第五章光现象第一节光的传播一、学习要求1.知道光源、光线的含义及光线的表示方法。
2.知道光在均匀介质中沿直线传播。
3.能根据光的直线传播规律解释影子的形成、日食、月食的形成。
4.知道光在真空中的传播速度;光在其它介质中的传播速度小于真空中的速度。
二、思维训练想一想1.“光在均匀介质中是沿直线传播的”,请你举例说明光的这种性质,并具体解释这一现象是如何形成的。
2.排队时,如果你看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人,队就排直了,这是为什么?试一试3.在灯光下用两只手做成一定的造型,可以在墙上出现一些动物的影子,如图5-1所示。
请你实际做一做,并分析产生这种现象的原因。
图5-1练一练4.光在______________________________中是沿直线传播的。
5.影子的形成证明了光______________________________的性质。
6.为了检查一块木板的棱是否直,可以闭住一只眼睛,用另一只眼睛沿棱的长度方向看去,如图5-2所示,这是利用了__________________。
图5-27.光在____________中传播的速度最大,这个速度是____________m/s。
8.太阳光传到地球约需要500s,地球到太阳的距离约为____________km。
月球和地球相距380000km,太阳光从月球反射到地球需要的时间约为______s。
9.下列物体属于光源的是( )A.能够反光的镜子B.点燃的火炬C.点亮的手电筒D.空中的月亮10.下列现象中能反映光的直线传播的是( )A.发生雷电时,先看到闪电而后才能听到雷声B.阳光下地面上出现的人影C.日食和月食的形成D.看不见大墙后面的物体11.打雷时,雷声和闪电是同时发生的,但我们总是先看见闪电,后听到雷声,这是由于( )A.光的传播不需要时间B.光速比声速小C.光速比声速大D.人的听觉和视觉不协调12.在画光的传播方向时,用一条带______的______来表示。
三、问题探究《墨子》这本书中记载了我国古代用针孔成像的光学实验,如图5-3所示,人们通常把这种现象称为“小孔成像”。
请你动手制作一个“针孔照相机”(即小孔成像装置),来实际观察这一现象。
如图5-4所示,将易拉罐的上部剪去,蒙上半透明的纸,在罐的底部中央扎一个小孔。
将小孔对着明亮的物体,如蜡烛、电灯等,就会在半透明的纸上看到物体的“像”。
请你根据本节所学习的知识,分析“小孔成像”的道理。
图5-3图5-4第二节光的反射一、学习要求1.知道光的反射概念。
2.能举例说明光的反射现象。
3.理解入射光线、入射点、法线、入射角、反射光线、反射角等名词的含义。
4.记住并理解光的反射定律。
5.知道镜面反射和漫反射的概念,知道它们都遵循光的反射定律。
6.知道在光的反射现象中,光路是可逆的。
7.会用作图法解答简单的光的反射问题。
二、思维训练想一想1.我们为什么从各个方向都能看见教室里黑板上的字迹?2.研究光的反射定律的实验装置如图5-5所示,甲图中在F屏上可以看到反射光线,而乙图中在F屏上看不到反射光线,这一实际现象说明了什么?图5-5练一练3.当光照射到两种介质的界面时,其中一部分光被界面反射,这种现象称为______。
4.一条光线入射到镜面上的一点,该点称为______点,通过这一点垂直于镜面的直线称为______。
入射角是指______与______的夹角,反射角是指______与______的夹角。
5.入射光线与镜面夹角为15°,则反射角为______度;当入射角减少15°时,则反射角为______度。
6.反射光线与入射光线的夹角是60°,则入射角是______度,反射角是______度,入射光线与反射面的夹角是______度。
7.光线在镜面发生反射,反射光线与入射光线垂直,则( )A.入射角为45°B.入射角为90°C.反射角为45°D.入射光线与镜面垂直8.如图5-6所示,是光线被镜面反射的光路图,其中EF表示______,AO表示______,OB表示______,ON表示______,入射角是______,反射角是______。
图5-69.如图5-7所示,是光线AO照到镜面后发生反射的光路图。
若光沿BO方向入射到镜面上,则反射光线将沿______方向射出,这种现象表明在光的反射现象中,光路是______的。
图5-710.关于光的反射,下列说法中错误的是( )A.反射光线跟入射光线和法线在同一平面内B.反射光线和入射光线分居在法线的两侧C.入射角等于反射角D.入射角增大,反射角也同样增大11.一束平行光射到物体______的表面上发生镜面反射,其反射光向______。
一束平行光射到物体______的表面上发生漫反射,反射光射向______。
12.阳光与水平面成30°角斜向下照射,欲用一平面镜使反射后的阳光竖直向下传播照射到井中,则平面镜与水平面的夹角应为______度。
13.如图5-8所示,入射光线与平面镜夹角为25°,要想使反射光线与入射光线的夹角变为120°,则平面镜应绕过O点且垂直于纸面的轴沿______时针(选填“顺”或“逆”)转过______度。
图5-814.平面镜M1与M2的夹角为60°,如图5-9所示。
一束光线斜射到M1上,经两平面镜反射后的光线与入射光重合,但方向相反,则入射光与平面镜M1夹角 为______度。
图5-915.光线垂直入射到镜面上,则反射角是______度,若入射光线不动,将镜面旋转20°(如图5-10所示),则反射光线旋转了______度。
图5-1016.如图5-11所示,一束太阳光照射到平面镜上,经平面镜反射后,能看到耀眼亮光的位置是( )图5-11A.a处B.b处C.c处D.d处试一试17.在图5-12中,根据入射光线或反射光线,画出相应的反射光线或入射光线。
图5-1218.在图5-13中,根据入射光线和反射光线,画出反射面的位置。
图5-1319.图5-14中画出了经平面镜反射的两条光线,请根据光的反射定律,用作图法在图中确定发出这两条光线的发光点S的位置。
图5-1420.由点光源S发出的一束入射光AB射在镜面上,如图5-15所示。
图中CD是由S 发出的另一束入射光的反射光,请在图中画出点光源S的位置。
图5-15三、问题探究1.如图5-16所示,OM和ON是两个垂直放置的平面镜,光线l1经过镜面OM反射的光线l2又被镜面ON第二次反射,形成反射光线l3,试证明光线l3的传播方向与光线l1的传播方向正好相反,即证明l3与l1平行。
图5-162.如图5-17所示,两个平面镜之间的夹角为35°,一束光线依次被两个平面镜反射,问第二次反射后的光线与入射光线的夹角多大。
图5-17第三节探究平面镜成像的特点一、学习要求1.理解平面镜成像的特点。
2.知道虚像的含义。
3.会根据平面镜成像特点用作图法画出物体经平面镜所成的像。
4.知道两类球面镜及对光的会聚、发散作用。
5.了解球面镜的简单应用。
二、思维训练想一想1.平面镜成的像为什么是虚像?2.一个人高1.7m,眼睛到头顶的距离为12cm。
此人站在竖直放置的平面镜前1m处,他要在镜中看到自己的全身像,则镜子的上下长度最少应为多长?镜子应挂在多高处?(即镜子的下端离地面多高?)3.研究平面镜成像的实验中应选择两只大小、形状都相同的蜡烛,这是为什么?练一练4.平面镜成像的特点是:像与物的大小、形状______,它们的连线与镜面______,它们到镜面的距离______。
物体在平面镜中成的像是______像。
(选填“实”或“虚”) 5.某人站在平面镜前2m处,人和像相距______m。
若人向平面镜走近0.5m,人和像的距离变为______m。
6.人走向平面镜时,下列判断正确的是( )A.像与人的运动方向相同B.像与人的运动方向相反C.像与人的距离越来越大D.像与人的距离越来越小7.下列说法中正确的是( )A.树在水中的倒影是树的影子B.树在水中的倒影是树的虚象C.物体通过小孔成的像是物体的影子D.小孔成像是一种光的直线传播现象8.一面镜子挂在墙上,人眼睛的位置在图5-18中的A处。
现有甲、乙、丙三个物体放在镜子前面,则人眼通过镜子能看到的物体是( )图5-18A.只有甲B.只有乙C.甲和乙D.乙和丙9.如图5-19所示,能够正确反映物体在平面镜中成像情况的是( )图5-1910.探究平面镜成像特点的实验,如图5—20所示,在这个实验中( )图5—20A.玻璃板后的那支蜡烛应该比点燃的那支蜡烛小B.若把点燃的那支蜡烛移近玻璃板,像变大C.若换用更大的玻璃板,像变大D.需要使用测量长度的工具11.小明从平面镜里看到镜子对面电子钟示数的像,如图5—21所示,这时的时刻应是( )图5-21A.21∶10 B.10∶21 C.10∶51 D.12∶0112.在距离平面镜6cm处,与镜面平行放置一根蜡烛,这时蜡烛在镜中的像距离镜面为______cm。
若把平面镜移动到原来蜡烛所成像的位置,像移动了______cm。
13.某水池的水面与池边几乎相平,池中水的深度为2m,一位站在水池边上的身高为1.6m的人,他的头顶在水中的像与池底距离为______m。
14.用笔尖接触平面镜,如果笔尖的像距离笔尖6mm,则镜子的玻璃的厚度为______mm。
15.图5-22中画出了物体AB在平面镜中所成虚象的两个位置,其中正确的是______。
(用文字表示)图5-2216.水池中的水深4m,月光照射到地球上所需的时间约为1.28s,月球到地球的距离是______m,当月光垂直照射到水面时,月球在水池中的像到月球的距离是______m。
17.凸面镜对光线有______作用,凹面镜对光线有______作用。
18.汽车的观后镜可以起到扩大观察视野的作用,这种镜子是______镜。
19.如图5-23所示,水平桌面上竖直放置一平面镜,欲使镜面前小球滚动方向与镜中小球像移动方向垂直,那么镜面前小球滚动方向与镜面的夹角是( )图5-23A.90°B.60°C.45°D.30°20.一个平面镜与水平桌面成45°角放置,如图5-24所示,一小球以1m/s的速度沿桌面向平面镜运动,则小球在平面镜中的像相对桌面的运动速度大小是______m/s,运动方向是______。
图5-24试一试21.根据平面镜成像的特点,在图5-25中画出物体在平面镜中成的像。
图5-25三、问题探究1.镜子与水平面成某一角度放置时,一个小球在镜子前从高处自由下落,可看到镜子里小球的像沿水平方向运动,问镜子与水平面的夹角多大?2.人站在竖直挂着的平面镜的正前方,以1m/s的速度靠近平面镜,则像相对于人的速度大小是______m/s。