八年级物理上册第四章光现象讲义.doc

第二章 光现象
知识点一、光的传播
一、光源
1、能够 的物体叫光源，注意：这里指的是物体能自己发光，而不是反射光！如：镜子、月亮，行星等是反射光的，所以不是光源。彗星、流星、太阳、恒星等能自己发光，所以是光源。
2、光源的分类： 和 ，
例如： 、 是人造光源， 、 是自然光源，
二、光的传播及应用
1、光的直线传播
［演示1］在烧杯里装满烟雾，将一束光射到其中，观察光在空气中的传播路径.
［演示2］将一束红光射到一杯带色的水中，观察光在水中的传播路径.
［演示3］准备一杯带色的半杯水，在上面装满烟雾，将一束红光射向水中，观察光从空气射向水中时的传播路径.
得出结论：光在 沿直线传播，
2、光线
人们为了形象地表示光的直线传播，物理学中引入“光线”的概念.
光线表示为：
3、光沿直线传播的应用举例.
①激光引导掘进机
②影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影.
③日食、月食的成因
日食的成因：当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食.

月食的成因：当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食.

④小孔成像
动手实验：
（1）把一张不透明的纸，用铅笔戳一个很小的洞，在离墙壁不远处，把一支点燃的蜡烛放在小孔前面，在墙壁上你会看见什么？
（2）改变小孔到墙壁的距离，观察像有什么变化？
（3）试着改变小孔的形状，观察像有什么变化？

例题：如图所示，将易拉罐的底部中央打一个小孔 , 在罐口蒙一张半透明纸，用它做小孔成像实验，观察物体，下列说法中错误的是 （ ）
A．像与物上下颠倒，左右相反
B．像的形状和孔德形状一样
C．物体离得越远，像就越小
D．在物体距小孔不变的情况下，半透明纸与小孔距离越大，像也越大
⑤射击时“三点一线”，排队，种树，木匠单眼判断木材是否笔直、立竿见影、一叶障目、井底之蛙所见甚小等等。
三、光速
1、光的传播 （“需要”“不需要”）介质，光在 的传播速度最快，大约为c = m/s，光在其他介质中的传播速度都比它小，光在水中的速度约为真空中的 ，光在玻璃中的速度约为真空中的 ，
算一算：太阳发出的光，要经过大约8分钟到达地球，那么太阳和地球相距大约 米
2、回答下列问题：
①什么叫光年？
②“光年”是什么物理量的单位？
③牛郎星和织女星的距离是多少km?光从牛郎星到织女星要多长时间？
④牛郎和织女能每年相会一次吗？为什么？

知识点二、光的反射
1、入射角： 和 的夹角叫入射角
2反射角： 和 的夹角叫反射角
3、光的反射定律：在反射现象中，反射光线与入射光线、法线在 内，反射光线和入射光线分居在 ，反射角 入射角。
4、反射现象中，光路是 的。

一、认识光的反射：如右图所示
1.入射点：（O）入射光线与镜面上的接触点.
2.入射光线（AO）
3.反射光线（OB）
4.法线（ON）：通过入射点且垂直于镜面的直线（虚线）.
5.入射角（i)：入射光线与法线的夹角.
6.反射角（r)：反射光线与法线的夹角i

甲 乙
二、探究光的反射定律

参照教材的探究实验：
(1)通过操作甲图，可看到E和F在一个平面内时有反射光线，且反射光线随着入射光线的改变而改变.而且反射光线和入射光线始终分居在 两侧。并且通过测量发现：反射角 入射角.
(2)通过操作乙图，把硬纸板的F部分向前折或向后折，在F上将 （“观察到”“观察不到”）反射光线.
通过以上步骤分析总结出光的反射定律：
在光的反射现象中，反射光线与入射光线、法线在 内，反射光线和入射光线分居在 ，反射角 入射角。
说明：（1）光的反射定律可概括为十二个字：三线共面，两线分居，两角相等.
（2）反射定律中：反射角等于入射角，不能说入射角等于反射角，因为先有入射，后有反射；入射在前，反射在后；入射是因，反射是果.
（3）在反射时，光路是可逆的.如图：

三、画光的反射光路图
［例1］画出下列入射光线的反射光线

请同学们在作业中严格按照以下步骤画图！
步骤:①过入射点O画出与反射面的垂直线ON即法线（用虚线表示）.并标上垂直符号。如下图甲所示.
②根据光的反射定律，反射角等于入射角画出反射光线，如下图乙所示
甲 乙

拓展练习：
完成下列光路图，并标出入射角和反射角的大小
45°40°

［例2］已知反射光线与入射光线成90°夹角，
请画出右图的平面镜的位置.

［分析］反射光线的法线，既是反射面的垂线，又是反射光线和入射光线的角平分线，掌握法线的这种双重作用，作图就容易了.
步骤：(1)画出反射光线入射光线的角平分线，即法线ON（如乙所示）.
（2）根据法线与反射面成垂直，画出镜面，如图丙所示.

四、镜面反射和漫反射
镜面反射：当平行光射入反射面经反射面反射后的光线仍是平行的，如甲图所示
漫反射：当平行光射入反射面经反射面反射后的光线不是平行的，而是射向各个方向.，如乙图所示

说明：
(1)物体表面光滑时产生镜面反射；物体表面粗糙时，发生漫反射.
(2)漫反射和镜面反射都遵守光的反射定律和光路可逆
例题讲解：如图，晚上，在桌上铺一张白纸，把一小块平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，从侧面看去，白纸被照亮，而平面镜却比较暗.想想看，并解释为什么.
原因：因为镜面很光滑，垂直入射到镜面的光被垂直反射回去，射到其他方向的光极少，从侧面看去，基本没有光线射入眼中，所以平面镜看起来比较暗.而白纸表面粗糙.入射到白纸上的光发生漫反射后，反射光线射到各个方向，所以从侧面看到白纸比较亮.
思考题：
1.放电影的银幕为什么要用粗糙的帆布？

2、下雨后的夜晚，天上挂着月亮，请问：为了不踩到水坑，你应该走较亮的还是较暗的地方？（提示：分情况讨论，月亮在前方还是后方）

知识点三、平面镜成像
【课前预习】
1、平面镜成像的特点：
①像和物体的 相等，且与物体到 无关
②像和物体到镜面的 相等.
③像和物体对应点的连线 于镜面.
④平面镜成 像
2、球面镜：分为 镜和 镜，凸面镜对光起到 作用，应用举例 、
，它的好处是可以 。凹面镜对光起 作用。应用举例 、 。
3、作出物体AB在平面镜中的像 4. 利用平面镜成像的特点完成光路图

【预习导航】
一、平面镜成像的特点
［探究］平面镜成像的特点（分组实验）
目的：(1)研究物体在平面镜中所成的像和物体有什么关系.
(2)研究像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系.
步骤：边示范边讲解.
①像右图那样，将一张8开的白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上，用两个夹子夹住一玻璃板，竖立在白纸上.

②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，观察到玻璃板后面出现了蜡烛的像.
③另拿一支相同的没有点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，使它与前面蜡烛的像重合，看起来就像点燃了一样（左右移动，直到从不同位置看上去它们都重合在一起），这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置.改变玻璃前蜡烛的位置，把实验再做两次，每次都记下两支蜡烛的位置.
④在白纸上画出玻璃板的位置，移开玻璃板，用刻度尺画实直线把每次实验中两支蜡烛位置的位置连接起来，量出两支蜡烛到玻璃板的距离，记录下来并比较它们的大小，再用量角器测量看它们是否与镜面垂直.
⑤把测量结果填写下表中.

蜡烛到平面镜的距离
蜡烛的像到平面镜的距离
第一次

第二次

第三次

总结分析：
① 平面镜中的像与物体大小是否相同？怎么知道的？

② 物体离平面镜越远，像越小吗？怎么知道的？

③ 像到镜面的距离与物体到镜面的距离是否相等？怎么知道的？

④若把一根火柴放在平面镜后面像的位置，火柴会燃烧吗？为什么？

综上分析得到平面镜的成像特点：
①像和物体的大小相等.
②像和物体到镜面的距离相等.
③像和物体对应点的连线垂直于镜面
④ 平面镜成虚像
练习：身高1.6 m的人站在穿衣镜前，离镜0.5 m远，他在镜中的像多高？像离镜多远？当他后退0.5 m时，像的大小和像到镜面的距离怎样变化？

二、平面镜成像原理
如右图，发光点S能发出无数条光线，我们任取两条，并作出它们的反射光线，当眼睛正处于反射光线的路径上时，根据光线直进的经验，眼睛会觉得反射光线好像是从它们的反向延长线在镜后的交点S′发出的.这个像点S′并不是由实际光线会聚而成的，所以我们把它叫做：虚像
例题1：作出物体AB在平面镜中的像
甲 乙

步骤1、利用平面镜成像的特点：像和物体对应点的连线垂直于镜面，且到镜面的距离相等.
分别作出A、B在平面镜中的像A′、B′，如上图甲所示
步骤2、因为平面镜成虚像，所以用虚线把A′、B′用虚线连接起来，如上图乙所示
例题2:利用平面镜成像的特点完成光路图
甲 乙

步骤1、利用平面镜成像的特点：像和物体对应点的连线垂直于镜面，且到镜面的距离相等.
作出S在平面镜中的像S′，如上图甲所示
步骤2、因为每条反射光的反向延长线都会相交于像点，如图乙所示，所以点A、点S′可以确定一条直线AS′，同理，所以点B、点S′可以确定一条直线BS′。
三、平面镜的应用
平面镜成像不仅用于日常生活，也在其他方面应用甚广.
如：①舞蹈练功房里，舞蹈演员用它来观察自己的姿势和动作.
②牙科医生用小平面镜来观察患者的病牙
③潜水艇下潜后，艇内的人员通过潜望镜来观察水面上的情况.如下图

四、球面镜
1. 球面镜包括：凸面镜和凹面镜
2. 凸面镜的性质及应用
性质：对光具发散作用
应用：汽车上的观后镜、马路拐弯处的镜子等，其目的是扩大视野.
3. 凹面镜的性质及应用
性质：对光具会聚作用
应用：太阳灶、医生用凹面镜会聚光观察耳道情况、手电筒、汽车头灯的反光碗等、反射式望远镜等
知识点四、光的折射
【课前预习】
1、光从一种介质_______ 另一种介质时，传播方向 ，这种现象叫光的折射。
2、光的折射规律:
①折射角是 与 的夹角，
②当光从空气斜射入水或其它介质时，折射光线 法线，折射角 入射角，
当光从水或其他介质斜射入空气时，折射光线 法线，折射角 入射角，
当光垂直射入其它介质时，光的传播方向 ，此时折射角为
③光在折射时，光路是 的。
3、插入水中的筷子看上去变“弯”了，游泳池充水后，看到池底变浅了，这都光的 现象。
4、如图所示，一束光线由空气斜射入水中时发生的反射和折射现象的光路图，其中正确的是（ ）

一、认识光的折射现象
我们已经学习了光的直线传播现象，而光沿直线传播的条件是：在同种均匀介质中，那么如果光从一种介质斜射入另一种介质时又将如何传播呢？
如图所示， 当一束光线AO从空气斜射入水中，我们发现水中的光线的方向发生了偏折，这种现象我们把它叫做光的折射
①分界面：MN ②法 线：PQ
③入射角：入射光线与法线的夹角 ④折射角：折射光线与法线的夹角
二、光的折射规律
①当光从空气斜射入水或其它介质时，折射光线偏向法线，如下图甲所示
②当光从水或其它介质斜射入空气时，折射光线偏离法线，如下图乙所示
③当光垂直射向分界面时，光线不发生偏转，折射角等于入射角=0，如下图丙所示
④在折射时光路是可逆的

【巩固练习】
完成下列光路图并标出折射角

三、用光的折射规律解释一些简单的现象
1.盛了水的碗，看上去好像变浅了
［分析］如图所示，从碗底S点发出的光线，由水进入空气 时，在水面上会发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′发出来的.S′就是S的虚像，S′比S与水面的距离近.所以，人看上去盛水的碗底好像变浅了.
2.海市蜃楼、沙漠蜃景

知识点五、光的色散
【课前预习】
1、太阳光通过三棱镜后不但改变了光的 ，而且还分解成了 ， ， ， ，
， ， 七种颜色的光，这种现象叫做光的 。
2、我们的彩色电视机荧光屏上呈现各种颜色，都是由三种基本颜色混合而成，这三种基本色光是 ， ， ，它们叫光的三原色或者叫三基色
3、用 ， ， 三种颜料可调配成各种颜色，这三种颜料叫做颜料的三原色。
4、三原色光混合后为 色，三原色颜料混合是 色。
5、透明物体的颜色是：在日光照射下，它能 的颜色，不透明物体的颜色跟被它反射的色光颜色 ，吸收跟物体颜色 的光。
6、蓝色玻璃之所以呈现蓝色是因为蓝色玻璃只能 。红领巾在阳光下呈现红色是因为它只能 。
7、红布在白光照射下呈 色，白色光通过蓝玻璃照射到红布上，红布呈 色。
8、电影银幕做成不光滑的表面是为了让它能发生 。做成白色的是为了让它能
一、光的色散
以前人们一直认为白色是最单纯的颜色，白光是单色光不能分解，直到1866年牛顿用三棱镜把白光分解成了7种单色光，才证明白光不是单色光而是复色光。
［演示］照下图那样，让一束白光射在三棱镜上，观察在白屏上能看到什么现象？
现象：可以看到白光通过棱镜后，不但改变了方向，而且在白屏上形成一条彩色的光带，彩色光带上的颜色从一端到另一端依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.
结论：
（1）用棱镜可使太阳光发生色散，形成光谱.
（2）白光不是单色的，而是由各种色光混合而成的.

二、生活中的色散现象
色散现象都是由于光的折射形成的如：七色彩虹，钻石在阳光下看起来五颜六色，
三、色光的三原色
原色是指不能通过其他颜色的混合调配而得出的“基本色”。以不同比例将原色混合，可以产生出其他的新颜色。由于人类肉眼有三种不同颜色的感光体，因此所见的色彩空间通常可以由三种基本色所表达，这三种颜色被称为“三原色”。
同学们用放大镜看彩色电视画面上的各色光条.通过观察，可以发现，电视机屏幕上显现出画面的丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三色光条合成的.
所以：（1）红、绿、蓝叫做色光的三原色.
（2）利用这三种色光按不同的比例，可以混合出不同的色彩来.
（3）色光的三原色等比例混合后为白色
四、颜料的三原色
（1）颜料的三原色为品红、黄、青
（2）利用颜料的三原色按不同的比例，可以混合出不同的色彩来.
（3）颜料的三原色等比例混合后为黑色
五、物体的颜色
通过前面的学习我们知道：我们能看见一个物体，是因为这个物体发出或者反射的光进入了我们的眼睛，什么颜色的光进入了我们的眼睛，这个物体看起来就是什么颜色。
①有色不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的
有色不透明物体只能反射与它颜色相同的光，吸收与它不同的光
例1：红色衬衫在白光照射下，为什么呈红色？
分析：因为白光包含了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，而红色衬衫是不透明物体，它只能反射与它相同颜色的红光，而其它6种色光都被吸收，所以反射进入眼睛的只有红光，所以呈红色。
例2：黄色帽子只在蓝光的照射下，呈什么颜色？
分析：因为黄色帽子只能反射与它颜色相同的黄光，而现在只有蓝光照射，所以蓝光被吸收，而没有光反射进入眼睛，所以帽子看起来呈黑色。
拓展练习：（阐述说明下列各题）
1、白纸在白光的照射下呈什么颜色？为什么？

2、白纸在红光的照射下呈什么颜色？为什么？

3、黑色物体在任何光的照射下都成什么颜色？为什么？

所以：白色物体能够 色光，黑色物体能够 色光，有色物体只有在 光和 光的照射下才会显现出本来的颜色。
思考：为什么黑色的花儿很罕见？

②透明物体的颜色，是由透过它的色光决定的．
有色透明物体只能透过与它颜色相同的光
例题1：戴蓝色墨镜看白色物体是什么颜色？看蓝色物体是什么颜色？看红色物体是什么颜色？
分析：（1）因为蓝色墨镜是有色透明物体，只能透过与它颜色相同的光，且白色物体能够反射所有色光，所以反射的所有色光中只有蓝光能够透过墨镜进入眼睛，所以呈蓝色；
（2）蓝色物体之所以是蓝色是因为它只反射了蓝色的光，而这蓝色的光正好能够通过蓝色的墨镜，所以呈蓝色
（3）红色物体之所以是红色是因为它只反射了红色的光，而这红色的光不能透过蓝色的墨镜，所以呈黑色
所以：戴有色墨镜看物体时，只有看 色和 颜色的物体，才会呈现与墨镜相同的颜色，看其他任何物体都是 色。

知识点六、看不见的光
【课前预习】
1、白光通过三棱镜后发生 ，在屏上形成一条彩色光带颜色分别是 、 、 、 、 、靛、紫。红端之外的是 ，紫端之外是 ，二者都有能量辐射，而且人的肉眼都
2、红外线的主要特征是 强 。温度越高，物体辐射 越强，由此可用红外胶片拍摄 对疾病作出诊；各种物体吸收了红外线后，温度 ，红外线穿透能力较 ，可以进行遥控。
3、紫外线主要特征是 作用强，很容易使底片感光； 作用强，能杀菌，利用紫外线的 效应，可进行防伪、摄影。过量的紫外线照射对人体有害， 是天然的紫外线来源，阳光中大部份紫外线被大气层上的 吸收，不能到达地面。
4、大气对光的散射特点是波长较 的光容易被散射，波长较 的光不易被散射，白天大气对天空中的 散失较多，所以天空是 的，在可见光谱中光波最长的是 光，最短的是 光波。
一、红外线及红外线的应用
三棱镜可以把太阳光分解成红、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.此外，在红光之外是红外线，紫光之外是紫外线，这两种都是人眼看不见的光
紫外线 紫 靛 蓝 绿 黄 橙 红 红外线

即：

红外线的主要特性：热效应强
红外线的主要应用：
一切物体都在不停地发射红外线.物体在温度越高，它辐射的红外线越强.
①人体生病时，局部皮肤的温度异常，如果在照相机里装上对红外线敏感的胶片.给皮肤拍照并与健康人的照片对比，有助于对疾病做出判断.
②夜间人的体温比野外草木、岩石的温度高，人辐射的红外线比它们强，人们根据这个原理制成了红外线夜视仪.
③红外线还可用来进行遥控.如电视机遥控器的前端有一个发光二极管.按下不同的键时，可以发出不同的红外线，来实现电视机的遥控.
④利用红外线遥感技术可以在飞机或卫星上勘测地热.寻找水源、估计农作物的长势和收成等.
⑤利用红外线的热作用，可以加热物体、烘干油漆和谷物、进行医疗等.如市场上烤制鸡鸭等
紫外线的主要特性：化学作用很强. 生理作用很强 具有荧光作用
紫外线的主要应用：
①利用紫外线生理作用很强，能促使人体合成维生素D，这种维生素有助于人体对钙的吸收，所以儿童常晒太阳能预防缺钙引起的佝偻病.但是过高的紫外线会使皮肤粗糙.甚至诱发皮肤癌. 此外紫外线还能杀死多种细菌，所以医院和食品店常用紫外线消毒
②紫外线有荧光作用，有些物质受到紫外线照射时能够发出可见光.日光灯管的管壁上涂的就是一种荧光物质.大额钞票上也有用荧光物质印刷的文字，用紫外线照射则会发出可见光，这是一种防伪措施. 此外利用不同物质在紫外线照射下会发出不同颜色的荧光的特点，可以鉴别古画，并可用紫外线摄影。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，汞等气体放电，例如日光灯发出的光中也含有紫外线
③利用紫外线化学作用很强，很容易使照相底片感光.
此外：生活中有一种发“红外线”的激光小电筒，其实那不是红外线，你们看见的知识红光而已，红外线看不见，同样，生活中有一种紫外线灯，发出的光看起来是蓝紫色的，不要误认为紫外线是紫色的或蓝色的，紫外线是看不见的“不可见光”.紫外线看起来是淡蓝色的，那是因为除了紫外线外，它们还发出少量蓝光和紫光.

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