初二物理 光现象 笔记

题目

初二物理 光现象 笔记

答案

第二章光现象知识点
第一节 光的传播
一、光源
能够发光的物体叫光源.
光源有好多种；按形成原因分,可分为自然光源和人造光源；按发光原理分,可分为热光源和冷光源.
自然光源：太阳、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、乌贼、水母等.
人造光源：手电筒、火把、油灯、蜡烛、白炽灯、日光灯、霓虹灯以及钠灯、汞灯、氖灯等.
热光源：太阳、手电筒、火把、油灯、蜡烛、电灯等.
冷光源：萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、乌贼、水母等.
【注意】月亮不是光源,月亮本身不发光,只是反射太阳的光.
二、 光的直线传播
光在真空中或均匀介质中是沿直线传播的.常见的均匀介质如：空气、水、玻璃等.
【注意】光在不均匀介质中如不均匀的空气、不同介质的界面处,传播方向发生改变.
三、 光的速度与光年
真空中的光速是宇宙最快的速度,c=3×108m/s.
空气中的光速略小于真空中的光速,约为3×108m/s；光在水中的速度约为真空中光速的3/4；玻璃中的光速约为真空中光速的2/3.
光年是光在一年里传播的距离,因此,光年是距离的单位.1光年=9.4608×1015m.
第二节 光的反射
一、 光的反射
光遇到水面、玻璃以及其他任何物体的表面都会发生反射.
我们看到不发光物体,都是由于它的表面能反射,反射光进入人的眼睛,人就看到了物体.
反射定义：光从一种介质射向另一种介质表面时,有部分光返回原介质的传播现象叫做光的反射.
二、 光的反射规律
1、垂直于镜面的直线ON叫做法线；如图所示,
入射光线于法线的夹角i叫做入射角；反射光线与法
线的夹角r叫做反射角.
2、光的反射规律
在发射现象中,反射角等于入射角,
在反射现象中,光路是可逆的.
【探究】光的反射规律
提出问题：光在反射时遵循什么规律?也就是说,反射光线沿什么方向射出?
设计实验：如图所示,把一个平面镜放在桌面上,再把一张纸板竖直地立在平面镜上,使纸板上的直线ON垂直于镜面.用红色激光手电,沿莫一角度紧贴纸板向O点射出入射光线,观察反射光线的位置和分向,从而总结出光的反射规律.
实验器材：一块平面镜、一张纸板、直尺、量角器、红色激光笔等.
进行实验：（1）用激光手电发射一束红光,贴着垂直放置在平面镜上的纸板,沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,沿另一方向射出,在纸板上用笔描出入射光与反射光的径迹.（2）改变光束的入射方向,重做两次.分别用不同颜色的笔,记录光的径迹.（3）用激光手电从反射光线一侧逆着照过去,发现光线可以延原路返回去.（4）取下纸板,用量角器测量ON两侧的角i和r.
实验记录：将数据记录于下面的表格中
次数 角i 角r
1
2
3
交流论证：（1）分析表中数据可以看出,反射角r与入射角i同时变大同时变小,反射角r始终等于入射角i；（2）在光的反射过程中,光路是可逆的.
得出结论：光的反射规律：在反射现象中,反射角等于入射角；在反射现象中光路是可逆的.
3、漫反射和镜面反射
（1）凹凸不平的表面把光线向着四面八方反射,
这种反射叫做漫反射.
（2）阳光射到镜子上,迎着反射光的方向可以看到刺眼的光,
这是因为射到镜子上的平行光线反射后仍然是平行的.光滑镜面的反射叫做镜面反射.
（3）漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律.

4、如何画反射光线或入射光线
（1）画反射光线或入射光线完成光路图的依据是光的反射规律.
（2）已知反射面、入射光线、入射角时只要根据光的反射规律画出反射光线,并标上箭头表示方向即可,反射光线的起点是入射点.标明入射角、反射角.
（3）已知入射面、入射光线或发射光线时,应先在入射点处先画出法线,再根据光的反射规律画出对应的反射光线或入射光线,标出入射角、反射角及箭头方向.
（4）已知入射光线、反射面及入射光线与反射面的夹角,直接根据已知的角度的大小确定发射光线与反射面的夹角.画出反射光线并标上这个角度及箭头方向即可,不必画法线,反之亦然.如图所示,这也间接地应用了光的反射规律.
第三节 平面镜成像
一、平面镜成像的特点
反射面是光滑平面的镜子叫做平面镜,平面镜对光具有良好的反射能力,它是利用光的反射原理改变光线的传播方向而成像的.平面镜成像的特点如下：①物体在平面镜中所成的像是虚像；②像和物体的大小相等；③物点到对应像点的连线与镜面垂直；④物和对应点的镜面的距离相等；⑤像与物左右相反.
从数学对称的角度来看,平面镜成像的以上五个特点可归结为一句话：物体和像关于镜面是对称的.
平面镜的应用
（1）利用平面镜可以改变光的传播方向,起到控制光路的作用.如制作潜望镜；在挖井、挖掘山洞时,用平面镜将太阳光反射到作业区照明；修建体育场馆和高大建筑物时,利用平面镜把太阳光反射到室内改善光照条件.
（2）利用平面镜来成像：如制作各种镜子,商场和家庭装修时,利用平面镜成像增强宽敞明亮的空间效果.
（3）利用平面镜反射光来使微小形变放大,以便观察.
二、平面镜成像的原理
如图甲所示,镜前烛焰上的点S射向平面镜的光线,经平面镜反射后进入眼睛,看起来就觉得这些光线好像是从它们在镜后延长线的交点S′射出来的.人们会感觉像S′出真有一个光源一样,如图乙所示.S′就是S在镜中的像,但是镜子后面实际上并没有这个发出光线的点,所以叫为虚像.物体上每个点在镜子里都有一个像点,所有像点就组成整个物体的虚像.
图甲 图乙
【探究】平面镜成像的特点
提出问题：平面镜成时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系?
设计实验：如图所示,在桌面上铺一张大纸,纸上竖一块玻璃板,作为平面镜.在纸上记下平面镜的位置.把一只点燃的蜡烛放在玻璃板前面,使它在“平面镜”中成像,再用另一个没有点燃的蜡烛在玻璃板后面确定像的位置,比较像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系.
实验器材：桌面、白纸、笔、直尺、玻璃板、两只同样的蜡烛、火柴等、
进行实验：（1）取一张白纸,如图所示,将它对折一下,
对折之后打开平铺在桌面上,用直尺和笔再沿折线画一条直线.
（2）将玻璃板沿所画直线垂直立于白纸上,作为平面镜,
将一只蜡烛点燃后立于镜前,观察镜中成的像,用笔记下蜡烛的位置.
（3）将另一只未点燃的蜡烛在镜后移动,直至与点燃蜡烛所成的像重合,比较像与未点燃蜡烛的大小和形状,用笔记下未点燃蜡烛的位置,体会像的虚实.
（4）熄灭蜡烛,取下白纸,通过两个记号点引一条直线,比较纸上的两条直线是否垂直,再将白纸沿原叠痕处折叠,观察两记号点是否重合.
（5）再取一张白纸,点燃未曾点燃的那根蜡烛,重复上述实验.
实验记录：将数据记录在下列表格中
对比选项 大小 左右 连线 物点与像点 成像的虚实
蜡烛与其像的关系 相等 对调 与镜面垂直 关于镜面对称 虚像
交流论证：比较表格中的数据,可以总结出平面镜成像的五大特点：
（1）像与物大小相等；
（2）像与物左右相反；
（3）像与物的连线与镜面垂直；
（4）像与物到镜面的距离相等；
（5）平面镜成虚像.
注意事项：（1）点燃蜡烛后应尽快完成余下的实验,避免蜡烛燃短对实验现象有影响；重复做实验时,应点燃那根未点燃的蜡烛,可有效避免蜡烛燃短造成的不良影响.
（2）观察安放未点燃的蜡烛时,观察者应左右移动确保放置位置恰到好处.
三、实像和虚像
从物体发出（或反射）的光线,经过光学仪器后可以形成和物体形状相似的实像或虚像.实像是指从物体发出的或反射的光线,经过光学仪器后实际的光线在空间相交所成的像,是由实际光线会聚而成的明亮区域,是真实存在的,既可以用眼睛观察到,又可以显示在光屏上.如物体经过小孔所成的像,就是物体发出或反射的光线沿直光线更加明亮,所以复色光的亮度大于单色光的亮度,这种混合叫做加色混合.
3、减色混合：颜料是不透明的,其颜色是它反射色光的颜色,颜料的混合时减色混合,每种颜料都吸收一定波长的光,混合后的颜料对光的吸收率增加,反射率降低率,混合后得出的颜色明亮程度是降低的.
第六节 看不见的光
一、光谱
三棱镜色散,把白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光,把它们按这个顺序排列起来,就是光谱.这是可见光光谱,在红光以外还有红外线,紫光以外有紫外线,红外线、紫外线灯一般叫做不可见光.
二、红外线
在光谱上红光以外的部分叫做红外线.红外线的频率范围在1×1012Hz~5×1014 Hz,一切物体都在不停地辐射红外线.物体的温度越高,辐射出的红外线越多.物体在辐射红外线的同时,也在吸收红外线.红外线有以下三个特性：
（1）红外线的主要特性是热作用强.
（2）红外线穿透云雾的能力比较强.
（3）红外线可用来进行遥控.
三、紫外线
在光谱上紫光以外的部分叫做紫外线.紫外线的频率范围是7.5×1014Hz~5×1016Hz,在光谱上位于可见光紫光之外,人眼看不见.高温物体如太阳、弧光灯和其他炽热物体发出的光中都有紫外线,汞灯气体放电如日光灯发出的光中也含有紫外线.紫外线有如下特征：
（1）紫外线的主要特性是化学作用强,很容易使照相底片感光.
（2）紫外线的生理作用强,能***菌,剂量大时能伤害人体.
（3）紫外线具有荧光效应.
（4）适当的紫外线照射可以帮助人体补钙.
（5）夏天,在强烈的太阳光下晒谷物可利用太阳光的紫外线,***死虫卵.
地球上的天然紫外线来自太阳光.地球周围的大气层阻挡了大量的紫外线进入地球表面,才使地球上的生物获得生存条件.为了保护人类生存家园,我们应有环保意识,承担起环保的责任和义务.
四、红外线和紫外线的应用
利用红外线来加热物体.工业上用红外线烘干汽车表面的喷漆,家庭用红外线烤箱烤制食品,浴室用红外线灯来取暖,医疗上利用红外线来进行诊断和理疗.利用红外遥感技术可以对地球勘测,寻找水源、监视森林火灾、估测大面积农作物的长势和收成、预报风暴和寒潮等,红外线还可以进行遥控.
紫外线主要用来感光,在医院里经常用紫外线来***菌,适当的紫外线照射有助于人体健康.夏天常把粮食放到日光下晒,用阳光中的紫外线来***死粮食里的虫卵,以利用长期保存.验钞机上利用紫外线分辨真伪,还可以用紫外线鉴别古字画.有时甚至用紫外线摄影.我们还可以利用紫外线知识宣传环保意识,保护我们的家园.
五、光的散射与雾灯
地球周围的大气能够把阳光向四面八方散射,所以眼睛才能接受到各个方向射来的光.如果没有大气,散射将无法进行.
不同色光的波长不同,依照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序,它们的波长一个比一个短.那么显然红外线的波长比红光还长,紫外线的波长比紫光还短.
大气对光的散射有一大特点：波长越短的光越容易被散射,波长较长的光不容易被散射.天空是蓝色的,这是因为大气对阳光中波长较短的蓝光散射得较多.傍晚的太阳颜色发红,这是因为傍晚的太阳要穿过更厚的大气层,蓝光、紫光等大部分被散射掉了,剩下红光、橙光透过大气射入我们的眼睛.红外线波长更长,它更不容易被散射掉,所以它穿透云雾的能力更强,传得更远.
大雾弥漫时,汽车必须开亮雾灯才能保证行车安全.汽车雾灯用的是黄光,黄光的穿透能力也比较强,不用红光一是为了与汽车刹车灯相区别,二是人眼对红光的敏感程度不如黄光、绿光,而绿光又是通行信号,所以雾灯的颜色最后选用了黄色.