來(lái)源：中考物理

物理大師

據(jù)調(diào)查，初二的同學(xué)現(xiàn)在應(yīng)該要進(jìn)入光學(xué)部分的學(xué)習(xí)，今天大師整理了這一部分的內(nèi)容，光學(xué)有不太明白的地方一定要看哦！

一、光的直線(xiàn)傳播

1.光現(xiàn)象：包括光的直線(xiàn)傳播、光的反射和光的折射。

2.光源：能夠發(fā)光的物體叫做光源。

光源按形成原因分：可以分為自然光源和人造光源。
例如，自然光源有太陽(yáng)、螢火蟲(chóng)等，人造光源有如蠟燭、霓虹燈、白熾燈等。

月亮不是光源，月亮本身不發(fā)光，只是反射太陽(yáng)的光。

3.光的直線(xiàn)傳播：光在真空中或同一種均勻介質(zhì)中是沿直線(xiàn)傳播的，光的傳播不需要介質(zhì)。???

大氣層是不均勻的，當(dāng)光從大氣層外射到地面時(shí)，光線(xiàn)發(fā)了了彎折（海市蜃樓、早晨看到太陽(yáng)時(shí)，太陽(yáng)還在地平線(xiàn)以下、星星的閃爍等）

光沿直線(xiàn)傳播的現(xiàn)象：小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一葉障目。

光沿直線(xiàn)傳播的應(yīng)用：

①激光準(zhǔn)直。直隊(duì)要向前看齊，打靶瞄準(zhǔn)。

②影的形成：光在傳播過(guò)程中，遇到不透明的物體，由于光是沿直線(xiàn)傳播的，所以在不透光的物體后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。

③日食月食的形成
日食的成因：當(dāng)月球運(yùn)行到太陽(yáng)和地球中間時(shí)，并且三球在一條直線(xiàn)上，太陽(yáng)光沿直線(xiàn)傳播過(guò)程中，被不透明的月球擋住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食.
月食的成因：當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)行到太陽(yáng)和月球中間時(shí)，太陽(yáng)光被不透明的地球擋住，地球的影落在月球上，就形成了月食.

如圖：在月球后

1的位置可看到日全食，

在2的位置看到日偏食，

在3的位置看到日環(huán)食。

④小孔成像：小孔成像實(shí)驗(yàn)早在《墨經(jīng)》中就有記載小孔成像成倒立的實(shí)像，其像的形狀與孔的形狀無(wú) 關(guān)。像可能放大，也可能縮小。

用一個(gè)帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間，屏幕上就會(huì)形成物的倒像，我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。前后移動(dòng)中間的板，像的大小也會(huì)隨之發(fā)生變化。這種現(xiàn)象反映了光沿直線(xiàn)傳播的性質(zhì)。

小孔成像原理：?光在同一均勻介質(zhì)中，不受引力作用干擾的情況下沿直線(xiàn)傳播。

根據(jù)光的直線(xiàn)傳播規(guī)律證明像長(zhǎng)和物長(zhǎng)之比等于像和物分別距小孔屏的距離之比。

4.光線(xiàn)：用一條帶有箭頭的直線(xiàn)表示光的徑跡和方向的直線(xiàn)。（光線(xiàn)是假想的，實(shí)際并不存在）
光線(xiàn)是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。

5.光速：光在不同物質(zhì)中傳播的速度一般不同，真空中最快。

?(1)光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s；

光在空氣中速度約為3×108m/s（注意指數(shù)）。

光在水中速度為真空中光速的3/4，在玻璃中速度為真空中速度的2/3 。

雷聲和閃電在同時(shí)同地發(fā)生，但我們總是先看到閃電后聽(tīng)到雷聲，這說(shuō)明什么問(wèn)題？
這表明光的傳播速度比聲音快。

(2)光年是長(zhǎng)度的單位，1光年表示光在1年時(shí)間所走的路程，1光年＝3×108米/秒×365×24×3600秒＝9.46×1015米

注意：光年不是時(shí)間的單位。

二、光的反射

1.反射：光在兩種物質(zhì)的交界面處會(huì)發(fā)生反射。

我們能夠看見(jiàn)不發(fā)光的物體，是因?yàn)槲矬w反射的光進(jìn)入了我們的眼睛。

定義：光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)表面時(shí)，一部分光被反射回原來(lái)介質(zhì)的現(xiàn)象叫光的反射。任何物體的表面都會(huì)發(fā)生反射。

2.探究實(shí)驗(yàn)：探究光的反射規(guī)律
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】把一個(gè)平面鏡放在水平桌面上，再把一張紙板ENF豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線(xiàn)ON垂直于鏡面，如圖2-2所示。
一束光貼著紙板沿著某一個(gè)角度射到O點(diǎn)，經(jīng)平面鏡的反射，沿另一個(gè)方向射出，在紙板上用筆描出入射光EO和反射光OF的徑跡。改變光束的入射方向，重做一次。換另一種顏色的筆，記錄光的徑跡。

取下紙板，用量角器測(cè)量NO兩側(cè)的角i和r。

【實(shí)驗(yàn)表格】

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論】在反射現(xiàn)象中，反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)和法線(xiàn)都在同一個(gè)平面內(nèi)；反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側(cè)；反射角等于入射角（i＝r）。

【注意】

① 把紙板NOF向前或向后折，將看不到反射光線(xiàn)，這說(shuō)明反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)在同一個(gè)平面內(nèi)。
② 如果讓光逆著反射光線(xiàn)的方向射到鏡面，那么，它被反射后就會(huì)逆著原來(lái)的入射光的方向射出。這表明，在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。

3.光的反射定律

在反射現(xiàn)象中，反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)和法線(xiàn)都在同一個(gè)平面內(nèi)；反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側(cè)；反射角等于入射角，反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小，當(dāng)入射角為零時(shí)，反射角也變?yōu)榱愣取?/p>

（簡(jiǎn)記為：三線(xiàn)共面、兩線(xiàn)分居、兩角相等）。

如圖2-3，垂直于鏡面的直線(xiàn)ON叫做法線(xiàn)；入射光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角i叫做入射角；反射光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角r叫做反射角。

4.光的反射的兩種類(lèi)型：漫反射和鏡面反射。這兩種反射都遵循光的反射定律。

⑴ 鏡面反射

定義：射到物面上的平行光反射后仍然平行。 即入射光線(xiàn)平行，反射光線(xiàn)也平行，其他方向沒(méi)有反射光。

條件：反射面平滑。

應(yīng)用：迎著太陽(yáng)看平靜的水面，特別亮。黑板“反光”等，都是因?yàn)榘l(fā)生了鏡面反射。

⑵ 漫反射

定義：射到物面上的平行光反射后向著不同的方向 ，每條光線(xiàn)遵守光的反射定律。

條件：反射面凹凸不平。

應(yīng)用：能從各個(gè)方向看到本身不發(fā)光的物體，是由于光射到物體上發(fā)生漫反射的緣故。

練習(xí)：☆請(qǐng)各舉一例說(shuō)明光的反射作用對(duì)人們生活、生產(chǎn)的利與弊。

⑴有利：生活中用平面鏡觀察面容；我們能看到的大多數(shù)物體是由于物體反射光進(jìn)入我們眼睛。

⑵有弊：黑板反光；城市高大的樓房的玻璃幕墻、釉面磚墻反光造成光污染。

☆把桌子放在教室中間，我們從各個(gè)方向能看到它原因是：光在桌子上發(fā)生了漫反射。

5. 如果想在平面鏡內(nèi)看到全身像，鏡子高度至少為身高的一半。

6. 畫(huà)反射光線(xiàn)或入射光線(xiàn)完成光路圖的方法

(1)畫(huà)反射光線(xiàn)或入射光線(xiàn)完成光路圖的依據(jù)是光的反射定律。

(2)當(dāng)繪制完成的時(shí)候，圖中必須包含以下元素：平面鏡、入射光線(xiàn)、反射光線(xiàn)（標(biāo)好箭頭）、入射角和反射角相等的標(biāo)志（如果給出角度，還要標(biāo)好角度）、法線(xiàn)（虛線(xiàn)）和垂直標(biāo)志。

(3)已知平面鏡、入（反）射光線(xiàn)、入（反）射角時(shí)，先過(guò)入（反）射點(diǎn)作法線(xiàn)。然后在法線(xiàn)的另一側(cè)量出與入（反）射角相等的角，作出反（入）射光線(xiàn)。最后將其他元素補(bǔ)全。

(4)已知入射光線(xiàn)、反射光線(xiàn)時(shí)，先作兩線(xiàn)交角的角平分線(xiàn)，作為法線(xiàn)。然后過(guò)兩線(xiàn)交點(diǎn)作垂直于法線(xiàn)的平面鏡。最后將其他元素補(bǔ)全。

7.面鏡

⑴平面鏡：??

成像特點(diǎn)：正立，等大,等距,垂直,虛像

①像、物大小相等

②像、物到鏡面的距離相等。

③像、物的連線(xiàn)與鏡面垂直

④物體在平面鏡里所成的像是虛像。

成像原理：光的反射定理

作? 用：成像、 改變光路

實(shí)像和虛像：

實(shí)像：實(shí)際光線(xiàn)會(huì)聚點(diǎn)所成的像，可以用屏接到，也可以用眼睛看到。

虛像：反射光線(xiàn)或折射光線(xiàn)反向延長(zhǎng)線(xiàn)的會(huì)聚點(diǎn)所成的像，只能用眼睛看到，不能用屏接到。

平面鏡的應(yīng)用：水中的倒影；平面鏡成像；潛望鏡。

⑵球面鏡

①凹面鏡

定義：用球面的內(nèi)表面作反射面。

性質(zhì)：凹鏡能把射向它的平行光線(xiàn) 會(huì)聚在一點(diǎn)；從焦點(diǎn)射向凹鏡的反射光是平行光

應(yīng) 用：太陽(yáng)灶、手電筒反射面、汽車(chē)頭燈，天文望遠(yuǎn)鏡。

②凸面鏡

定義：用球面的外表面做反射面。

性質(zhì)：凸鏡對(duì)光線(xiàn)起發(fā)散作用。凸鏡所成的象是縮小的虛像

應(yīng)用：汽車(chē)后視鏡，路面拐彎處的反光鏡。

練習(xí)：☆在研究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí)，我們常用平板玻璃、直尺、蠟燭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中選用兩根相同蠟燭的目的是：

便于確定成像的位置和比較像和物的大小。

☆ 汽車(chē)司機(jī)前的玻璃不是豎直的，而是上方向內(nèi)傾斜，除了可以減小前進(jìn)時(shí)受到的阻力外，從光學(xué)角度考慮這樣做的好處是：

使車(chē)內(nèi)的物體的像成在司機(jī)視線(xiàn)上方，不影響司機(jī)看路面。汽車(chē)頭燈安裝在車(chē)頭下部：可以使車(chē)前障礙物在路面形成較長(zhǎng)的影子，便于司機(jī)及早發(fā)現(xiàn)。

三、顏色及看不見(jiàn)的光

1.白光的組成：紅，橙，黃，綠，藍(lán)，靛，紫，白色光不是單色光。

單色光：不能再分解的色光

復(fù)色光：由其他色光混合而成的色光

(1)光的色散：太陽(yáng)光用三棱鏡可以分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等色光的現(xiàn)象。雨后的彩虹就是光的色散現(xiàn)象。

(2)色光的三原色：紅、綠、藍(lán)；(三種色光按照不同比例混合可以產(chǎn)生各種顏色的光）

??

顏料的三原色是：紅、黃、藍(lán)。

顏料的混合原理是：兩種顏料混合色是它們都能反射的色光，其余的色光都被這兩種顏料吸收掉了。

色光的混合原理是：兩種色光混合后使眼睛感覺(jué)到了另一種顏色。

彩色電視機(jī)里的各種顏色是怎樣產(chǎn)生的呢？
通過(guò)用放大鏡觀察，就可以發(fā)現(xiàn)，電視機(jī)屏幕上顯現(xiàn)出畫(huà)面的豐富多彩的顏色，都是由紅、綠、藍(lán)三色光條合成的.

光照到物體表面上時(shí)，有一部分光被物體反射，一部分光被吸收，如果物體是透明的，還有一部分光會(huì)透過(guò)它。

不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的，反射什么顏色的光，就呈現(xiàn)什么顏色。透明物體的顏色是由它透過(guò)的色光決定的，通過(guò)什么顏色的光，就呈現(xiàn)什么顏色。

2.看不見(jiàn)的光

(1)光譜：把光按紅,橙,黃,綠,藍(lán),靛,紫的順序排列起來(lái)，就是光譜。

(2)紅外線(xiàn)：太陽(yáng)光色散區(qū)域（光譜）中，紅光外側(cè)的不可見(jiàn)光叫做紅外線(xiàn)，紅外線(xiàn)能使被照射的物體發(fā)熱（如太陽(yáng)的熱就是以紅外線(xiàn)傳送到地球上的），具有熱效應(yīng)所有物體都在不停的向外輻射紅外線(xiàn)。

應(yīng)用：紅外探測(cè)器﹑紅外照相機(jī)﹑紅外夜視儀﹑追蹤導(dǎo)彈、遙控

(3)紫外線(xiàn)：太陽(yáng)光色散區(qū)域中，紫光外側(cè)的不可見(jiàn)光叫做紫外線(xiàn)。紫外線(xiàn)能使????? 熒光物質(zhì)發(fā)光，另外還可以滅菌 。

應(yīng)用：驗(yàn)鈔機(jī)﹑紫外線(xiàn)殺菌。特點(diǎn)：促進(jìn)鈣質(zhì)吸收、殺死微生物、熒光物質(zhì)發(fā)熒光。

(4) 霧燈用黃光的理由：不易被空氣散射，人眼對(duì)黃光敏感。

四、光的折射

1.定義：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化；這種現(xiàn)象叫光的折射現(xiàn)象。

理解：光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處，只是反射光返回原介質(zhì)中，而折射光則進(jìn)入到另一種介質(zhì)中，由于光在在兩種不同的物質(zhì)里傳播速度不同，故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化，這就是光的折射。

注意：在兩種介質(zhì)的交界處，既發(fā)生折射，同時(shí)也發(fā)生反射

2.光的折射定律

三線(xiàn)同面，法線(xiàn)居中，空氣中角大，光路可逆

(1)折射光線(xiàn)，入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面內(nèi)。

(2)折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分居與法線(xiàn)兩側(cè)。

(3)光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角，屬于近法線(xiàn)折射。

光從水中或其他介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，屬于遠(yuǎn)法線(xiàn)折射。

光從空氣垂直射入（或其他介質(zhì)射出），折射角=入射角= 0 度。

3.應(yīng)用：從空氣看水中的物體，或從水中看空氣中的物體看到的是物體的虛像，看到的位置比實(shí)際位置 高

練習(xí)：☆池水看起來(lái)比實(shí)際的淺是因?yàn)楣鈴乃行鄙湎蚩諝庵袝r(shí)發(fā)生折射，折射角大于入射角。

☆藍(lán)天白云在湖中形成倒影，水中魚(yú)兒在“云中”自由穿行。這里我們看到的水中的白云是由光的反射而形成的虛像，看到的魚(yú)兒是由是由光的折射而形成的虛像。