第四章 多彩的光
一、光源：正在发光的物体叫做光源。光源可分为天然光源（水母、太阳）和人造光源（灯泡、火把）
二、光的传播
1、光在同种、透明、均匀介质中沿直线传播；
2、光沿直线传播的应用：
★（1）小孔成像：①成的是光源的像，像的形状与小孔的形状无关；
②像是倒立、可大可小的实像（例：树阴下的光斑是太阳的像）
（2）影的形成：影子；日食、月食（要求知道日食时月球在中间；月食时地球在中间）
（3）限制视线：坐井观天（要求会作有水、无水时青蛙视野的光路图）；一叶障目；身正不怕影子斜；
（4）取直线：激光准直（挖隧道定向）；整队集合；射击瞄准；
3、光线：常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向；
三、光速
1、真空中光速是宇宙中最快的速度；在计算中，真空或空气中光速c=3×108m/s;
3、光在水中的速度约为c，光在玻璃中的速度约为c；
4、光年：是光在一年中传播的距离，光年是长度（距离）单位；1光年≈9.4608×1015m≈9.4608×1012km；
注：声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传播；光在真空中传播
的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢（二者刚好相反）。光速远远大于声速，（如先看见闪电再听见雷声，在100m赛跑时声音传播的时间不能忽略不计，但光传播的时间可忽略不计）。
四、光的反射
1、当光射到物体表面时，被物体表面反射回去，这种现象叫做光的反射。
2、我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
★★3、反射定律：
①反射现象中，反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内；（三线共面）
②反射光线、入射光线分居法线两侧；（两线分居）
③反射角等于入射角。（两角相等）
♥注：①入射角与反射角之间存在因果关系，反射角总是随入射角的变化而变化，因而只能说反射角等于入射角，不能说成入射角等于反射角。（镜面旋转X°，反射光旋转2X°）
②探究反射角与入射角的关系，要多次改变入射角的大小，看反射角是否始终等于入射角，目的是避免偶然性，寻普遍规律。
③垂直入射时，入射角、反射角等于0°.
④可折转光屏（作用：呈现光路；研究三线是否共面）必须垂直于镜面放置。
4、光的反射中，光路是可逆的（互看双眼）
5、利用光的反射定律画一般的光路图（要求会作）：
确定入（反）射点；根据法线和反射面垂直，做出法线；根据反射角等于入射角，画出入射光线或反射光线。（认清入射角、反射角）
5、两种反射：镜面反射和漫反射。
（1）镜面反射：平行光射到光滑的反射面上时，反射光仍然被平行的反射出去；
（2）漫反射：平行光射到粗糙的反射面上，反射光将沿各个方向反射出去；
★（3）镜面反射和漫反射的相同点：都是反射现象，都遵守反射定律；
不同点是：①反射面不同（一个光滑，一个粗糙）；②一个方向的入射光，镜面反射的反射光只射向一个方向（刺眼）；而漫反射射向四面八方；（下雨天向光走走暗处，背光走要走亮处，因为积水发生镜面反射，地面发生漫反射，电影屏幕粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光射向四处，黑板上“反光”是发生了镜面反射）
★★★五、平面镜成像（倒影，水中的蓝天白云，杯弓蛇影） 成像原理：光的反射
1、平面镜成像的特点：①虚像；②等大→像和物的大小相等；③等距→像到镜面的距离和物到镜面的距离相等；④像和物关于镜面对称（像和物对应的点的连线和镜面垂直）；⑤像和物上下相同，左右相反。（注：镜中人的左手是人的右手，看镜子中的钟的时间要看纸张的反面，物体远离、靠近镜面像的大小不变，但亦要随着远离、靠近镜面相同的距离，对人是2倍距离）。
♥♥２、实验中的考点：
①光屏的作用：判断平面镜成的像是实像还是虚像；
②两支完全相同的蜡烛：比较像与物体的大小关系；（等效替代法）
③刻度尺：比较像和物体到玻璃板的距离的关系；
格子纸代替白纸：便于直观的比较像和物体到玻璃板的距离的关系；
④玻璃板：既能成像又能透光，便于确定像的位置；
⑤将另一支完全相同的蜡烛放到玻璃板后，无论如何这支蜡烛都不能与像重合，可能的原因是玻璃板没有垂直于水平桌面放置。
⑥玻璃板要薄：玻璃板有一定厚度，前后表面各自成像，会有两个像。
⑦环境较暗。
⑧观察成的像时透过玻璃板看；判断成像性质时，直接看光屏。
3、水中倒影的形成的原因：平静的水面就好像一个平面镜，它可以成像（水中月、镜中花）；对实物的每一点来说，它在水中所成的像点都与物点“等距”，树木和房屋上各点与水面的距离不同，越接近水面的点，所成像亦距水面越近，无数个点组成的像在水面上看就是倒影了。
（注：物离水面多高，像离水面就是多远，与水的深度无关）。
４、平面镜成虚像的原因：物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚而是发散的，这些光线的反向延长线（画时用虚线）相交成的像，不能呈现在光屏上，只能通过人眼观察到，故称为虚像（不是由实际光线会聚而成）。
注意：进入眼睛的光并非来自像点，是反射光。要求能用平面镜成像的规律（像、物关于镜面对称）和平面镜成像的原理（同一物点发出的光线经反射后，反射光的反向延长线交于像点）作光路图（作出物、像、反射光线和入射光线）；
六、凸面镜和凹面镜
1、以球的外表面为反射面叫凸面镜，
以球的内表面为反射面的叫凹面镜；
2、凸面镜对光有发散作用，可增大视野（汽车上的观后镜，街道拐角处的反光镜）；
凹面镜对光有会聚作用（太阳灶，电筒；光源放在焦点处可得平行光。）让蜡烛代替所有灯是什么歌
七、光的折射
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。
2、光在同种介质中传播，当介质不均匀时，光的传播方向也会发生变化。
3、折射角：折射光线和法线间的夹角。
★八、光的折射定律（例：筷子变弯（上折），池水变浅，海市蜃楼，水里的鱼，彩虹，凸透镜成像）
♥1、光的折射中，三线共面，两线分居，折射角随入射角的增大而增大（斜射时，总是空气中的角大）。
2、垂直入射时，折射角、反射角和入射角都等于0°，光的传播方向不改变。
4、当光射到两介质的分界面时，反射、折射同时发生。
5、光的折射中，光路可逆。
十、光的散 （本质：折射）
1、太阳光通过三棱镜后，依次被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜，这种现象叫散；天边的彩虹是光的散现象；
2、光的三原是：红、绿、蓝；其它光可由这三种光混合而成，白光是红、绿、蓝三种光混合而成的；世界上没有黑光；
3、透明物体的颜由它透过的光决定（透过什么颜的光物体就成什么颜）；不透明物体的颜由它反射的光决定（什么颜反射什么颜的光，吸收其它颜的光，白物体反射所有颜的光，黑吸收所有颜的光）
例：一张白纸上画了一匹红的马、绿的草、红的花、黑的石头，现在暗室里用绿光看画，会看见黑的马，黑的石头，还有黑的花在绿的纸上，看不见草（草、纸都为绿）．
§5 凸透镜成像 （本质：折射）
一、透镜: 至少有一个面是球面的一部分的透明元件（要求会辨认）
1、凸透镜: 中间厚、边缘薄的透镜，如：远视镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等等；
2、凹透镜: 中间薄、边缘厚的透镜，如：近视镜片，门上的猫眼；
二、基本概念：
1、主光轴：过透镜两个球面球心的直线；
2、光心：通常位于透镜的几何中心；用“O”表示。
3、焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点，用“F”表示。
4、焦距：焦点到光心的距离（通常由于透镜较厚，焦点到透镜的距离约等于焦距）焦距用“f”表示。
注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点；
★三、条特殊光线（要求会画）：
①经过光心的光线经透镜后传播方向不改变，
②平行于主光轴的光线，经凸透镜后经过焦点；经凹透镜后向外发散，但其反向延长线必过焦点（所以凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光有发散作用）；
③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴。
4、粗略测量凸透镜焦距的方法：
①使凸透镜正对太阳光（太阳光是平行光，使太阳光平行于凸透镜的主光轴），下面放一张白纸，调节凸透镜到白纸的距离，直到白纸上光斑最小、最亮为止，然后用刻度尺量出凸透镜到白纸上光斑中心的距离就是凸透镜的焦距。
②凸透镜成像，当u=v时，在光屏上看到一个等大倒立的像，此时ｆ＝ｕ/２．
五、辨别凸透镜和凹透镜的方法：
1、用手摸透镜，中间厚、边缘薄的是凸透镜；中间薄、边缘厚的是凹透镜；
2、让透镜正对太阳光，移动透镜，在纸上能的到较小、较亮光斑的为凸透镜，否则为凹透镜；
3、用透镜看字，能让字放大的是凸透镜，字缩小的是凹透镜；
★★★六、探究凸透镜的成像规律：器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺）
♥♥注：①实验前调节“三心等高”（蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一水平高度）
目的：使像成在光屏中央。
②遮住凸透镜的一部分（或是在凸透镜上滴了一滴黑墨水），仍能成完整的像，只是像变暗。
③已经调节三心等高，物体、透镜不动，无论怎么移动光屏，光屏上都没有像，可能的原因：u≤f；
透镜、光屏不动，无论怎么移动物体，光屏上都没有像，可能的原因：v≤f.
④燃烧一段时间后，蜡烛变短，所成的像会偏高。
注意：实像是由实际光线会聚而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过像点；
虚像不能在光屏上呈现，但能用眼睛看，由光线的反向延长线会聚而成；
成像条件物距（u） | 成像的性质 | 像距（v） | 应用 |
u﹥2f | 倒立、缩小的实像 | f﹤v﹤2f | 照相机、电子眼 |
u=2f | 倒立、等大的实像 | v=2f | |
f﹤u﹤2f | 倒立、放大的实像 | v﹥2f | 投影仪、幻灯机 |
u=f | 不成像 | ||
0﹤u﹤f | 正立、放大的虚像 | v﹥u | 放大镜 |
口诀：①一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小； ★②成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小；
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