第二讲 光的传播和反射资料Word文档下载推荐.docx

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4．用两条直管形日光灯。

互相不平行地放置。

2、人眼看到物体的位置：

把两条光线反向延长到他们的交点，就能确定发光物体的位置。

3、光速：

光在真空中的传播速度c=3×

108m/s

光年是天文学上常用的长度单位．一光年就是光在真空中一年内所走的距离，大约是9.4608×

1015m．

4、小孔成像

5、影的形成

本影：

完全不会有光照射的共同的影，叫做本影。

半影：

本影周围能受到部分光源发出的光的照射的较淡的影，叫做半影。

根据光的直线传播原理，只有在日、月、地三球近似排成一条直线时，才有可能发生日食或月食，所以日食总是发生在朔日，即农历的初一，月食总是发生在望日，即农历的十五或十六．由于月球绕地球运转的轨道平面与地球绕太阳运转的轨道平面并不重合，而是约有50°

的夹角，因此，并不是每个月都发生日食或月食．

应用：

无影灯

二、光的反射

1、反射定律：

在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；

反射光线和入射光线分居法线两侧；

反射角等于入射角。

2、平面镜成像

成像特点：

（1）像与物的大小相等；

（2）像与物到镜面的距离相等；

（3）像和物的连线与镜面垂直；

（4）平面镜成正立的虚像。

4．球面镜（凸面镜和凹面镜）

反射面相当于球的外表面的镜子称为凸面镜，凸面镜对光线有发散作用，如汽车后视镜、街头拐弯处的反光镜；

反射面相当于球的内表面的镜子称为凹面镜，凹面镜能使平行光会聚一点，这一点称为焦点．凹面镜对光有会聚作用，如手电筒的反光装置、太阳灶．

特征

焦点

作用

成像规律

图例

应用

凹面镜

以球面的内表面为反射面

平行光经凹面镜反射后，会聚于一点，这点就是焦点

会聚

当物距大于焦距时成倒立的实像，物体离镜面越远，像离镜面越近，且像越小；

当物距小于焦距时成正立、放大的虚像，物体离镜面越近，像离镜面越近，且像越小

太阳灶

探照灯

前灯

凸面镜

以球面的外表面为反射面

射向凸面镜的平行光，经凸面镜发散，反射光线的反向延长线相交于一点，这一点就是虚焦点

发散

成正立、缩小的虚像

观后镜

三、光的折射

1．折射现象

光在传播过程中通过两种介质分界面时，改变传播方向的现象叫做光的折射。

光的折射遵循折射规律．在折射现象中，光路也是可逆的。

折射规律的内容是：

（1）折射光线与入射光线，法线在同一平面内；

（2）折射光线和入射光线分居法线两侧；

（3）入射角正弦和折射角正弦的比值是一个定值。

（4）在折射现象中，光路是可逆的。

（5）入射角增大时，折射角也随着增大；

（6）光从空气斜射到水或玻璃表面时，折射角小于入射角；

（7）当光线垂直射向介质表面时传播方向不改变。

2、折射率：

光从真空射入某种媒质，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种媒质的绝对折射率，简称折射率。

表示为

。

实验证明，媒质的折射率等于光在真空中的速度与在该煤质中的传播速度之比，即

因为真空中的光速略大于空气中的光速，所以空气的直射率略大于1，各种媒质的折射率都大于1。

媒质2对媒质1的相对折射率等于媒质2和媒质1的折射率之比，即

【例1】物体AB直立在竖直放置的平面镜前，现在物体与镜面之间靠近平面镜插入一块不透明的平板CD，CD下端D与物体AB中点等高，则在平面镜内（）

A．只有AB上半部的虚像B．只有AB下半部的虚像

C．不出现AB的虚像D．仍有AB完整的虚像

＜解析＞按平面镜成像原理作图．由图可见，在平面镜内仍有完整的虚像A′B′．

＜答案＞D

【拓展】小明同学在课外用易拉罐做成小孔成像实验仪器，如果易拉罐底部有一个很小的三角形小孔，则他在半透明纸上看到的像是：

A、蜡烛的正立像B、蜡烛的倒立像C、三角形光斑D、圆形光斑

＜答案＞B

【例2】如图所示，水平地面上有一障碍物ABCD，一块较大的平面镜M在某一高度水平放置，人眼睛位于O点，用作图法求出人眼从平面镜中能看到障碍物后方地面的范围．

＜解析＞对于平面镜成像，作图的关键是要找到人眼在镜中的虚像位置，再按光的直线传播原理作图．如图所示．图中大括号内部分即为人眼从平面镜中能看到的物后地面范围．

＜答案＞如图．

【拓展】如图所示，MN为平面镜,CD为光屏。

它们均竖直放置,在离平面镜N端正前方，位于MN、CD中点处有一激光源s。

现s点发出一束光线向镜面投射，当光线的入射点从N点单向移动到M点时，测得反射光在光屏CD上的移动速度是3米/秒，则入射光的入射点沿镜面移动的速度是米/秒。

＜答案＞1

＜解析＞相似三角形，1/3

【例3】光射到镜面上，人射光线与反射光线的夹角为120°

，若使反射光线与入射光线的夹角变为100°

，下列方法可行的是（）

A．镜面不动，入射光线向镜面旋转10

B．镜面不动，入射光线远离镜面旋转10

C．入射光线不动，镜面顺时针旋转20

D．入射光线不动，镜面逆时针旋转20

【拓展】小明的写字台上有一盏台灯。

晚上在灯前学习的时候，铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光，影响阅读。

在下面的解决方法中，最简单、效果最好的是（）

A．把台灯换为吊灯B．把台灯放到正前方

C．把台灯移到左臂外侧D．把台灯移到右臂外侧

思路点拨>

小明晚上学习的时候，铺在写字台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光，实际上这些刺眼的亮光并非玻璃本身发出的，而是玻璃表面反射台灯发出的光所致．这些光之所以刺眼，是由于人感受到的反射光太强，一般这是由于台灯可能正好在人的正前方，从而有较强的反射光朝人反射．可见如将台灯移至人的侧旁，即可避免出现这种现象．而对于通常以右手写字的人来说，则应将台灯移至其左臂外侧最好（因为如果台灯在右臂外侧时，则在写字时右手的影子会落在人正前方的台面上，影响看书和写字）．

＜答案＞C（如小明用左手写字，则本题答案应是D）

【例4】A、B两平面镜成60°

角（如图所示）．一束光线沿与A镜成30°

方向入射，则最后反射出（）

A．与A镜成30°

角B．与A镜成60°

角

C．与B镜成30°

角D．与B镜成60°

＜解析＞光线经A平面镜反射后，反射光线与A镜面的夹角是30°

，由于A、B两镜面成角60°

，所以该反射光线垂直射到B平面镜上，根据光的反射定律可知该反射光线经B平面镜反射后原路返回A平面镜．

＜答案＞A

【拓展】如图所示，AB表示一平直的平面镜，P1P2是水平放置的米尺（有刻度的一面朝着平面镜），MN是屏，三者相互平行，屏MN上的ab表示一条竖直的缝（即ab之间是透光的）.某人眼睛紧贴米尺上的小孔S（其位置如图所示），可通过平面镜看到米尺的一部分刻度.试在本题图上用三角板作图求出可看到的部位，并在P1P2上把这部分涂以标志.

＜解析＞

【例5】如图所示，光源位于A点，问该光源发出的哪条光线经平面镜MN反射后通过C点．

＜解析＞首先根据对称性确定A的像点A′，然后连线A′C与MN的交点即为入射点，依次确定入射光线和反射光线．

＜答案＞见右图．

【拓展】在观看河岸边的城市夜景时，往往发现每盏灯在水里的像不是一盏灯，而是一条光柱，请你分析这是为什么。

＜解析＞这是因为河面总有水波起伏，像许多取向不同的平面镜，电灯在每一个小平面镜内都能成像，但各个像的位置高低不同，这些像组合起来就形成一条光柱。

【例6】有一种自行车尾灯设计得很巧妙。

当后面汽车的灯光以任何方向射到尾灯时，它都能把光钱“反向射回”。

下图是4种尾灯的剖面示意图，其中用于反光的镜面具有不同的形状。

能产生上述效果的镜面（）

ABCD

＜答案＞B

【拓展】小汽车的前挡风玻璃有一定的倾斜角度，而卡车、公交车等大型车辆的前挡风玻璃却几乎是竖直的。

请用光学知识分析小汽车前挡风玻璃这样安装的原因（可以画图说明）。

＜答案＞为保证夜间行车的安全。

小汽车前挡风玻璃倾斜安装是因为后面车辆射来的光，照射到前挡风玻璃后，斜向下反射；

当车内景物被照亮时，通过前挡风玻璃所成的像在驾驶员前面的斜上方。

这样车内驾驶员都不至由于反射光而受到干扰

【例7】月球的影区分布如图所示，当人随地球运动到______区时会看到日全食，运动到______区时会看到日偏食，运动到______区时会看到日环食。

看到日全食的位置是太阳光全部被月球挡住的位置，由图可见此时的观察点应位于B区域；

看到日偏食的位置是太阳的某一侧的光被月球挡住而另一侧的光不被月球挡住而能被观察者看到的位置，由图可见此类观察点位于A区域；

而图中的C区域处，太阳中央部分的光被月球挡住，观察者无法看到，太阳边缘部分的光则均不被月球挡住可被观察者看到，故在此区域可见到日环食．在图中的D区域，太阳光不受任何阻挡，故看不到日食。

＜答案＞B，A，C

【例8】甲乙两人在照同一个镜子。

甲在镜中看到了乙的眼睛。

以下说法中正确的（）

A．乙也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

甲在镜中看到了乙的眼睛，根据成像的原理可知，此时是乙的眼睛处发出的光（实际上是别处来的光照射到乙的眼睛处而反射出来的光）经过镜面反射以后再射到甲的眼睛中的结果．由光的反射中的光路可逆原理可知，若将上述光线完全逆转过来，这样的光路仍然是成立的．即由甲的眼睛处发出的光，经镜面反射后，必能投射到乙的眼睛处，即乙从镜中也可以看到甲的眼睛．

至于乙通过镜中是否能看到甲的全身，则由本题条件是无法做出肯定答复的．

【拓展】光污染与其它污染一样都会危害人类的健康，所不同的是，光污染主要通过视觉危害人类。

由于人们的忽略以及技术手段的落后，防护措施的缺乏，使其有泛滥之势。

⑴请举出生活中存在的两个光污染的示例

⑵说明光污染可能造成的危害

⑶提出防止光污染的可行建议

玻璃镜在太阳光下造成反光，对视觉造成危害

汽车后视镜反光会影响司机视觉

⑴室外光污染——建筑物外墙架设的玻璃幕墙；

室内光污染——极白的纸张墙壁等反射的光（也可以答电脑等工业产品发出的闪烁的光线；

舞厅等娱乐场所的闪烁灯光）（2分）

⑵普通的光污染可以引起视觉疲劳和视力下降，造成近视；

过度的城市夜景照明危害正常天文观测；

（玻璃幕墙反射使光线会聚，易引起火灾事故）（1分）

⑶限制建筑物使用玻璃幕墙作为外部装饰（卧室的四壁不要装饰成极白的颜色；

书籍的纸张采用浅蓝或浅绿色减少对眼睛刺激）（1分）

【例9】生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子，用来增加进入镜筒的光强。

如果小镜子的镜面可以选择，在生物课上使用时，效果最好的是：

（　　　）

A．凹型镜面B.凸型镜面C.平面镜面D.乳白平面

为了增加进入镜筒的光强，应该使尽可能多的光线会聚来．而各种面镜所起的作用中，凹面镜对光线有会聚作用，凸面镜对光线则有发散作用，平面镜对光线既不会聚也不发散．由上可见，应采用的是凹型镜面．

＜答案＞A

【例10】用两块平面镜做成如图所示的潜望镜，两平面镜中心的距离为L，现在用此潜望镜观察正前方一物体AB，那么人从潜望镜中看到AB的像距物体AB的水平距离是多少？

（作图并说明）

＜解析＞根据平面镜成像规律，AB与其在M1镜的像A＇B＇关于M1对称，A＇B＇对于M2镜为物，它的像A＂B＂距O2距离为L＋h，所以A＂B＂距AB水平距离为L。

【拓展】两个平面镜之间的夹角为45°

、60°

、120°

，而物体总是放在两平面镜的角等分线上.试分别求出像的个数.

＜解题思路＞由第一面镜生成的像，构成第二面镜的物，这个物由第二面镜所成的像，又成为第一面镜的物，如此反复下去以至无穷.在特定条件下经过有限次循环，两镜所成像重合，像的数目不再增多，就有确定的像的个数.

＜解析＞设两平面镜A和B的夹角为2θ，物P处在他们的角等分线上，如图（a）所示.以两镜交线经过的O点为圆心，OP为半径作一辅助圆，所有像点都在此圆周上.由平面镜A成的像用P1、P3…表示，由平面镜B成的像用P2、P4…表示.由图不难得出：

P1、P3…在圆弧上的角位置为（2k＋1）θ，P2、P4…在圆弧上的角位置为2π－（2k－1）θ。

其中k的取值为k=1，2，…

若经过k次反射，A成的像与B成的像重合，则（2k＋1）θ=2π－（2k－1）θ即

当

时，k=4，有7个像，如图（b）所示；

时，k=3，有5个像，如图（c）所示；

时，k=1.5，不是整数，从图（d）可直接看出，物P经镜A成的像在镜B面上，经镜B成的像则在镜A

1、晚上，人在马路上经过一盏路灯时，其影子的长度变化情况是（）

A．先变短后变长B．先变长后变短C．逐渐变短D．逐渐变长

答案：

A

2、过度晒太阳光会使皮肤粗糙，甚至引起皮肤癌，这是由于太阳光含有（）造成的。

A．红外线B紫外线C．X射线D．Υ射线

B

3、百米赛跑终点计时员，必须在看到发令枪冒白烟就开始计时，而不能等到听到枪声才计时，这是因为（）

A、看枪烟计时较方便B、怕离起跑点较远，声音吵杂听不清枪声

C、听枪声计时不准确，令计时成绩偏多D、听枪声计时不准确，令计时成绩偏少

C

4、如图所示，两平面镜镜面夹角为α（锐角），点光源S位于两平面镜之间，在S发出的所有光线中（）

（A）

只有一条光线经镜面两次反射后经过S点。

（B）只有两条光线经镜面两次反射后经过S点。

（C）有两条以上的光线经镜面两次反射后经过S点。

（D）以上情况由S所处的位置决定。

5、汽车驾驶室前面的挡风玻璃不采用竖直安装的主要原因是：

（　）

A．为了美观　　　　　B．为了减少噪音

C．为了排除像的干扰　D．使玻璃不易震碎　

6、小明在听讲座时，想把银幕上用投影仪投影的彩色幻灯片图像用照相机拍摄下来。

由于会场比较暗，他使用了闪光灯。

这样拍出来的照片（）

A．反而看不清投影到银幕上的图像，倒是把银幕上的一些污渍拍出来了

B．色彩鲜艳，比不用闪光灯清楚多了

C．色彩被“闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条

D．与不用闪光灯时效果一样，因为拍摄的是银幕上的像，而不是实际的景物

7、某人身高1.7m，为了测试路灯的高度，他从路灯正下方沿平直公路以1m／s的速度匀速走开。

某时刻他的影子长为1.3m，再经过2s，他的影子长为1.8m，路灯距地面的高度是多少？

根据光的直线传播，可以作出人影形成的图像，由图中的几何关系，可以求出路灯距地面的高度．

如图，设图中A点为路灯位置，AB为由路灯向地面引的垂线，GE为题述某时刻人的位置，ED为此刻地面上他的影子；

再过2s，人位于HF，其对应影子则位于FC．

则由题意有：

EF＝vt＝2m

由于△ABD∽△GED，故有

即

----------

由于△ABC∽△HFC，故有

-----------

以GE＝HF＝1.7m，ED＝1.3m，EC＝EF十FC＝2m＋1.8m＝3.8m分别代入①②两式联立解之可得路灯距地面的高度为AB＝8.5m