6光的直线传播及光的反射.docx
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6光的直线传播及光的反射
第1讲光的直线传播及光的反射
一、光的直线传播和光速
(一)基本概念:
1.光源:
把发光的物体叫做光源。
例如:
太阳、电灯、燃烧的蜡烛。
2.光的作用:
使物体发热、使照相底片感光、使光电池具有电能
3.光源的能量转化。
把其它形成的能转变为光能。
(电灯,把电能转化为光能。
蜡烛,把化学能转化为光能。
太阳,把核能转化为光能。
)4.介质:
光能够在其中传播的物质叫做介质。
5.光的传播规律:
光在同一均匀介质中,沿直线传播。
6.光线:
表示光束传播方向的有向直线。
7.光束:
有一定关系的一些光线的集合。
8.眼睛判断物体远近的原理:
根据两只眼睛对物体的视线间的夹角,判断物体的位置。
做图法:
用物体发出或反射出两条光线,把这两条光线向相反的方向延长,它们的交点就是物体所在的位置。
9.影子的形成:
光线照到不透明的物体上,在物理背
光面形成的光线照不到的黑暗区域。
10.本影:
物体背后完全不受光照的区域。
11.半影:
本影周围只有部分光线照到的区域。
12.影响本影和半影面积大小的因素是:
发光体的面积和发光体到物体的远近发光体的面积越大,本影面积越小,半影面积越大。
发光体距物体距离越近,本影面积和半影面积越大,越远二者面积越小。
13.光的传播速度c=300000000米/秒
14.小孔成像的原理是:
光在同一均匀介质中沿直线传播。
月牙通过树叶缝在地上形成的像仍然是月牙,方向正好和天上的月牙方向相反。
(二)针对练习1.判断
(1)光源可以发射出无数条光线
(2)光线实际上是不存在的(3)光线就是很细的光束(4)光线是用来表示光传播方向的直线(5)白天在月球的本影区域内可见到日全食(6)白天在月球的半影区域里看到的是日偏食
(7)夜间在月球全部处于地球半影区域时,能看到月偏食(8)夜里在月球全部处于地球半影区域时,能看到月全食(9)点光源对物体只能形成本影
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2.小孔成像的原理是。
3.工棚顶上有一个三角小孔,当太阳透过该小孔到达地面时,光斑是;这是现象,形成该现象的原因是__________
4.光在真空中的传播速度为;太阳光从发出到达用8分20秒时间,则太阳到地球的距离应该是_________km
5.月食时,人站在区域时看到的是月全食;站在区域时看到的是月偏食。
6.一个小灯泡距离一个10cm高的小木棒20cm,在直棒另一侧40cm处的影子多高?
二、光的反射平面镜
(一)基本概念:
1.反射定律:
反射光线跟入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分别位于法线的
两侧,反射角等于入射角。
2.反射现象、折射现象、光的直线传播中的光路都是可逆的。
3.镜面反射:
物体受到平行光线照射后,反射光线也平行,这种反射叫做镜面反射。
4.漫反射:
物体受到平行光线照射后,反射光线不再平行,而是射向各个方向,这种反射叫做
漫反射。
5.镜面反射和漫反射过程中都遵循光的反射定律。
但反射光线不同,镜面反射把入射的平行光
线反射后仍平行射出,而光行光经漫反射却射向各个方向。
6.平面镜成的是虚像;平面镜成的像与物体大小相等;像与物体的连线与镜面垂直;像与物体
到镜面的距离相等。
7.三种作图法:
一、反射定律法二、对称法(在研究光照范围或可视范围时)光路可逆法8.光入射角增大时,反射角也增大相应的角度;反射光线与入射光线的夹角增大为原来角度的2倍。
9.平面镜的虚像:
物体发出的光线经平面镜反射后,反射光线的反向延长线所形成的像叫平面镜的虚像
(二)针对练习
1.判断:
(1)入射光线与界面夹角为30度,反射光线与入射光线夹角是60度
(2)入射光线与镜面夹角90度时,反射角为0度
(3)镜面反射是反射角等于入射角的有规律的反射,漫反射是反射角不一定等于入射角的无规律的反
射
(4)由A点射到平面镜上的一条光线,反射后通过B点,则B点射向平面镜上的光线经镜面反射后一定经过A点
(5)一条光线射到平面镜上,入射角增大θ,则反射光线入射光线夹角增大为2θ
2.一束光线跟平面镜成θ角入射,要使反射光线跟入射光线成150度夹角,则θ角等于度。
3.人向平面镜走近时,人在镜中的像的大小
~第2页~
4.如下图1所示,a,b,c三条光线会聚于S点.若在S点前任意位置放置一平面镜,则三条反射光线一点.
5.如下图2,一人站在水池旁边,试画出光路图,说明他从水面反光中看到水池对面的一棵大树的范围。
6.在上图3,4中作出AB,ABC所组成的图形在平面镜中的像.
三、球面镜1.球面镜:
利用球面的一部分进行反射的镜叫球面镜。
2.凹面镜:
利用球面的内表面进行反射的球面镜叫凹面镜。
凹面镜对光线会聚。
3.凸面镜:
利用球面的外表面进行反射的球面镜叫凸面镜。
凸面镜对光线发散。
4.球面镜的主轴:
连接镜面顶点和球心的直线叫镜的主轴。
5.凹面镜的焦点:
跟主轴平行的光线射到凹面镜上,反射光线会聚在主轴上的一点,这个点叫凹面镜的焦点。
6.凸面镜的虚焦点:
跟主轴平行的光线射到凸面镜上,反射光线发散,发散光线的反向延长线会聚在凸面镜另一侧主轴上一点,该点叫凸面镜的虚焦点。
7.
凹面镜
凸面镜
反射面
球面内表面
球面外表面
光学特性
对光线会聚
对光线发散
焦点
实焦点
虚焦点
光路图
应用
a.会聚光线
a.扩大视野
b.获得平行光
b.发散光线
8.球面镜法线:
连接球心和入射点的半径就是法线。
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【针对训练――――光的直线传播及光的反射】1.当月球绕地球旋转时,正好转到太阳和地球之间,在地球上某些地方便发生日食.下列说法中正确的是()
A.在月球背面的本影区地面上将发生日全食
B.在月球背面的半影区地面上将看到日偏食 C.发生日环食时月球距地球比发生日全食时月球距地球近一些 D..发生日环食时月球距地球比发生日全食时月球距地球远一些
2.下列有关光反射的说法正确的是()A.平行光束射向物体表面,反射后可能不是一束平行光 B.在镜面反射中,光的反射遵守反射定律;在漫反射中,光的反射不遵守反射定律 C.电影银幕用粗糙材料,这是为了增加漫反射效果 D.两种介质的界面是一个平面,当光线垂直于界面从一种介质进入另一种介质时一定没有反射光线
3.如图1所示,a、b、c三条光线会聚于S点.若在S点前任意位置放一平面镜,则()
图1A.三条反射光线可能交于一点,也可能不交于一点 B.三条反射光线一定不会交于一点 C.三条反射光线一定交于镜前一点 D.三条反射光线的延长线交于镜后一点
4.一点光源S经平面镜M成像于S′,人眼于P点可以观察到的S′,如图2所示.今在S、M之间放一不太大的遮光板N,则()
图2
A.S不能在M中成像 B.S仍能在M中成像
~第4页~
C.人眼观察到的S′的亮度变弱 D.人眼观察到的S′的亮度不变
5.一人正对一竖立的平面镜站立,人的身体宽为a,两眼相距为b,欲使自己无论闭上左眼或是右眼
都能用另一只眼从镜子看到自己的整个身体,镜子的宽度至少应为(
)
A.
1
a
B.
1
b
C.
1
(a+b)
D.
1
(a-b)
2
2
2
2
6.一个点光源S对平面镜成像.设光源不动,平面镜以速度v沿OS方向向光源平移,镜面与OS方向之间的夹角为30°,则光源的像S′将()
图3
A.以速率0.5v沿S′S连线向S运动 B.以速率v沿S′S连线向S运动
C.以速率
3v沿S′S连线向S运动 D.以速率2v沿S′S连线向S运动
7.一平面镜放在圆筒内的中心处,平面镜正对筒壁上一点光源S,平面镜从如图4所示的位置开始以角速度ω绕圆筒轴O匀速转动,在其转动45°角的过程中,下述说法中正确的是()
图4A.点光源在镜中所成像与反射光斑运动的角速度相同,都是2ωB.点光源的像运动的角速度小于反射光斑运动的角速度,反射光斑运动的角速度为2ωC.点光源的像运动的角速度大于反射光斑运动的角速度,反射光斑运动的角速度为2ωD.点光源在镜中的像与反射光斑运动的角速度均为ω
8.如图5所示,一小球紧靠在光源S前方水平向左平抛,恰好落在墙角A处,则小球在运动过程中,竖直墙壁上球影中心的运动是()
~第5页~
图5
A.匀速直线运动B.自由落体运动
C.先加速,后减速D.先减速,后加速
9.如图6所示,激光液面控制仪的原理是:
固定一束激光AO以入射角i照射液面,反射光OB射到水平光屏上,屏上用光电管将光讯号变成电讯号,电讯号输入控制系统用以控制液面高度.如果发现光点在屏上向右移动了s的距离射到B′点,由此可知液面降低了_______.
图6
10.如图8所示,蜡烛AB置于平板玻璃MN前1m处.紧靠MN背后有与AB等高的蜡烛CD.现使CD以2m/s的速度向右匀速移动,要在2s时,能从玻璃的左侧透过玻璃看到右侧只有一支蜡烛,则必须同时使玻璃MN由静止开始以多大的加速度向右做匀加速运动?
图8
~第6页~
11.在地质考察中发现一个溶洞如图9所示,洞内有一块立于水中的礁石.
(1)若洞内光线充足,人便能在洞外借助于水平面看到礁石的像,试画出人在洞外看到礁石像
的范围.
(2)若洞内光线不充足,为了能在洞外对礁石进行观察,必须用灯光对它照明,则灯应放在什
么位置才有可能照亮全部礁石?
图9
【高考真题】
1.(09全国Ⅰ卷)某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜,两平面镜相对平行,物体距离左镜4m,右镜8m,如图所示,物体在左镜缩成的像中从右向左数的第三个与物体的距离是()
A.24m
B.32m
C.40m
D.48m
2.(04甘肃理综)图中M是竖直放置的平面镜,镜离地面的距离可调节。
甲、乙二人站在镜前,乙
离镜的距离为甲离镜的距离的2倍,如图所示。
二人略错开,以便甲能看到乙的像。
以l表示镜的长
度,h表示乙的身高,为使甲能看到镜中乙的全身像,l的最小值为()
A.
1
h
B.
1
h
3
2
C.
3
h
D.h
4
~第7页~
3.(04全国理综)如图所示,S为一在xy平面内的点光源。
一平面镜垂直于xy平面放置,它与xy
平面的交线为MN,MN与x轴的夹角θ=30°。
现保持S不动,令平面镜以速率v沿x轴正方向运动,
则S经平面镜所成的像()
A.以速率v沿x轴正方向运动
B.以速率v沿y轴正方向运动
C.以速率12v沿像与S连线方向向S运动
D.以速率v沿像与S连线方向向S运动