【教学内容与目的要求】
1、 知道白光的组成
2、 知道色光混合与颜料混合的不同现象 3、 知道光在同种均匀介质中沿直线传播,及光在真空中的传播速度 4、 理解光的反射定律 5、 知道平面镜成像特点 6、 知道光的折射现象
7、 知道凸透镜的焦点、焦距和光轴,知道凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用 8、 知道凸透镜成放大、缩小的实像和虚像的条件 9、 知道照相机、幻灯机、放大镜的原理 10、 理解凸透镜能实像和虚像
【知识重点与学习难点】
1、 光的反射定律
2、 平面镜成像规律及特点 3、 光的折射现象 4、 凸透镜成像规律
【方法指导与教材延伸】
1、 光沿直线传播的条件是什么?光的传播速度是多少?
光在均匀介质中沿直线传播。介质是指光可以在其中通过的传播的透明物质,
均匀介质是指两点: 一是同一种介质。二是这种介质的密度均匀,
不含有杂质。光在真空中
传播速度是3.0x 108m/s。光在空气中传播比在真空中传播稍慢一点,在水中每秒传播的距 离约是真空中的3/4。总之,光在不同的介质中传播速度不一定相同。通常情况,光在空气 中的传播速度也以3.0X 108m/s。
2、 正确理解光的反射定律
光的反射定律可包括两点:一 、是反射光线跟入射光线、法线在同一平面内;反射 光线、入射光线分居在法线两侧。可记作: “三线共面,法(线)居中间。” 二、 是反射角等于入射角。可见对于一条确定的入射光线、反射光线是唯一的。
在学习光的反射定律是要明确以下几点:
(1)
线与法线的夹角, 成入射角和反射角。
(2)
靠拢法线,入射角减小,根据光的反射定律反射角也减小,
也靠近法线。当入射光线垂直射即平面镜上,法线与入射光线重合,这时入射角为 射光线沿原路返回。
(3)
三、 平面镜成像的特点
平面镜成像的特点是:物体在平面镜中成的是虚像, 平面镜的距离相等。
什么是虚像呢?以发光点为例,
它射出的光线经镜子反射 (或折射)后,反射(或折射)
以为光从镜后的某一点射出。
这个实际上并
光线进入人眼,人眼根据光沿直线传播的经验, 的点。
站在平面镜前的人,向平面镜走近时,他的像会不会变化呢?
根据平面镜成像的特点:他的像始终与物体大小相等。是不会改变的。但人们往往以为 像“变大”了,这跟人看远处驶近的汽车感觉相似,这辆车的大小始终不变,但人以为汽车 远小近大,驶近的汽车“变大”了。 四、 什么是光的折射现象
光从一种介质射入另一种介质时,它的传播方向发生改变的现象叫光的折射。
像跟物体的大小相等;像和物体到
、在光的反射中,光路是可逆的。 这就是说,若沿原来的反
射光线的方向入射到 镜面上,反射光线将沿原来入射光线的方向射出。
、反射角、入射角都是指各自的光
切不可当作它们与镜面的夹 角,当
、入射光线反射光线
0°,反
不存在的点,叫做发光点的虚像。虚像不能用光屏承接,可用人眼观察到,它是“实际”光 线反向延长线相交而得到
五、 正确理解折射规律
1、 折射光线跟入射光线和法线在同一平面上,折射光线的入射光线分居法线两侧。 2、 光从空气斜射入水或别的透明物质里时,折射角小于入射角;光从水或别的透 明物质斜射入空气里时,折
射角大于入射角。 对上述规律有几点注意:
(1) 、入射角是入射光线与法线的夹角,
角,也不是和界面的夹角。
(2) 、光线射向两种透明物质分界面时,
律,折射光线遵循光的折射规律。
(3 )、光垂直射向两种透明物质界面时,通过分界面后光的传播方向不变,这时光线 的入射角、反射角、
折射角均为零度。
(4) 、光从空气射入透明物质时,如果增大或缩小入射角,折射角就随着增大或减小。 光从透明物质射入
空气时,如果增大或减小入射角,折射角也随着增大或减小;但如果增大 到某一角度时,入射光线会发生全部反射现象,这时没有折射光线。
(5) 、折射现象的光路是可逆的。
六、 怎样记住凸透镜成像的初步规律:
有三种方法可供采用
将同时发生光的反射和折射。 反射光线遵循光 的反射定不是和界面的夹角。 同样,折射角是折射光线 与法线的夹
1、 凸透镜的应用加以记忆。 照相机,幻灯机和放大镜都是利用凸透镜成像规律制成的。 弄清这些仪器的原理
就记住了凸透镜成像的规律。
2、 列表将物距、像的情况和应用填入表格内,见下表。
3、 口诀记忆:凸透镜成像规律可用简要归纳成下面三句话:
(即物体在一倍焦距以内成虚像,一倍焦距以外为实像) 于二倍焦距,成放大的像,焦点除外;
一倍焦距内外分虚实
;二倍焦距内外分大小(即物距小
物距大于二倍焦距成缩小的像);实像总是异侧倒立 像的位置 像的性质 成一点 像与 物异 侧 缩小、倒立、实像 物的位置 应用举例 测定焦距 照相机,眼睛 幻灯,电影机 探照灯的透镜: 放大镜 U= g (平行光) V= f 2f>V>f V=2f V>2f V= g V>f V2f 凸透 镜 U=2f 2f>U>f U=f U 正确区分实像和虚像 物体通过透镜可能成实像,也可能成虚像。而实像和虚像的区别是什么呢? ( 原理不同,物体发出的光线经光学器件会聚而成像为实像, 长相交形成的像叫虚像。(2)成像性质上的区别,实像倒立的,虚像是正立的。 方法上的区别:实像既能被眼睛看到,又能被光屏接收到,虚像只能被眼睛看到, 屏收到。 八、凸透镜对光起到会聚作用,是否经过凸透镜的光线一定要聚集一点,才可称会聚。 如图甲把点光源放在凸透镜的焦点上,它发出的光线经凸透镜后,折射光 线平行于主轴,并没有相交成一点,这是否可认为凸透镜对光线有会聚作用呢。 如图,我们将入射光线 FA、FC延长,即图中的 AA '和CC '与经凸透镜折射 的光线AB、CD比较。显然折射光线是相互“靠近”而相会了。 在图乙中光线 AB、CD入射到凹透镜上, 折射光 ''将入射线AB、CD延长。 如图中虚线 1)成像 (3)接收 不能被光 经光学器件后光线发散, 反向延 BP和DP,折射线BE和DE与入射光线的方向 BP、DP相比较,它 C 们相应“远离”了,它表明凹透镜对光起了发散作用, 由此可见,透镜对光是会聚还是发散,不是看折射光线是否相交而是体现在它们使光线 相互“靠近”了还是“远离”了。 【例题选讲】 例1、百米赛跑是计时员为什么一看到发令枪的“烟火”就按动秒表,而不是等听发令 枪的枪声计时? 答:因为声音的传播速度是 线与入射光线之间的夹角是多大? 答:因为反射光线与入射光线之间的夹角就是入射角和反射角之和, 根据光的反射定律 可知:入射角增大多少,反射角也增大多少,因为入射角=25 ° +15 ° =40 ° ,则反射角=40 ° 所以,入射光线与反射光线夹角为; 340m/s,当枪声从起点传到终点计时员耳朵里,时间差不 3.3X 10-7s,不会影响计时的正确性。 多已过了 0.3s,这样的计时,当然不正确,误差较大,而光的传播速度是 3X 108m/s,火光传播到终点的时间只有 例2、一束光线斜射到一光滑平面上,入射角为 25°,当入射角增大15°时,反射光 40° +40 ° =80 °。 例3、如图甲所示,A、B两点在平面镜前,现在要使 A点发出的光线经平面镜反射后 A ' ■ B //7 ////// / M I B O 图乙 图甲 通过B点,试用作图法求出光线射到平 面镜上的入射点。 A, A点在镜中的像,如图乙所示,过 A点作镜面的垂 线,交镜面于 M点,并延长至 A /使A/ M = AM,贝U A /点为A的像,连接 A / B交平 面镜反射面于O,则0 解:先根据平面镜成像的规律找出 点就是光线射到平面镜的入射点。 例4、如图所示 MN是空气和玻璃的分界面,一束光线射到 MN面0处时发生反射和 MN的右方是什么物质? 解:过0点作MN的垂线EF即法线,根据光的反射定律可知: AO、0B和0C分别是入射光线、反射光线和折射光线,则入射角 / A0E=60 °,折射角/ C0F=30 °。因为折射角小于入射角,所以 光是从空气斜射入玻璃,故 MN的右侧 折射现象,则入射角、折射角各是多少? 是空气。 例5、在杯子里放一枚分币,移动杯子,使眼睛刚好看不到分 币为止,保持眼睛和杯子的位置不变, 的升高将看到什么现象?为什么? 解:开始注水入杯时,将看不见硬币,当水面升高到一定高度 时,分币又能够看见了。如图,当倒入水以后,分币上一点 的光线射向水面时,在水面升高到一定高度时, 看得见分币。人眼看到的 所以人看到水中分币的像在分币的上方。 例6、幻灯的幻灯片和透镜的距离大约在 慢慢向杯里倒水,随着水面 S发出 从S点发出的光线 经水面折射后能够从杯的边缘射出,而且恰好又能射到人的眼里, 这时人眼就可以 S,点比S点的位置高, 15~30厘米之间变动,为了能在屏上得到放大 的实像,现有焦距为 fA=6厘米,fB=15厘米,fc=30厘米的三个透镜,选哪个透镜最合适? 答:根据凸透镜成像规 律,当f 例7、图中的两架敌机,一架是实际飞机,一架是从潜水艇上观察到的该飞机的像,请 用光路图作图确定哪架是实际飞机。 解析:空中飞机发出的光从空气射到水面处发生光的折射, 折射光线射入水中并向该发 .A' 现靠拢进入观察口,人眼逆着折射光线看去,好像是从 A'飞机射出,A'飞机是A飞机的虚 A 像,所以下面 A 飞机是实际飞机。 【同步练习】光 、选择题 1、 关于光的传播,下列说法是正确的( ) A、光只在空气中才沿直线传播 C、光在玻璃中不是沿直线传播的 2、 关于小孔成像的下列说法,正确的是 A、小孔成像是光的折射现象形成的 C、小孔成的像是虚像 3、人走近镜子时,人在镜中的像与原来相比( B、光在任何情况下都沿直线传播 D、光在同种均匀介质中沿直线传播 ) B、小孔成像相对于物来说不一定是倒立的 D、当把小孔前后移动时,像的大小会改变 ) A、变大 B、变小 C、不变 D、都不对 4、小轿车前的挡风玻璃不竖直安装的主要原因是( ) A、避免噪音 B、尽可能避免因平面镜成像造成不安全因素 D、防止挡风玻璃震碎 C、为了造型美观 5、下图中是物体在平面镜中成像的情况,正确的是( ) 6、 人站在直立的平面镜前, 要看到自己的全身像,镜长最少应是人身高的( ) 1 A、一 1 B、一 1 C、一 丄— D、一样咼 ,则反射光 线 3 ( ) 2 4 7、 光线斜射到平面镜上,保持平面镜的位置不动,如果入光射线靠近法线 A、靠近法线 B、远离法线 C、方向不变 8、 图中,MM /是平面镜,a、b、c、d是平面镜前放 置的四个物体,人在镜前P点观看它们在平面镜中的像, 其 中不能看到的是放置在哪个点上的物体( ) D、无法判断 ?b P a A、a B、b C、c c D、d M M *d 9、 下列现象中属于光的折射的是( A、 演员通过平面镜看到自己的表演动作 B、 光射到不透明的物体上,在物体后面形成的影子 C、 潜水艇里的人通过潜望镜观看海面 D、 插入水中的筷子,从水面上斜着看,筷子在水下的部分向上弯折了 10、 一束光线斜射到两种介质的界面上,它与界面成 20°角,反射光线跟折射光线的 夹角恰好是90°,则入射角、折射角分别是( A、20°、70° B、20°、20° C、70°、20° D、70°、70° \\ \\ / (甲) — (丙) (丁) (乙)\\ 11、 光线射到平行的厚玻璃板上,在它的上、下表面发生折射,在图中正确的图是 ( ) D、丁