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(共13張PPT)
第3節　平面鏡成像
目 錄
課前 自主預習
課堂 互動理解
課前 自主預習
一、平面鏡成像的特點
閱讀教材,完成下列問題:
請同學們用平面鏡觀察自己的臉,思考下列問題:
(1)臉在鏡子的前方,像成在鏡子的________(選填“前”或“后”)方。
(2)當你遠離或面鏡時,像到鏡面的距離________(選填“變化”或“不變化”)。
(3)當你遠離或面鏡時,像的大小________ (選填“變化”或“不變化”)。
(4)在鏡后用一光屏承接,________(選填“能”或“不能”)接到臉的像。
后
變化
不變化
不能
二、平面鏡成虛像的原理
閱讀教材,完成下列問題:
平面鏡成像的原理是________________。
三、平面鏡的應用
閱讀教材,完成下列問題:
平面鏡成像的應用有______________、______________。(舉例說明)
光的反射
檢查牙齒的口鏡
潛望鏡
課堂 互動理解
一、平面鏡成像的特點
平面鏡所成的像是虛像,平面鏡所成像的大小與物體的大小相等,像和物到平面鏡的距離相等,像和物的連線與鏡面垂直。
平面鏡所成的像與物關于鏡面對稱。
跟蹤練習1右圖是探究平面鏡成像特點的實驗裝置圖,下列關于實驗的說法正確的是(　　)
A.實驗中的平面鏡用玻璃板代替,目的是使蠟燭a的像更清晰
B.實驗使用相同的蠟燭a、b,目的是比較像與物的大小
C.將光屏放到點燃的蠟燭a的像的位置,光屏能承接到像
D.改變點燃蠟燭a的位置多次實驗,這樣可以減小實驗誤差
B
解析:使用平面鏡時,只能成像,而不能透光,不容易確定像的位置,用玻璃板時,既能成像,又能透光,便于確定出像的位置,沒有平面鏡成像清晰,故A錯誤。為了比較蠟燭的像與蠟燭的大小關系,所用的兩支蠟燭a和b是完全相同的,故B正確。因為光屏只能承接到實像,不能承接到虛像,所以將光屏放到點燃的蠟燭a的像的位置,光屏不能承接到燭焰的像,從而說明平面鏡成的像是虛像,故C錯誤。探究平面鏡成像特點的實驗中進行多次實驗的目的是避免實驗的偶然性,得出普遍規律,故D錯誤。
二、怎樣理解平面鏡成像的原理
平面鏡成像原理分析,如圖所示。
點光源S發出的一部分射向平面鏡的光線,經平面鏡反射后進入眼睛,引起視覺。我們感覺光好像是從圖中的S'發出的,而實際上S'并不存在,因此我們把S'叫作S的虛像。
跟蹤練面鏡前有一點光源S,如圖所示,作一條從光源S射出的光線,使它經平面鏡反射后,恰好經過A點。圖中的數字符號表示的是確定光源S射出的光線時作圖的先后次序,其中作圖過程正確的是(　　)
C
解析:①先通過平面鏡作出發光點S的對稱點S'即為S的像,連接S'A交平面鏡于點O;②OA為反射光線;③連接SO,得到入射光線,如圖所示。故選C。
【點撥】 本題考查利用平面鏡成像特點和原理來完成光路。一定要注意像與物關于鏡面是對稱的。先根據平面鏡成像的特點作出S的像;再根據平面鏡成像原理可知,反射光線所有的反向延長線都會過S的像;連接像點與A點,則與平面鏡的交點為入射點,再完成光路即可。
三、平面鏡的應用
平面鏡的應用:(1)可以成像;(2)可以改變光的傳播方向。
跟蹤練習3如圖甲所示,檢查視力時,視力表放在被測者頭部的后上方,下列關于如圖乙所示的視力表上的字母“E”在平面鏡中像的選項中,正確的是
(　　)
甲
乙
B
解析:物體在平面鏡中成虛像,像與物大小相等,像與物關于鏡面對稱,題圖乙中“E”的像開口向右,則在平面鏡中看到的字母“E”開口向左,故A、C、D錯誤,B正確。
【點撥】 本題考查學生對平面鏡成像特點的掌握程度并會分析實際問題。根據平面鏡成像特點進行判斷:物體在平面鏡中成虛像,像與物大小相等,像與物的連線與鏡面垂直,像與物到平面鏡的距離相等;像和物關于鏡面對稱。
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專項訓練一　光現象作圖
一、光的反射作圖
1.如圖所示,AO是射向平面鏡的一條入射光線,請根據反射定律作出反射光線OB。
解析:畫出法線,在法線右側根據反射角等于入射角畫出反射光線即可。
2.如圖所示,小明想要在A點放置一塊平面鏡讓此時的太陽光反射到盆中花上的B點。請在圖中把光路補充完整,并畫出平面鏡。
解析:連接AB,可得反射光線,然后作出入射光線和反射光線夾角的角平分線,即為法線;再作一條線段與法線垂直,該線段的位置即為平面鏡的位置。
3.如圖所示,畫出入射光線并標出入射角的大小。
解析:過O點畫出法線,根據圖中反射光線與鏡面成30°,則反射角大小是90°-30°=60°;根據反射角等于入射角,入射角大小為60°;因而畫出與法線成60°的入射關系。
二、平面鏡成像作圖
4.請根據平面鏡成像的特點,作出像A'B'對應的物體AB。
解析:先作出像點A'、B'關于平面鏡的對稱點A、B,用實線連接A、B即為物體AB。
5.如圖所示,女孩到鞋店去買鞋,她站在鏡子MN前看自己穿著新鞋的效果。畫出女孩眼睛B點看到新鞋A點在平面鏡中所成像的光路圖。
解析:根據平面鏡的特點在平面鏡的另一側作出新鞋的點A的對稱點A',即為其在平面鏡中的像;連接像點與眼睛B點與鏡面相交于一點O,即為入射點,連接AO、OB,則AO是入射光線,OB為反射光線。
6.如圖所示,發光點S在平面鏡MN中的像為S1,當平面鏡轉過一定角度后,它的像為S2,請你利用平面鏡成像特點,畫出轉動后平面鏡的大致位置。
解析:過平面鏡作S1的對稱點,即為點光源S的位置;連接SS2,畫出其垂直平分線,即轉動后平面鏡的位置。
7.物體AB和它在平面鏡中所成的像A'B'如圖所示,請在圖中畫出平面鏡,保留作圖痕跡。
解析:平面鏡所成的像和物體是以鏡面為對稱軸的軸對稱圖形,連接AA'、BB',作這兩條線段的垂直平分線,即平面鏡的位置。
三、光的折射作圖
8.光從空氣斜射入玻璃磚中,在圖中畫出光通過玻璃磚的折射光線。
解析:先畫出法線,當光從空氣斜射入玻璃時,折射光線和入射光線分居法線的兩側,折射角小于入射角;當光從玻璃斜射入空氣時,折射光線和入射光線分居法線的兩側,折射角大于入射角。
9.在防溺水教育活動中,老師告訴學生,池塘里水的實際深度比看起來要深,不能貿然下水游泳。下圖是解釋這一現象的情境,A處有一物體,A'是岸邊兒童看到該物體的像。請作出過O點的入射光線,并標出入射角。
解析:連接AO可得入射光線,過入射點O垂直水面畫出法線,入射光線與法線的夾角為入射角。
10.如圖所示,試畫出光通過三棱鏡時兩次折射的大致光路,并畫出相應的法線。
解析:先垂直于界面作出法線,光從空氣斜射入玻璃中時,折射角小于入射角,所以折射光線要靠近法線;光從玻璃斜射入空氣中時,折射角大于入射角,此時折射光線要遠離法線。
11.如圖所示,小羽家墻角有一魚缸,盛了一部分水,小羽用激光筆從A點射向水面,在缸底C點和墻上B點照出兩個光斑,請幫小羽完成激光筆射出的光形成光斑的光路圖。
解析:由題知,在魚缸底部C點和墻上B點發現兩個光斑,這兩個光斑分別是由光的折射和光的反射形成的。先作出激光筆在A點關于水面的對稱點A',即像點;因為反射光線的反向延長線一定過像點,所以再連接像點A'和B點,連線與水面的交點O為入射點,則OB為反射光線,再連接AO,即為入射光線;最后連接OC為折射光線。
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第1節　光的直線傳播
目 錄
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一、光的直線傳播
閱讀教材,完成下列問題:
1.像太陽、水母等能夠________的物體是光源。
2.月亮________(選填“是”或“不是”)光源。
3.我們在生活中經常可以看到:夜晚汽車前燈射出的光束是直的,電影放映機射向銀幕的光束也是直的。通過這些現象我們可以猜想光在空氣中是沿________傳播的。
發光
不是
直線
二、光的傳播速度
閱讀教材,完成下列問題:
1.在雷雨交加的夜晚,先看到閃電后聽到雷聲,這是因為______________。
2.光________(選填“能”或“不能”)在真空中傳播。
3.光在不同介質中的速度________(選填“相同”或“不同”)。
光比聲音傳播得快
能
不同
課堂 互動理解
一、光的直線傳播
1.光源:能夠自行發光,且正在發光的物體。光源分為自然光源和人造光源。
2.光的直線傳播:光在同種均勻物質中沿直線傳播。
3.光線:
為了表示光的傳播情況,我們通常用一條帶有箭頭的直線表示一束光傳播的徑跡和方向,這樣的直線叫作光線。光線不是真實存在的。
【知識拓展】 模型法
在研究比較抽象的物理問題時,根據它的一些特征把它形象地表示出來,用一些具體的圖形或模型來代替它,這樣人們在研究它時就更具體化了。在研究光的傳播時將其表示為光線就是模型法。
4.光的直線傳播實例:
(1)小孔成像;(2)影子的形成;(3)日食和月食的形成;(4)激光引導掘進方向;
(5)排隊看齊;(6)射擊瞄準;(7)立竿見影。
跟蹤練習1小明在學習“光的傳播”時,看到實驗過程如下:①用激光筆射向水中,觀察到光是一條直線(如圖所示);②用漏斗從容器底向水中緩慢注入濃鹽水,觀察到光發生了彎曲;③經攪拌后,觀察到光又變直。該實驗目的是得到(　　)
A.光在水中沿直線傳播
B.光在鹽水中沿直線傳播
C.光在任何液體中都可以傳播
D.光在同種均勻介質中沿直線傳播
D
解析:從①中我們發現光在水中沿直線傳播;而②中的光不再沿直線傳播,不同于①的是介質不再均勻;③現象中的光又沿直線傳播,是由于經攪拌后,介質又變得均勻;故可以得出,光在同一種均勻介質中才沿直線傳播。故A、B、C錯誤,D正確。
二、光的傳播速度
1.光速:光在真空中傳播的速度為c=3.0×108 m/s。光在真空中的傳播速度最大,光在空氣中的傳播速度非常接近c,光在水中的傳播速度約為 ,光在玻璃中的傳播速度約為 。
2.光年:常用于天文學中,是一個非常大的距離單位,它等于光在真空中傳播1年所經過的距離,1光年=9.46×1012 km。
跟蹤練習2光和聲音從空氣中進入水中時,它們的傳播速度(　　)
A.光速變大,聲速變小 B.都變小
C.都變大 D.光速變小,聲速變大
D
解析:光在不同介質中傳播速度不同,光在真空中傳播速度最大,光在空氣中的速度略小一些,在水中的傳播速度更小,在固體中傳播速度最小,所以光從空氣傳到水中,速度變小了;聲音在不同介質中的傳播速度不同,一般來說,聲音在固體中的速度最大,其次是液體,在氣體中的傳播速度最慢。所以,聲音從空氣傳到水中,速度變大了。故選D。
【點撥】 知道聲音、光的傳播條件和速度大小關系是解決本題的關鍵。
光的傳播不需要介質,光在真空中傳播速度最大,在不同介質中傳播速度不同;聲音的傳播靠介質,固體、液體、氣體都可作為傳播聲音的介質,在不同介質中聲音的傳播速度是不同的。
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第4節　光的折射
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一、光的折射
閱讀教材,完成下列問題:
1.在碗中倒入適量的水,斜插入一根直筷子,你觀察到的現象是________。
2.光由一種介質斜射入___________時,傳播方向會發生___________,這種現象叫作光的折射。
二、生活中的折射現象
閱讀教材,完成下列問題:
1.我們都知道,有經驗的漁民只有瞄準魚的下方才能把魚叉到,這是因為_________________________。
2.海面上出現海市蜃樓奇觀,海市蜃樓產生的原因是________。
筷子發生了彎折
另一種介質
改變
看到的魚并非實際的魚
光的折射
課堂 互動理解
一、光的折射
光的折射規律:
1.三線共面:折射光線、入射光線和法線都在同一平面內。
2.兩線分居:折射光線、入射光線分居法線兩側。
3.兩角關系:
(1)光從空氣斜射入水或其他介質中時,折射角小于入射角。
(2)光從水等介質斜射入空氣中時,折射角大于入射角。
(3)入射角增大時,折射角會隨之增大。
(4)光從空氣垂直射入水中或其他介質中時,傳播方向不變。
4.在折射現象中,光路是可逆的。
跟蹤練習1小明利用右圖所示裝置探究光的折射規律,其中豎直放置的光屏可以繞軸NN'折轉。實驗時,讓激光筆發射的一束激光沿著光屏E面斜射到水面O點。下列說法錯誤的是(　　)
A.光從空氣斜射入水中,入射角增大時,折射角也隨之增大
B.多次改變入射角的大小進行實驗,是為了求平均值減小實驗誤差
C.將光屏F面向后折轉一定角度,則在光屏F面上不能看到折射光線
D.為了更清晰地觀察空氣和水中的光路,可在空氣中噴些煙霧,水里滴些牛奶
B
解析:光從空氣斜射入水中,折射角隨入射角的增大而增大,故A正確。多次改變入射角的大小進行實驗是為了避免實驗的偶然性,得到普遍規律,故B錯誤。折射光線和入射光線在同一平面內,當F面向后折轉一定的角度后,則F面和E面不在同一平面內,所以在F面上不能看到折射光線,故C正確。在光進入水中的傳播路徑上,射向牛奶小顆粒的光發生漫反射進入人眼,人就可以借助這個光看到光在水中的傳播路徑,故D正確。
二、生活中的折射現象
池水變淺、海市蜃樓、水中的筷子變彎折、漁民叉魚時要對準魚的下方才能叉到魚等。
跟蹤練習2下面是小明觀察到的幾個現象,屬于光的折射現象的是(　　)
C
解析:涼亭在水中的倒影,屬于光的反射現象,故A不符合題意。樹蔭下形成圓形光斑是小孔成像,是由光的直線傳播形成的,故B不符合題意。筷子好像在水面處向上彎折,屬于光的折射現象,故C符合題意。陽光下鴿子的影子,是由光的直線傳播形成的,故D不符合題意。
第5節　光的色散
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一、色散
閱讀教材,完成下列問題:
如圖所示,讓一束白光照射到三棱鏡上。從三棱鏡射出的光分解成_____、_____、_____、_____、_____、_____、_____七種顏色的光。
紅
橙
黃
綠
藍
靛
紫
二、色光的混合
閱讀教材,完成下列問題:
如圖所示,電視機的屏幕能顯示各種顏色,用放大鏡近距離觀察電視屏幕,發現電視畫面的顏色是由________、________、________三種顏色合成的。
紅
綠
藍
三、看不見的光
閱讀教材,完成下列問題:
1.電視機遙控器前端有個二極管,它能發出________(選填“紅外線”或“紫外線”)。
2.在醫院的手術室、病房里,常用________(選填“紅外線”或“紫外線”)來滅菌。
紅外線
紫外線
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一、色散
1.太陽光經三棱鏡折射后在白屏上依次得到紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色彩帶。
2.白光是由各種色光混合而成的。
3.光的色散的原理:光的折射。不同顏色的光通過三棱鏡的偏折程度不同。紅光偏折最小,紫光偏折最大,如圖所示。
跟蹤練習1如圖所示,讓一束太陽光照射三棱鏡,射出的光照到豎直放置的白屏上,屏上標出的三個區域,①區域是紅光外側,②區域是可見的有色光帶,③區域是紫光外側。研究此現象,下列說法不正確的是(　　)
A.此現象為光的色散現象,表明太陽光是由七種色光混合而成的
B.不同色光通過三棱鏡的偏折程度不同
C.日暈現象的形成就是光的色散現象
D.紅光偏折能力比紫光強
D
解析:太陽光是白光,它通過三棱鏡后被分解成各種顏色的光,這種現象叫光的色散,光的色散表明太陽光是由七種顏色的光混合而成的,故A正確。不同顏色的光通過三棱鏡的偏折程度不同,可見光中紅光最弱,紫光最強,故B正確,D錯誤。日暈這種現象形成的主要原因是陽光發生了色散,分散成七種顏色的光,是一種光現象,故C正確。
二、看不見的光
1.光譜上紅光以外的區域有紅外線,紫光以外的區域有紫外線,它們都是人眼看不見的光。
2.紅外線的應用:
(1)紅外線夜視儀;(2)紅外線遙感。
3.紫外線的應用:
(1)殺菌;(2)防偽;(3)有助于人體合成維生素D。
4.紫外線的危害:過量的紫外線照射對人體十分有害,輕則使皮膚粗糙,重則引起皮膚癌。
跟蹤練習2為了方便同學們檢測體溫,每個班級的醫藥箱里都配有“額溫槍”。“額溫槍”測量體溫時是接收人體輻射的(　　)
A.紅外線 B.紫外線
C.超聲波 D.次聲波
A
解析:“額溫槍”屬于紅外線測溫儀的一種,主要通過傳感器接收人體發射出來的紅外輻射的能量來測定體溫,故A正確,B、C、D錯誤。
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第2節　光的反射
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一、光的反射定律
閱讀教材,完成下列問題:
1.我們能看到發光的物體(也就是________),是因為有光進入眼睛。而我們能看見不發光的物體,是因為物體________的光進入了我們的眼睛。
2.如圖所示,光射到物體________時,有一部分光會被物體表面________回來,這種現象叫作光的反射。
光源
反射
表面
反射
二、鏡面反射和漫反射
閱讀教材,完成下列問題:
1.陽光照射到鏡面上,迎著反射光的方向看鏡面明亮刺眼,這是因光滑的鏡面發生________反射。
2.陽光照射到磚頭、瓦礫上,無論從哪個方向,都不會感到刺眼,這是為什么
鏡面
磚頭、瓦礫表面粗糙,發生漫反射。
課堂 互動理解
一、光的反射定律
1.與“光的反射”相關的幾個名詞如圖所示。
【巧記】 三線共面、法線居中、兩角相等。
【注意】 反射光線是隨著入射光線的改變而改變的,所以敘述反射定律內容時必須先說反射,后說入射,即不能把“反射角等于入射角”說成“入射角等于反射角”。
3.在反射現象中,光路是可逆的。
2.光的反射定律。
(1)反射光線、入射光線和法線在同一平面內。
(2)反射光線和入射光線分別位于法線兩側。
(3)反射角等于入射角。
跟蹤練習1右圖為探究光的反射定律的實驗裝置。平面鏡水平放置,白色紙板豎直地立在鏡面上。入射光AO緊貼紙板射向鏡面,紙板上能看到反射光OB(圖中未畫出)。O為入射點,ON為法線。下列說法正確的有(　　)
①僅將右側紙板向后旋轉,OB將不存在
②僅將平面鏡在水平面內繞O旋轉,OB的位置改變
③保持AO的位置不變,將整個裝置繞EF旋轉,紙板仍垂直于鏡面,OB的位置改變
④保持AO的位置不變,將整個裝置水平向右平移,紙板仍垂直于鏡面,OB的位置不變
A.①③ B.③④ C.②③④ D.②④
B
解析:①僅將右側紙板向后旋轉,因兩紙板不在同一平面內,故反射光不能看到,但反射光OB仍存在,故①錯誤;②僅將平面鏡在水平面內繞O旋轉,入射點不變,法線位置不變,入射角大小不變,因反射角等于入射角,故OB的位置不改變,故②錯誤;③保持AO的位置不變,將整個裝置繞EF旋轉,紙板仍垂直于鏡面,法線位置改變了,入射角改變,因反射角等于入射角,故OB的位置改變,故③正確;④保持AO的位置不變,將整個裝置水平向右平移,根據法線的定義,法線的位置沒有改變,入射角沒有改變,反射角大小沒有改變,OB的位置不變,故④正確。故選B。
跟蹤練習2如圖所示,上午8:00太陽光照射到平面鏡上,入射光線AO與平面鏡的夾角為30°。請在圖中作出此時入射光線AO的反射光線,并在圖中標出反射角的大小。
解析:首先作出法線,已知入射光線與鏡面的夾角是30°,所以入射角為90°-30°=60°。根據反射角等于入射角,在法線左側作出反射光線,反射角也為60°。
二、鏡面反射和漫反射
1.鏡面反射和漫反射:一束平行光照射到鏡面上后,會被平行地反射,這種反射叫作鏡面反射。粗糙的表面會把平行的入射光向著四面八方反射,這種反射叫作漫反射。
2.鏡面反射和漫反射的比較。
分類 不同點 相同點
反射面 平行光入射 現象舉例 鏡面反射 光滑 反射光仍平行,只能在一個方向上看到反射光 黑板太光滑時,看不清上面的字 都遵循光的反射定律
漫反射 凹凸不平 反射光射向各個方向,能在各個方向上看到反射光 看銀幕上的電影 3.生活中的鏡面反射和漫反射。
(1)鏡面反射:光在平靜的水面、玻璃、拋光的金屬面、平面鏡等光滑物體表面發生鏡面反射。
(2)漫反射:生活中我們看到的光在大部分物體表面發生的都是漫反射,如桌椅、書本、電影銀幕、黑板、花草、動物等。我們可以從不同方向看到這些物體,正是因為光發生了漫反射。
跟蹤練習3晚自習,小明和小亮在實驗室探究光的反射現象,他們把一個小平面鏡粘在白紙上,將白紙貼在黑板上,兩人面對黑板保持適當距離站立,小明站在左側用手電筒照射白紙板和平面鏡,結果站在黑板正前方的小亮發現白紙看上去很亮,鏡子看上去很暗。此時小亮想看見鏡子比白紙亮,小亮的下列做法可行的是(　　)
A.向自己左邊平移一定距離 B.向自己右邊平移一定距離
C.向自己后邊平移一定距離 D.請小明將手電筒光調亮一些
B
解析:白紙較粗糙,光發生的是漫反射,有較多的光進入小亮的眼睛,所以白紙看起來較亮;而平面鏡表面發生的是鏡面反射,幾乎沒有光進入小亮的眼睛,所以鏡子看起來很暗。此時小亮想看見鏡子比白紙亮,應將眼睛移到鏡面所反射的光線的路徑上,由此可知,小亮應向自己右邊平移一定距離。故選B。
【點撥】 本題考查了利用鏡面反射和漫反射來解釋生活中的現象,并加以利用。
平行光射向平而光滑的反射面,反射光平行射出,這種反射是鏡面反射;平行光射向凹凸不平的反射面,反射光射向四面八方,這種反射是漫反射。據此分析。
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本章 梳理延伸
目 錄
本章知識梳理
專題歸納復習
探究學習活動
本章知識梳理
專題歸納復習
專題歸納一 探究光的反射定律的實驗
1.驗證三線共面:沿折板中軸折轉光屏,觀察是否還能看見反射光。
2.驗證分居:觀察反射光、入射光是否在中軸兩側。
3.驗證等角:通過量角器或帶有刻度的折板光屏測量。
4.通過鏡面對入射光的反射作用,可以得出平面鏡有改變光路的作用。
甲
乙
5.本實驗是一個歸納性實驗,改變入射光的方向多次實驗的目的是得到多組實驗數據,從而得出普遍規律,避免實驗結論的偶然性。
6.紙板在實驗中的三個作用:
(1)顯示光的傳播路徑。
(2)驗證反射光線、入射光線和法線在同一平面內,具體操作是將紙板NOF向前或向后折轉,使其和紙板EON不在同一平面內,觀察有無反射光的徑跡。
(3)記錄光路。具體操作是在紙板上畫出入射光和反射光的徑跡,以分析反射角隨入射角的變化而變化的情況。
7.觀察光路是否可逆:沿原反射光路徑逆向照射平面鏡,觀察反射光。
8.當光垂直于鏡面入射時,入射角為零,此時有反射光線,但反射角也為零,反射光線與入射光線在一條直線上。
典型分析1在探究光反射的規律時,小李進行了圖甲所示的實驗。
甲
(1)實驗前,應將紙板________放置于平面鏡上,移動激光筆,讓光束貼著紙板入射,目的是________________________。
(2)使用可以旋轉的硬紙板,目的是探究________________。
(3)使入射光束繞入射點O沿逆時針轉動,可觀察到反射光束沿________時針方向轉動。
垂直
在紙板上呈現光路
反射光線、入射光線與法線是否在同一平面上
順
(4)若將一束光貼著紙板F沿BO射向O點,光將沿圖中OA的方向射出,說明______________________________。
(5)下表是小李通過實驗測得的數據,分析數據可得到的結論是在反射現象中________________________;要使結論具有普遍性,接下來應進行的操作是________________,多次實驗。
乙
實驗次數 入射角 反射角
1 30° 30°
在光的反射中,光路是可逆的
反射角等于入射角
改變入射角度
解析:(1)在光的反射現象中,法線與平面鏡垂直,所以我們需要把紙板垂直放置于平面鏡上,這樣我們才能將NO當作法線。讓光束貼著紙板入射,因紙板是粗糙的,所以光會在紙板上發生漫反射,使得各個方向的同學都可以觀察到光路,有利于我們觀察實驗現象。
(2)使用可以旋轉的硬紙板,通過旋轉紙板F判斷三者是否處于同一平面。
(3)在光的反射現象中,反射光線與入射光線關于法線對稱,所以使入射光束繞入射點O沿逆時針轉動,可觀察到反射光束沿順時針方向轉動。
(4)將一束光貼著紙板F沿BO射向O點,光將沿圖中OA的方向射出,說明在光的反射現象中,光路是可逆的。
(5)由表中數據可以看出,反射角等于入射角。但是只有一組數據,得出的結論不具有普遍性。為使結論更加普遍,我們應改變入射角度,記錄多組數據,然后進行分析。
專題歸納二 探究平面鏡成像規律的實驗
1.選用兩支完全相同的蠟燭:便于確定像與物的大小關系。
2.選用玻璃板而不選平面鏡的原因:便于確定像的位置。
3.選薄的玻璃板:玻璃板的前后兩個表面都會成像,玻璃板較薄時所成的像幾乎重合,便于測量像距;通過玻璃板觀察到兩個像,原因可能是玻璃板太厚,前后兩個面各成一個像。
4.玻璃板要與水平桌面垂直放置,確保成像在水平桌面上;蠟燭B始終不能與像重合,原因可能是玻璃板沒有垂直于白紙放置。
5.要在較暗的環境中進行實驗,使實驗現象更明顯。
6.判斷像的大小和位置的方法:移動玻璃板后的蠟燭B,使其與蠟燭A的像完全重合,蠟燭B的位置和大小就是蠟燭A的像的位置和大小。
7.改變蠟燭A的位置,多次實驗的目的:使實驗結論具有普遍性。
8.觀察像時眼睛的位置:
(1)探究像與物的大小關系時,眼睛應該從點燃蠟燭的同側透過玻璃板觀察。
(2)探究像的虛實時,眼睛應該從光屏的同側直接觀察光屏。
典型分析2如圖所示,小明看到國家大劇院和它的倒影相映成趣,宛如一個巨大的蛋殼。于是他找來一些器材和同學們一起探究平面鏡成像特點,所用的實驗器材有玻璃板、支架、兩支完全相同的蠟燭、刻度尺等。
(1)為了便于觀察,該實驗最好在________(選填“較亮”或“較暗”)的環境中進行;用玻璃板代替平面鏡,利用了玻璃板透明的特點,便于確定________的位置。
較暗
像
(2)如圖乙所示,將玻璃板垂直于水平桌面放置,將點燃的蠟燭A放在玻璃板前,小明拿未點燃的蠟燭B在玻璃板后移動,按照圖中方式______(選填“①”或“②”)觀察,發現蠟燭B可以與蠟燭A的像完全重合,多次改變蠟燭A到玻璃板的距離,移動玻璃板后的蠟燭B,發現B總能與A的像完全重合,說明平面鏡成像的大小與物體到鏡面的距離________(選填“有關”或“無關”)。
①
無關
(3)移去蠟燭B并在其位置上放一光屏,發現光屏上不能接收到蠟燭A的像,這表明平面鏡所成的像是________(選填“虛”或“實”)像。
(4)本實驗多次改變蠟燭A的位置,得到多組數據的目的是____(選填序號)。
A.多次測量取平均值減小誤差
B.避免實驗的偶然性,得到普遍規律
(5)如圖丙所示,在實驗過程中,如果把玻璃板沿CD方向向右移動,可以觀察到像________(選填“向右”“向左”或“不”)移動。
虛
B
不
解析:(1)在比較明亮的環境中,很多物體都在反射光,干擾人的視線,在較黑暗的環境中,蠟燭是最亮的,蠟燭射向平面鏡的光線最多,反射光線最多,進入人眼的光線最多,感覺蠟燭的像最亮,所以最好在較黑暗的環境中進行實驗;
使用透明的玻璃板,可以觀察到玻璃板的另一側蠟燭的像,因此便于確定像的位置。
(2)由于平面鏡成像的原理是光的反射,所以應該在①處觀察,直到蠟燭B可以與蠟燭A的像完全重合;
多次改變蠟燭A到玻璃板面的距離,移動玻璃板后的蠟燭B,發現B總能與A的像完全重合,說明平面鏡成像的大小與物體到玻璃板面的距離無關。
(3)移去蠟燭B并在其位置上放一光屏,發現光屏上不能接收到蠟燭A的像,這表明平面鏡所成的像是虛像。
(4)根據一次實驗得出的結論有偶然性,本實驗多次改變蠟燭A的位置,得到多組數據的目的是避免實驗的偶然性,得到普遍規律,故選B。
(5)玻璃板沿CD移動時,蠟燭A的物距不變,像距也不變,像和物體位置關于玻璃板對稱,像還在原來位置,所以像相對于蠟燭A不動。
專題歸納三 光現象的應用
三種典型的光現象
光現象 定義 傳播介質 傳播方向 舉例
光的直 線傳播 光在同種均勻介質中沿直線傳播 同種均 勻介質 不變 ①一葉障目;②坐井觀天;
③影子;④日食;⑤激光準直
光的反射 光射到物體表面被反射回去的現象 同種介質 改變 ①鏡花水月;②看見不發光的物體;③汽車后視鏡;④自行車尾燈
光的折射 光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向會發生偏折的現象 同種密度不 均勻的介質 或兩種介質 垂直時不變; 斜射時改變 ①海市蜃樓;②潭清疑水淺;③鉛筆水中“折斷”;④凸透鏡成像(下一章學習)
典型分析3(2023·四川眉山中考)皮影戲是一種民間戲劇,已成為國家非物質文化遺產,用燈光照射獸皮或紙板做成的“人物”,屏幕上便出現影子。下列現象中,與皮影戲原理相同的是(　　)
C
解析:皮影戲原理是光的直線傳播。倒影的原理是光的反射,故A錯誤。空中的彩虹和“彎折”的筷子的原理是光的折射,故B、D錯誤。古代的日晷的原理是光的直線傳播,故C正確。
探究學習活動
典型分析4閱讀短文,回答問題:
激光是20世紀的重大發明,被稱為“最快的刀”“最準的尺”和“最奇異的光”。激光單色性好,是一種顏色單純的光,激光器發出的光通過三棱鏡后不會被分解成不同顏色的光。激光具有很強的能量,能在直徑幾百納米的范圍內產生幾百萬攝氏度的高溫。在工業上,激光刀可以切割堅硬的材料,對切割部位進行局部照射幾秒鐘便能切割好。激光刀還是外科醫生的好幫手,用它做手術沒有絲毫機械撞擊,而且又快又精準,大大減輕了病人的痛苦。激光的方向性強,測距精度高,科學家可以利用激光測出月球和地球的距離,在月球上安放激光反射器,從地球向月球發射一束激光,激光反射器可將激光原路反射回地球,來回所用的時間是2.56 s。
(1)激光________(選填“一定”“一定不”或“可能”)是白光。
(2)激光刀在切割堅硬的物體時,物體所發生的物態變化是______________ (答一種即可),此過程需要________熱量。
(3)月球與地球間的距離是___________km。
(4)我們學過的光線是物理學中的一種模型,在建立這個模型時,我們考慮了光的______________等主要因素,忽略了光的___________等次要因素。
一定不
熔化(或升華)
吸收
3.84×105
傳播路徑和方向
亮度和顏色
解析:(1)因為白光通過三棱鏡后會被分成不同顏色的光,激光是一種顏色單純的光,激光器發出的光通過三棱鏡后不會被分成不同顏色的光,所以激光一定不是白光。
(2)激光刀在切割堅硬或柔軟的材料時,材料所發生的物態變化可能是熔化(或升華),熔化(或升華)都需要吸收熱量。
(3)由 可得,光由地球傳到月球再回到地球的總路程
s=vt=3×108 m/s×2.56 s= 7.68×108 m,
地月間的距離為
(4)光線是物理學中的一種模型,在建立這個模型時,我們考慮了光的傳播路徑和方向等主要因素,忽略了光的亮度和顏色等次要因素。
本課結束

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