，虚像用虚线画，都要加箭头表示像的正倒；(4)法线等辅助线要用虚线画。