第四章光现象（解析版）
知识点1：光的直线传播
1、光源：
（1）光源定义：能够自行发光的物体叫光源。
（2）光源分类：自然光源，如太阳、萤火虫；人造光源，如篝火、蜡烛、油灯、电灯。月亮本身不会发光，它不是光源。
2、光的直线传播：
（1）光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。早晨，看到刚从地平线升起的太阳的位置比实际位置高，该现象说明：光在非均匀介质中不是沿直线传播的。
（2）光线：由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。（3）光直线传播的应用：①激光准直。②影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体的后面形成黑区域即影子。③日食月食的形成：当地球在中间时可形成月食。④小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像，其像的形状与孔的形状无关。
（4）光速：光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s；光在空气中速度约为3×108m/s。光在水中速度为真空中光速的3/4，在玻璃中速度为真空中速度的2/3。
※光年是指光在1年中的传播距离，是距离单位，不是时间单位，也不是速度单位；1光年9.46×1015m。
知识点2：光的反射
1光年等于多少年1、光的反射定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。
2、反射定律：三线共面，两线两侧，两角相等，光路可逆。即：反射光线与入射光线、法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居于法线的两侧，反射角等于入射角。光的反射过程中光路是可逆的。不发光物体把照在它上面的光反射进入我们的眼睛，所以我们能看见不发光的物体。
3、光的反射分类：镜面反射和漫反射。
定义：射到物面上的平行光反射后仍然平行。
镜面反射条件：反射面平滑。
应用：迎着太阳看平静水面特别亮、黑板“反光”等都是因为发生了镜面反射。
定义：射到物体上的平行光反射后向着不同的方向，每条光线遵守光的反射定律。
漫反射条件：反射面凹凸不平。
应用：能从不同方向看到本身不发光的物体，是光射到物体上发生漫反射的缘故。
※无论镜面反射还是漫反射都遵循反射定律！
知识点3：平面镜成像
1、平面镜成像特点：
（1）像与物大小相等；
（2）像到镜的距离与物到镜的距离相等；
（3）像与物的对应点的连线与镜面垂直；
（4）像与物左右位置颠倒；
（5）平面镜所成的像是虚像（实像、虚像）。
总结：等大、等距、垂直、对称、虚像。
2、平面镜成像原理及作用：
（1）平面镜成像原理：光的反射定理；
（2）平面镜成像作用：成像、改变光路。
3、实像和虚像：
（1）实像：实际光线会聚点所成的像。
（2）虚像：实际光线反向延长线的会聚点所成的像。
※虚像能用眼睛直接观看，但不能用光屏接收；实像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接观看。
4、球面镜：凸面镜与凹面镜
（1）凸面镜：利用球面的外表面作反射面的面镜叫做凸面镜；凸面镜对光有发散作用，常用作汽车观后镜来扩大视野。
（2）凹面镜：利用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜；凹面镜对光有汇聚作用，常用作太阳灶、探照灯等。
知识点4：光的折射
1、光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。当发生折射现象时，一定也发生了反射现象。当光线垂直射向两种物质的界面时，传播方向不变。
2、光的折射规律：三线共面，两线两侧，两角不相等（空气大），光路可逆；即：折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折（折射角＜入射角）；光从水或其他介质中斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折（折射角＞入射角）。在折射现象中，光路是可逆的。在光的折射现象中，入射角增大，折射角也随之增大（如图所示）。在光的折射现象中，介质的密度越小，光速越大，与法线形成的角越大。
3、生活中常见的光折射现象：①从岸上向水中看，水好像很浅，沿着看见鱼的方向叉，却叉不到；从水中看岸上的东西，好像变高了。②筷子在水中好像“折”了。③海市蜃楼。④彩虹。
知识点5：光的散
1、光的散定义：太阳光通过三棱镜后，分解成各种单一颜的光，这种现象叫光的散。
2、不同颜的光通过三棱镜时偏折程度不同，红光偏折最小，紫光偏折最大，偏折由小到大依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
3、光的散在生活中的散现象：雨后的彩虹、泼向空中的水变得五颜六、在阳光下肥皂泡变成彩等。
4、太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜组成，它是复光。
5、把红、绿、蓝三种光按不同比例混合可产生各种颜的光，这个现象叫做光的混合（彩电视机的彩画面的形成）。红、绿、蓝也叫光的三原。
考点1光的直线传播
A．水中倒影B．雨后彩虹C．立竿见影D．海市蜃楼
【答案】C。
【解答】解：A、水中倒影属于平面镜成像，其实质是光的反射，故A错误；
B、雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水
珠折射以后，分解成各种彩光，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的散形成的，故B错误。
C、立竿见影中的影子是光沿直线传播现象，故C正确
D、海市蜃楼是光在沿直线方向传播时，在密度不均匀的空气层中，经过折射造成的结果，故D错误；
故选：C。
【典例2】（2022•梧州模拟）梧州市加快推进高速公路建设，工程上挖掘隧道常用激光来进行准直，是利用了光的直线传播的原理。光在真空中传播的速度是3×108m/s。
【答案】直线传播；3×108。
【解答】解：工程上挖掘隧道常用激光来进行准直，是利用了光的直线传播的原理。光在真空中传播的速度是3×108m/s。
故答案为：直线传播；3×108。
【典例3】（2022•咸宁模拟）如图所示是两根标杆OA和OB及它们在同一点光源下的影子OA'和OB'。请在图中画出点光源的位置（用点P表示），并画出人在此点光源下的影子（用线段EF表示）。
【解答】解：根据两根标杆及它们在灯光下的影子，即可到P点，根据光源即可得出，作出人影EF，如下图：
考点2光的反射
【典例4】（2022•呼和浩特）日出东方，万物光明；林间疏影，潭影映人。上面句中林间疏影与潭影映人，是两种光学现象，其原理与下面两幅图的光学原理相同，这两幅图是（）
A．①和②B．②和③C．③和④D．②和④
【答案】A。
【解答】解：林间疏影是由光的直线传播形成的；潭影映人属于平面镜成像，是由光的反射形成的；
手影是由光的直线传播形成的；倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的；插在水中的筷子变弯了，是由光的折射形成的；彩虹属于光的散现象，光的散现象的实质是光的折射；
由此可知，A正确。
故选：A。
【典例5】（2022•黑龙江）如图所示，小船在水中形成的“倒影”是虚像，它是由光的反射（折射/反射）形成的。
【答案】虚；反射。
【解答】解：小船在水中形成的“倒影”，属平面镜成像，是虚像，它是由光的反射形成的。
故答案为：虚；反射。
【典例6】（2022•赣榆区二模）小明的乒乓球掉到沙发底下，他想借助学过的光学器件改变光路将光照到沙发底下，到乒乓球，请你在图中合适的位置画上光学器件，完成光路。
【解答】解：先作出入射光线和反射光线的角平分线即法线，然后通过入射点作法线的垂线即是镜面。
如图：
【典例7】（2022•泰州）小明用如图所示装置“探究光的反射规律”。
（1）表面粗糙的纸板应竖直立在水平平面镜上，让一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点，在纸板B上呈现出反射光束，以ON为轴，把纸板B向后翻折，纸板B上反射光束消失。由此可初步得出：反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
（2）把纸板B翻折至能呈现反射光束的位置后，让纸板A上的入射光束绕O点顺时针转动，此过程中反射角的大小变化情况是减小。
（3）若将图中纸板整体以底边EF为轴向后旋转45°后，纸板B上不能（选填“能”或“不能”）呈现出反射光束，纸板A上的入射光束能（选填“能”或“不能”）在平面镜中成像。
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