【知识点1】光的基础知识:1. 光源、光的传播(1)光源:正在发光的物体。
(2)光的传播:光在同一种均匀介质中沿直线传播。
光在同一种均匀介质中沿直线传播,在日常生活中有很多例子,如影子的形成、小孔成像(倒立的像)、日食、月食、射击运动员瞄准射击等。
(3)光线:为了形象地表示光的传播情况,我们常用一条带有箭头的直线表示光的传播路线和方向,这样的直线叫做光线。
(4)利用光的直线传播解释一些现象:阳光下树荫中的圆形光斑,不管瓦缝的形状如何,透过瓦缝形成的光斑都是圆的,这些现象说明这是小孔成像,小孔成像所成的是倒立的像。
2. 光的传播速度(1)光在不同的介质中传播速度的快慢不同。
在真空中最快,达到3×108m/s,在空气中传播速度稍微慢一点,在水中的光速为真空中的3/4。
(2)光年:1光年表示光在一年的时间里传播的距离,约为9.46×1012km。
故光年是距离单位而不是时间单位。
3. 光的色散(1)光的色散:白光是由多种色光混合而成的,通过棱镜可以分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这种现象叫做光的色散。
“雨后彩虹”就是一种光的色散现象。
(2)单色光、复色光和不可见光:①我们把不能再分解的光叫单色光,如红、橙、黄、绿光等。
②由单色光混合而成的光叫复色光。
白光就是复色光。
③我们把肉眼看不见的光叫不可见光,常见的有:红外线,家用电器的遥控器发出的就是红外线,在军事上还有红外线夜视仪;紫外线,能杀死微生物,常被人们用来消毒杀菌,另外,紫外线还能使荧光物质发光,可以用来鉴别纸币的真伪;适量的紫外线照射,有助于人体健康,但过量的紫外线照射,会使人的皮肤变黑,并能诱发皮肤癌。
4. 物体的颜色①看到物体颜色的条件:哪种色光进入眼睛,我们看到的就是哪种颜色;②不透明的物体的颜色由它反射的色光的颜色决定;透明物体的颜色由它透过的色光的颜色决定;白色物体能反射所有单色光;黑色物体能吸收所有单色光。
5. 电磁波(1)电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。
(2)电磁波的速度与光速相同,在真空中为3×108m/s。
光也是一种电磁波。
(3)有的电磁波辐射对人体有害,但其用途很广泛:如可以传播信息、X射线可以诊断疾病、γ射线可以杀死肿瘤细胞等。
【典型例题】例1. 小明在学习“光的传播”时,看到老师做的一个演示实验,过程如下:①用激光笔射向水中,观察到光线是一条直线(如图);②在A点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液,观察到光线发生了弯曲;③经搅拌后,观察到光线又变直。
小明根据上述现象得出的结论,表述正确的是()A. 光的传播需要介质B. 光只有在水中才沿直线传播C. 光在海波溶液里不能沿直线传播D. 光在同一种均匀介质中才沿直线传播解析:本题重在考查光在同一种均匀介质中沿直线传播,同学们平时经常会简单地说成“光的直线传播”原理。
在回答问题时一定要说成“光在同一种均匀介质中沿直线传播”。
答案:D例2. 2010年4月14日,青海玉树发生了强烈地震。
震后救援人员使用了雷达生命探测仪,根据人的呼吸、心跳等生理特点,从反射回来的电磁波中探知废墟中是否存在生命迹象。
下列关于电磁波的说法中,不正确的是()A. 电磁波能在真空中传播B. 电磁波能传递不同的信息C. 电磁波能穿透水泥墙D. 电磁波在空气中的传播速度约为340米/秒解析:本题重在考查同学们对电磁波的相关知识的理解,电磁波能在真空中传播,并且有很强的穿透能力,人类可以利用电磁波传递不同的信息,所以A、B、C项正确。
电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s,所以D项答案是错误的。
答案:D【知识点2】光的反射知识1. 光的反射(1)光的反射:光从一种均匀介质射向另一种均匀介质时,在它们的分界面上会改变光的传播方向,光又返回到原先的介质中,这种现象就是光的反射。
(2)光的反射定律如图所示,理解“三线”:入射光线AO、反射光线OB、法线ON;“两角”:入射角α,反射角β;O点既是入射点,又是反射点。
①反射定律:光反射时,反射光线与入射光线、法线在同一平面上(“三线共面”);反射光线和入射光线分居法线两侧(“分居两侧”);反射角等于入射角(“两角相等”)。
②发生反射时,光路是可逆的。
(3)镜面反射和漫反射:我们的眼睛能看到周围的物体,是因为光照在物体表面发生漫反射后进入了我们的眼睛。
2. 平面镜和球面镜(1)平面镜:表面是光滑平面的镜子。
平面镜的成像原理是光的反射。
(2)平面镜成像特点:“正立、等大的虚像”。
a. 像与物大小相等b. 像与物到镜面的距离相等c. 像与物左右相反d. 像是虚像。
注意:虚像并不是由实际光线相交而成,在光屏上无法成像。
平面镜常应用在日常生活中,如梳妆和装饰用的镜子,军事潜艇上利用双平面镜制成潜望镜(如下图)。
(3)凸面镜:对光有发散作用。
可以扩大观察范围,如汽车反光镜。
(4)凹面镜:对光有会聚作用。
如太阳灶、探照灯和手电筒里面的反光镜。
【典型例题】例1. 晚上,在漆黑的房间里,桌子上铺一张白纸,把一枚小平面镜(镜面朝上)放在白纸上。
当手电筒的光正对平面镜与白纸照射时。
如图所示,从侧面看去()A. 镜子比较亮,它发生了镜面反射B. 镜子比较暗,它发生了镜面反射C. 白纸比较亮,它发生了镜面发射D. 白纸比较暗,它发生了漫反射解析:在该实验中,因为平面镜的镜面很光滑,垂直入射到镜面的光又被垂直反射回去,从而射到其他方向的光很少,因此从侧面看去,基本上没有光线射入眼中,镜面看上去很暗,所以选项A错误,选项B正确;又因为白纸表面比较粗糙,入射到白纸上的光发生了漫反射而不是镜面反射,反射光线能射到各个方向,所以从侧面看到白纸比较亮,所以选项C 和D也是错误的。
答案:B例2. 随着经济的发展,人们的生活发生了巨大变化,汽车已经开始成为大部分人的代步工具。
观察发现,小汽车前面的挡风玻璃并不是竖直安装的,其主要原因是()A. 为了美观B. 可以有效减小外界噪声干扰C. 扩大视野D. 使车内物体通过挡风玻璃所成的像不在车的正前方解析:除大型客车外,绝大多数小汽车的前挡风玻璃并不是竖直安装的,而是倾斜的,车内乘客经玻璃反射所成的虚像,显现在前挡风玻璃的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的,这样就将车内乘客的像与路上的行人区别开来,司机就不会出现错觉。
答案:D例3. 如图所示,某同学在平面镜前观察自己,根据平面镜成像的特点,你认为他在平面镜中所成的像应该是图中的()解析:根据平面镜成像特点,像与物左右互换。
先看该同学手上的球,按照左右互换原则,像B、D是对的,然后再看该同学的脚的位置,人和像比较发现,人的右脚略向前伸出,而像中则应该是左脚略向前伸出,所以只有D是正确的。
答案:D【知识点3】光的折射知识1. 光的折射(1)光的折射:光从一种介质进入另一种介质时,传播方向发生改变的现象。
还有一种情况是,光在同一种不均匀的介质中传播,方向也会改变,这也是光的折射。
(2)光的折射定律光折射时,入射光线、折射光线、法线在同一平面内(“三线共面”);折射光线和入射光线分别位于法线两侧(“分居两侧”);光从空气斜射入水或玻璃时,折射光线向法线靠拢,折射角小于入射角(“光从空气射入到其他透明物质时,折射角小于入射角”)。
入射角增大时,折射角也增大。
光垂直射到水或玻璃表面时传播方向不变。
(3)由光路可逆性可知:光从水或玻璃斜射向空气中时,折射光线将偏离法线,折射角大于入射角。
2. 光的折射成像从空气中看水、玻璃等透明介质中的物体,你会感到物体的位置比实际位置高一些。
这是由于光的折射形成的变“浅”了的虚像。
具体例子有:“筷子上折”、“池水变浅”、“像下叉鱼”。
3. 透镜(1)透镜是由玻璃等透明物质制成的,光线经过透镜折射后,总是向透镜厚的一侧偏折。
(2)凸透镜:中间厚边缘薄。
如图所示,凸透镜中心的点O为光心,通过光心并与凸透镜垂直的直线AA’为主光轴。
三条特征光线:平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后,折射光线会聚于主光轴上的一点F,称为焦点。
焦点F到光心O的距离叫做焦距(f)。
根据光路可逆的性质,通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。
通过光心的光线,经过凸透镜后传播方向不发生改变。
(3)凹透镜:中间薄边缘厚。
如图所示,平行光经凹透镜折射后会向远离主光轴方向偏折。
将折射光线反向延长会交于主光轴上一点,称为焦点,由于没有实际光通过,所以这个焦点为虚焦点,凹透镜有两个虚焦点。
三条特征光线:平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后,折射光线的反向延长线经过虚焦点F;根据光路可逆的性质,延长线经过焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;通过光心的光线,经过凹透镜后传播方向不发生改变。
4. 凸透镜成像规律(1)烛焰、凸透镜和光屏的中心要在同一高度上,使像成在光屏中央。
(2)物距指的是物体到光心的距离。
像距是指光屏到光心的距离。
物距、像距与成像物距u 像距v像的情况倒立或正立放大、缩小或等大实像或虚像应用u>2f f<v<2f 倒立缩小实像照相机u=2f v=2f 倒立等大实像f<u<2f v>2f 倒立放大实像放映机、光学投影仪u=f 不成像u<f 不研究正立放大虚像放大镜(3)物距与像距的关系:物距变大,像距缩小,像变小;反之,物距缩小,像距变大,像变大。
5. 眼睛和视觉限制(1)眼睛的折光系统由角膜、房水、晶状体、玻璃体等构成。
(2)视觉形成:光线→眼球折光系统→视网膜→视神经→大脑皮层的视觉中枢。
(3)近视和远视:近视成因:晶状体曲度过大或眼球前后径过长,像落在视网膜前方。
矫正方法:佩戴凹透镜远视成因:晶状体曲度过小或眼球前后径过短,像落在视网膜后方。
老年人的“老花眼”其实就是远视眼。
矫正方法:佩戴凸透镜(4)盲点:视网膜上视神经传出的地方,无感光细胞,称为盲点。
(5)爱护眼睛,保护视力:提倡“二要二不要”。
读书和写字的姿势要正确,眼睛和书本的距离要保持在33厘米;连续看书或写字1小时左右要休息片刻,或者向远处眺望一会,最好是看看远处的绿草和树木;不要在光线暗弱或直射的阳光下看书、写字;不要躺在床上或坐车、走路时看书。
如果有灰尘或异物进入眼睛,千万不要用手乱揉,这样会磨损角膜,可用眼药水冲洗眼睛,使异物随眼药水和眼泪一起流出。
【典型例题】例1. 陶瓷茶杯底部放有一枚硬币,人移动到某一位置时看不见硬币(如图甲),往茶杯中倒入一些水后,又能够看见硬币了(如图乙)。
造成“看不见”和“又看见了”的原因分别是()A. 光的直线传播和光的折射B. 光的直线传播和光的反射C. 光的反射和光的折射D. 光的反射和光的直线传播解析:没有倒入水时,光是在空气这种介质中传播,属于光的直线传播。
当倒入水后,光在空气和水的界面上发生折射,所以选择答案A。