第3讲 光的折射 光的色散及看不见的光
考标要求 1.通过实验,探究并了解光的折射定律;会利用光的折射定律解释有关现象并能根据光的折射定律作图。 2.通过观察和实验,知道白光是由各种色光混合成的,比较色光混合与颜料混合的不同现象;会辨别物体的颜色。 备考指津 光的折射定律及作图、利用光的折射定律解释日常生产生活中的现象、物体颜色的辨别是中考的热点问题。题型以选择题、填空题、作图题为主。预计在今后的中考中,将注重对物理知识应用能力的考查,因此各种光现象的辨别、光现象的解释及光的折射定律的作图,将是中考的重点。
考点梳理
考点1 光的折射
(1)光的折射规律可以表述为“同平面,居两侧,角不同,
路可逆”。居两侧:在法线两侧,在两种介质的界面两侧;角不同:在光速较大的介质中角较大。
(2)光射到两种介质的界面上,同时发生______和______。 (3)光的反射和折射的异同点 光的反射 光的折射 ①三线共面 反射光线和折射光线都与对应的入射光线、法线在__________内 反射光线、折射光线都与对应的入射光线分居在______两侧 相②居两侧 同反射角和折射角都随对应的入射角的增大而______,随对应入射角的减③两角关系 点 小而______ ④光路可逆 光在反射和折射时光路都是________ 反射光线跟入射光线在①介质方面 折射光线跟入射光线在______介质中 ______介质中 不折射角与入射角一般________,其大小关系跟同光是从空气射入其他介质,还是从其他介质射点 ②角度方面 反射角始终等于入射角 入空气有关,只有当光垂直界面入射时,折射角和入射角才______,都等于______ 温馨提示 在光的折射现象中,应该注意:“空气中总是大角”,即无论空气中的角是入射角还是折射角,总要比其他介质中的角大一些(垂直入射除外),也就是说,在空气与其他介质的界面上发生的折射现象,如果折射角大于入射角,那么折射光线所在介质为空气;如果入射角大于折射角,那么入射角所在介质为空气。
考点2 光的色散 看不见的光 (1)光的色散
太阳光通过棱镜折射后分解,在承接的白屏上形成一条彩色的光谱,颜色依次是________________________,这种现象叫光的色散,表明白光是复色光。
(2)三原色
色光的三原色是____________;颜料的三原色是品红、黄、青。 (3)物体的颜色
①透明物体的颜色:无色透明体(如空气、水等)可以让各种色光透过;有色透明体只允许跟它同样颜色的色光透过,
其他色光几乎都被吸收,如红色玻璃只能透过红光,而吸收其他色光。即透明体的颜色由它______________决定。
②不透明物体的颜色:不透明体的颜色由它__________决定。如红色物体只反射红光,
1
而吸收其他色光。白色物体可以反射各种色光;黑色物体吸收各种色光。
(4)红外线
光谱上红光以外的部分叫红外线,主要特性是______强,主要应用有:红外线测温仪、红外线夜视仪、红外线烤箱、红外线遥控等。
(5)紫外线
光谱上紫光以外的部分叫紫外线,主要特性是:______作用强,易使底片感光;生理作用强,能杀菌;具有______效应,可以识别防伪标记。
自主测试
1.如图所示的光路图中,能正确表示光从空气射入水中时发生的反射和折射现象是( )
2.如图,光在两种物质分界面上发生了反射和折射。若入射光线与分界面的夹角是60°,反射光线与折射光线垂直,那么反射角是________,折射角是______。
3.(2012·广东广州中考)一个苹果在阳光下看起来是红色,这是因为( )
A.红光透过苹果 B.苹果只吸收红光 C.苹果只反射红光 D.红光折射进苹果 4.如果一个不透明的物体是红色的,是因为它只__________;如果一个透明的物体是蓝色的,是因为它只________。
5.如图所示,小明将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它。
(1)小明看不到硬币,这是因为光在均匀介质中沿______传播;
(2)将平面镜放到碗边适当的位置,小明在A处通过平面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的______现象;
(3)沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处也能看到硬币的虚像,这是利用了光的______现象。
重难突破
1.抓住“介质” 巧辨三种光现象
近几年中考试题中,通常将光的直线传播、光的反射、光的折射三类光现象综合起来进行判断或辨析。
【例1】 (2012·湖南衡阳中考)如图所示的四种现象中,属于光的折射现象的是( )
2
解析:岸边景物在水中出现“倒影”,属于平面镜成像,平面镜成像是光的反射原理;玻璃砖后的铅笔杆“错位”是光的折射现象;影子是光沿直线传播形成的;玻璃外墙造成“光污染”属于光的反射现象。
答案:D
方法归纳解决此类问题的关键是抓住“介质”:(1)光的直线传播:光在同种均匀介质中;(2)光的反射:光从一种介质斜射到另一种介质表面又被反射回这种介质;(3)光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质中,传播方向发生偏折。
2.例谈光路可逆性的妙用
关于光路可逆性,教材仅指出:“光反射时光路是可逆的”“光折射时光路也是可逆的”,并没有详细的分析和定量的应用例举,以至同学们往往误认为光路可逆性无关紧要。实际上光路可逆性是光学的一个重要原理,它不仅可以使我们加深对某些光学知识的理解,并且它在处理光学问题时有着独特的作用,下面列举的几例可充分地说明这一点。
【例2】 甲、乙两人在照同一个镜子时,甲在镜中看到了乙的眼睛。以下说法中正确的是( )
A.乙一定能看到甲的眼睛 B.乙只能看到甲的眼睛 C.乙不可能看到甲的眼睛 D.乙不可能看到甲的全身 解析:甲在镜中看到了乙的眼睛,说明从乙的眼睛出发的部分光线经平面镜反射后进入了甲的眼睛。根据光路的可逆性可以判定,从甲的眼睛出发的部分光线经平面镜反射后一定也能进入乙的眼睛。所以乙也一定能从平面镜中看到甲的眼睛。
答案:A 易错剖析
易错点 光的折射现象的认识
【例】 下列现象中,属于光的折射现象的是( ) A.对着平面镜看自己的像
B.平静的水面上能清晰地映出岸上的景物 C.隔着玻璃看玻璃板下的照片
D.阳光下,人看到自己在地上的影子 错解:B
错因:不能区分光的反射与光的折射。光的反射和光的折射的重大差别,不在于有没有成像、成什么样的像,而在于光线是返回原物质,还是进入了第二种物质,前者是反射,后者是折射。
解析:选项B所述平静的水面上能清楚地映出岸上的景物是平面镜成像,是光在水面发生反射的缘故,不是光的折射。选项C所述隔着玻璃板看照片,光线从空气进入玻璃再进入空气,发生了两次折射。选项D既不是反射,也不是折射,是光的直线传播现象。
答案:C
1.(2012·湖南益阳中考)当光从空气斜射到水面时,同时发生反射和折射,图中,能正确表示其传播方向的是( )
3
2.(2012·湖南娄底中考)下列说法中错误的是( ) A.要矫正近视眼的视力,应配戴镜片是凹透镜的眼镜 B.电视机遥控器可以发出红外线对电视机进行遥控
C.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电是因为在摩擦过程中产生了正电荷 D.光的色散现象说明白光是由各种色光混合而成的
3.(2012·湖南长沙中考)超市里出售的冷冻食品的塑料包装盒通常选用白色,并在盒子的底部压制出一些几何图案的凹凸槽,这主要是为了( )
A.既保温又增强抗形变能力 B.避免食品受污染 C.减少摩擦力 D.既轻便又美观 4.(2012·湖南怀化中考)如图所示,一束光线与水平面成30°角从空气斜射到水面时,发生反射和折射,请你在图中画出它的反射光线和折射光线的大致方向。
5.(2012·湖南怀化中考)光也是一种电磁波,雨后彩虹是太阳光通过小水滴发生光的______而形成的。
6.(2012·湖南长沙中考)2012年5月17日,“中博会”焰火晚会在长沙市激情上演。它将激光、灯光、音乐、焰火控制等先进技术集为一体,是迄今为止世界上最大的全景激光音乐焰火晚会,已超越北京奥运会和上海世博会的烟花燃放水平。晚八时三十分,雄浑的音乐响起,拉开了“湘江之韵”的序幕。只见六艘舰船徐徐驶来,象征中部六省再聚湘江、共图发展;忽然,一道道霞光冲天而起在半空中如菊花散开,紧接着一声声巨响划破长空,炫目的激光在夜空中投射出一条条耀眼的光束,绚丽的烟花将湘江四季景观璀璨勾勒,绚烂夺目,江面的烟花“倒映”却又让人产生一种如梦如幻,仿佛身临画中的感觉…
上面的描述中有许多物理现象,请你据此将下表补充完整。 序号 物理现象(摘取原文) 物理知识 1 烟花“倒影” 2
1.画中人出现了错误判断,图中的四幅光路图中,能正确说明产生这一现象原因的是
( )
4
2.以下现象,反映了光的色散现象的是( )
A.雨后天空,弧状光带 B.岸边树木,水中倒立 C.水中铅笔,水面折断 D.井底之蛙,所见甚小
3.电视机等家用电器的开启、关闭及频道转换,可以通过遥控器实现,遥控电视机的光是( )
A.红光 B.红外线 C.紫光 D.紫外线 4.如图所示,对现象或结论的叙述不正确的是( )
5.如图所示,一束光斜射到平静的水面上。同时发生反射和折射,则反射光线与入射光线的夹角为______度,折射角______(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。
6.如图所示的是光从水中斜射入空气中时入射光的光路情况,请在图中适当位置画出该入射光线对应的折射光线。由于光的折射现象,我们洗脸时,看盘内的水深比实际水深要____(选填“深”或“浅”)一些。
5