小孔成像的規(guī)律口訣

光的直線傳播

1.光現(xiàn)象：包括光的直線傳播、反射和折射。

2.光源：能發(fā)光的物體叫光源。

光源可以分為自然光源和人工光源。

月亮不是光源。月亮本身不發(fā)光，而是反射太陽的光。

3.光的直線傳播：光在真空或同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播，光的傳播不需要介質(zhì)。

氣氛不均勻。當(dāng)光從大氣層外發(fā)射到地面時，光發(fā)生彎曲(海市蜃樓，早晨看到太陽，太陽還在地平線以下，星星閃爍等。)

光沿直線傳播的現(xiàn)象：針孔成像、井底蛙、陰影、日食、月食、一葉盲。

光沿直線傳播的應(yīng)用；

(1)激光準(zhǔn)直：直隊向前看，瞄準(zhǔn)目標(biāo)。

(2)陰影形成：光在傳播時，遇到不透明的物體。因為光是沿直線傳播的，在不透明物體的后面，光無法照射，黑暗的部分就是陰影。

日食的形成日食的成因：當(dāng)月球在太陽和地球之間運動，三個球體在一條直線上時，太陽光在沿直線傳播的過程中被不透明的月球遮擋，月球的影子落在地球上，從而形成日食。

日食的原因：當(dāng)?shù)厍蛟谔柡驮铝林g運動時，陽光被不透明的地球擋住，地球的影子落在月亮上，從而形成日食。

如圖，1號位置可以看到日全食，2號位置可以看到日偏食，月亮后面3號位置可以看到日環(huán)食。

針孔成像：早在墨經(jīng)就記錄的針孔成像實驗表明，針孔成像是一個倒置的實像，其像形與孔形無關(guān)。圖像可能會放大或縮小。

用一個帶有小孔的平板遮擋住屏幕和物體之間，屏幕上會形成物體的倒像。我們稱這種現(xiàn)象為針孔成像。來回移動中間的板，圖像的大小也會隨之改變。這種現(xiàn)象反映了光沿直線傳播的本質(zhì)。

針孔成像原理：光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播，不受重力干擾。根據(jù)光的線性傳播規(guī)律，證明了像長與物長之比等于像距物距光圈屏的距離之比。

4.光：帶箭頭的直線表示光的軌跡和方向。(光是想象出來的，其實并不存在。)光是通過抽象一小束光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。

5.光速：光在不同的材料中以不同的速度傳播，在真空中速度比較快。

(1)真空中光速為c=3108m/s=3105km/s；

光在空氣中的速度約為3108米/秒(注意力指數(shù))。

光速在水中是真空中的3/4，在玻璃中是真空中的2/3。

雷聲和閃電同時發(fā)生在同一個地方，但我們總是先看到閃電，再聽到雷聲。這是什么意思？這說明光的傳播速度比聲音快。

(2)光年是長度單位。一光年是指光在一年內(nèi)走過的距離。一光年為3108米/秒365243600秒=9.461015米。

注意：光年不是時間單位。

二

光的反射

1.反射：光會在兩種物質(zhì)的界面反射。我們可以看到不發(fā)光的物體，因為物體反射的光進(jìn)入我們的眼睛。

定義：當(dāng)光從一種介質(zhì)發(fā)射到另一種介質(zhì)的表面時，一部分光反射回原來介質(zhì)的現(xiàn)象稱為光反射。物體的表面都會被反射。

2.探究實驗：探索光反射定律【設(shè)計實驗】將平面鏡放在水平桌面上，然后將紙板enf垂直放在平面鏡上，紙板上的直線on垂直于鏡面，如圖2-2所示。

取下紙板，用量角器測量no兩邊的角度i和r。

[實驗形式]

【實驗現(xiàn)象和結(jié)論】在反射現(xiàn)象中，反射光、入射光和法線都在同一平面上；反射光和入射光在no

(1)向前或向后折疊紙板nof，你將看不到反射光，這意味著反射光和入射光在同一平面上。(2)如果讓光逆著反射光打在鏡面上，反射后會逆著原來的入射光射出。這說明光路在反射現(xiàn)象上是可逆的。

3.光的反射定律

在反射現(xiàn)象中，反射光、入射光和法線都在同一平面上。反射光和入射光在法線的兩側(cè)分開；反射角等于入射角，隨著入射角的增大，反射角增大，入射角減小。當(dāng)入射角為零時，反射角為零。

(簡寫為：三條線共面，兩條線分開，兩個角度相等)。

如圖2-3所示，垂直于鏡面的直線on稱為法線；入射光與法線的夾角i稱為入射角；反射光與法線之間的角度r稱為反射角。

4.兩種類型的光反射：

漫反射和鏡面反射。這兩種反射都遵循光的反射定律。

(1)鏡面反射

定義：入射到物體表面的平行光在反射后保持平行。即入射光線平行，反射光線平行，其他方向沒有反射光。

條件：反射面光滑。

應(yīng)用：面向太陽看平靜的水面，特別明亮。黑板“反光”等。都是因為鏡面反射。

(2)漫反射

定義：入射到物體表面的平行光被反射到不同的方向，每一束光都遵循光反射定律。

條件：反射面不平整。

用途：不發(fā)光的物體，因為光線打在物體上的漫反射，所以可以從各個方向看到。

練習(xí)：請舉例說明光反射對人的生活和生產(chǎn)的利弊。

(1)有利：生活中用平面鏡觀察臉部；我們能看到的大多數(shù)物體都是由于光線反射到我們的眼睛里。

缺點：黑板反光；光污染是城市中高層建筑的玻璃幕墻和琉璃瓦墻的反射造成的。

把桌子放在教室中間，我們可以從各個方向看到它。原因是光線在桌子上漫反射。

5.如果你想在平面鏡里看到全身，鏡子的高度至少應(yīng)該是高度的一半。

6.畫出反射光或入射光，完成光路圖

(1)光的反射規(guī)律是繪制反射光或入射光完成光路圖的基礎(chǔ)。

(2)圖紙完成后，圖紙中必須包括以下要素：平面鏡、入射光線、反射光線(用箭頭標(biāo)出)、入射角和反射角相等的標(biāo)志(如給定，用角度標(biāo)出)、法線(虛線)、豎線標(biāo)志。

(3)在已知平面鏡、入射(反入射)光線和入射(反入射)角度的情況下，應(yīng)先取入射(反入射)點為直線。然后測量法線另一側(cè)與入射(入射)角相等的角度，使入射(入射)光線。比較后完成其他元素。

(4)在已知入射光和反射光的情況下，以兩條直線交角的平分線為法線。然后通過兩條線的交點做一個垂直于法線的平面鏡。比較后完成其他元素。

7.面鏡

(1)平面鏡：

成像特點：直立、大小相等、等距、垂直、虛像

(1)圖像和物體大小相等

像和物到鏡子的距離相等。

圖像與物體的連線垂直于鏡面

平面鏡中物體的像是虛像。

成像原理：光的反射定理

用途：成像，改變光路

實像和虛像：

實像：實際光線匯聚點形成的圖像，可以被屏幕接收，也可以被眼睛看到。

虛像：反射光或折射光的反向延長線的匯聚點形成的圖像，只能用眼睛看到，不能用屏幕接收。

平面鏡的應(yīng)用：水中反射；平面鏡成像；潛望鏡。

球面鏡

凹面鏡

定義：使用球體的內(nèi)表面作為反射面。

屬性：凹面鏡

用途：汽車后視鏡、街角鏡。

練習(xí)：在研究平面鏡成像特性時，我們經(jīng)常使用平板玻璃、直尺和蠟燭進(jìn)行實驗，選擇兩根相同蠟燭的目的是：

方便確定成像位置，比較圖像和物體的大小。

汽車司機面前的玻璃不是垂直的，而是從上面向內(nèi)傾斜的。除了減少前進(jìn)時的阻力，從光學(xué)角度來看，這樣做的優(yōu)點是：

使車內(nèi)物體的圖像在駕駛員視線之上，不影響駕駛員對道路的視野。汽車前大燈安裝在車前下部：能使車前障礙物在路面上形成長長的陰影，方便司機及早發(fā)現(xiàn)。

三

顏色及看不見的光

1.白光的組成：

紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫、白光都不是單色光。

單色光：不能再分解的彩色光

多色光：與其他顏色混合的彩色光

(1)光的色散：太陽光被棱鏡分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等色光的現(xiàn)象。雨后彩虹是光的色散現(xiàn)象。

(2)色光三原色：紅、綠、藍(lán)；(三種顏色的光可以以不同的比例混合，產(chǎn)生各種顏色的光)

顏料的三原色是紅、黃、藍(lán)。

顏料的混合原理是兩種顏料混合的顏色是它們能反射的顏色光，其余的顏色光被兩種顏料吸收。

色光的混合原理是：兩種色光混合后，眼睛感受到另一種顏色。

彩電中的各種顏色有

是怎么產(chǎn)生的？

用放大鏡觀察，可以發(fā)現(xiàn)電視屏幕上五彩繽紛的顏色是由紅、綠、藍(lán)光條組成的。

當(dāng)光線照射在物體表面時，一部分光線被物體反射，一部分光線被吸收，如果物體是透明的，就會有一部分光線通過。

不透明物體的顏色由它反射的彩色光決定，無論它反射什么顏色的光都會被呈現(xiàn)出來。透明物體的顏色是由它通過的彩色光決定的，無論它通過什么顏色都會出現(xiàn)。

2.不可見光

(1)光譜：將光按紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的順序排列就是光譜。

(2)紅外線：在太陽光的散射區(qū)域(光譜)內(nèi)，紅光之外的不可見光稱為紅外線，能使被照射的物體升溫(例如太陽的熱量通過紅外線傳遞到地球)，所有有熱效應(yīng)的物體不斷向外輻射紅外線。

應(yīng)用：紅外探測器、紅外攝像機、紅外夜視設(shè)備、跟蹤導(dǎo)彈、遙控

(3)紫外線：在太陽光的散射區(qū)，紫光外的不可見光稱為紫外線。紫外線可以使熒光物質(zhì)發(fā)光，也可以殺。

用途：驗鈔機，紫外線殺。特點：促進(jìn)鈣的吸收，殺滅微生物，發(fā)出熒光物質(zhì)。

(4)霧燈使用黃光的原因：不容易被空氣散射，人眼對黃光比較敏感。

四

光的折射

1.定義：光從一種介質(zhì)斜入射到另一種介質(zhì)時，傳播方向一般會發(fā)生變化；這種現(xiàn)象叫做光的折射。

理解：光的折射和光的反射發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處，只有反射光回到原來的介質(zhì)，而折射光進(jìn)入另一種介質(zhì)。由于光在兩種不同物質(zhì)中的傳播速度不同，在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化，稱為光折射。

注意：在兩種介質(zhì)的交界處，會發(fā)生折射和反射

2.光的折射定律

三條線共面，法線居中，空中角度大，光路可逆

(1)光的折射，入射光和法線在同一平面上。

(2)折射光線和入射光線與法線分離。

(3)光從空氣斜入射到水或其他介質(zhì)中時，折射角小于入射角，屬于近法向折射。

光從水或其他介質(zhì)斜入射到空氣中時，折射角大于入射角，屬于遠(yuǎn)法向折射。

光從空氣中垂直進(jìn)入(或從其他介質(zhì)中射出)，折射角=入射角=0度。

3.應(yīng)用：從空中看水中的物體，或者從水中看空中的物體，你看到的是物體的虛像，你看到的位置高于實際位置

練習(xí)：池水之所以看起來比實際淺，是因為光線從水中斜射到空中時發(fā)生折射，折射角大于入射角。

藍(lán)天白云在湖中形成倒影，水中的魚在“云”中自由漫步。我們這里看到的水中的白云是光反射形成的虛像，我們看到的魚是光折射形成的虛像。

五

透鏡

1.名詞

透鏡：由透明材料(通常是玻璃)制成，至少有一個表面是球面的一部分，透鏡的厚度遠(yuǎn)小于其球面的半徑。

分類

凸透鏡：邊緣薄，中心厚凹透鏡：邊緣厚，中心薄

主光軸：通過兩個球面中心的直線。

光學(xué)中心(o):薄透鏡的中心。性質(zhì)：光通過光學(xué)中心的傳播方向不變。

焦點(f):凸透鏡可以使平行于主光軸的光會聚在主光軸上的一點，稱為焦點。

虛焦點：平行于主光軸的光通過凹透鏡后變得發(fā)散，發(fā)散光的反向延長線相交于主光軸上的一點，該點不是實際光的會聚點，所以稱為虛焦點。

焦距(f):從焦點到凸透鏡光學(xué)中心的距離。

2.透鏡及其對光的影響

1.實驗：在實驗過程中，點燃蠟燭，使蠟燭火焰、凸透鏡和光屏的中心大致處于同一高度。目的是使蠟燭火焰的圖像在光屏的中心。

如果在實驗過程中無論如何移動屏幕，都無法在屏幕上獲得圖像。可能的原因是：

(1)焦點內(nèi)的蠟燭；

蠟燭火焰聚焦

燭焰、凸透鏡和光屏的中心不在同一高度；

蠟燭到凸透鏡的距離略大于焦距，圖像較遠(yuǎn)，光學(xué)工作臺的光屏無法移動到這個位置。

2.實驗結(jié)論：(凸透鏡成像法則)

f分虛與實，大小2f，虛實顛倒，(一次焦距分虛與實，二次焦距分大小，圖像移動方向與物體相同)

3.凸透鏡成像定律

通過上表可以得出凸透鏡成像的規(guī)則是(常用):

(1)實像倒置，不同側(cè)面

虛像直立同側(cè)

(2)像距越大，成像越大(類似針孔成像)

u > v收縮

u=v等

放大倍數(shù)

(3)當(dāng)形成真實圖像時，如果物距u和像距v較大，則與之對應(yīng)的物體(圖像)較大。

(4)物體總是向同一個方向運動

形成實像時(不同面):uv

虛像中(同側(cè)):u , v

用途：放大鏡(使圖像更大)適當(dāng)遠(yuǎn)離報紙。

(5)物距u=f時，為比較大成像點。物體離焦點越近，成像越大。

實像(u > f): u 像

虛像(u

(6)形成實像時，物距u和像距v之和為u v 4f。

(當(dāng)u=v=2f時，取等號)

4.對法律的進(jìn)一步理解：

(1) u=f是實像與虛像、正像與倒像、像的同側(cè)與異側(cè)的分界點。

(2) u=2f是圖像放大和縮小的分界點

(3)當(dāng)像距大于物距時，成為放大實像(或虛像)，當(dāng)像距小于物距時，成為反轉(zhuǎn)縮小實像。

(4)形成實像時：

5]變成虛擬圖像：

5.凸透鏡成像規(guī)律的口頭記憶方法

口決策一：“一可樂分虛與實，二可樂分大小；虛像在同一側(cè)；真實圖像向側(cè)面傾斜，物理圖像變小。”

口頭決定2:三個物距三個邊界，成像隨物距變化；遙遠(yuǎn)的現(xiàn)實小而近，而近的現(xiàn)實大而遠(yuǎn)。如果物體對焦，垂直放大虛像；幻燈片放映太大，對象在一個焦點和兩個焦點之間；相機把你縮小一點，物體距離是焦距的兩倍。

口頭決定三：

凸透鏡，很有能力，攝影，幻燈，放大；雙焦外其實小，雙可樂其實大；物體對焦的話，圖像同側(cè)虛像大；記住一個規(guī)則，近像變得比遠(yuǎn)像大。

6.為了使屏幕上的圖片直立(向上)，幻燈片應(yīng)該顛倒插入。

7.相機的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，黑盒里的膠片相當(dāng)于光屏。我們調(diào)整的是對焦環(huán)，不是焦距，而是鏡頭到膠片的距離。物體離鏡頭越遠(yuǎn)，膠片就應(yīng)該離鏡頭越近。

六

凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用

1.成像原理：人眼就像一臺神奇的相機，鏡頭相當(dāng)于相機的鏡頭(凸透鏡)，視網(wǎng)膜相當(dāng)于相機中的膠片。物體發(fā)出的光通過晶狀體等綜合凸透鏡，倒掛在視網(wǎng)膜上，是縮小的實像。分布在視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)受到光的刺激，這個信號傳遞到大腦，讓人看到物體。

2.和遠(yuǎn)視的矯正：

：對視網(wǎng)膜成像前看不到遠(yuǎn)處的景物，應(yīng)該用凹透鏡矯正。

遠(yuǎn)視：視網(wǎng)膜成像后，看不清附近景物，用凸透鏡矯正。

七

眼鏡和眼睛

1.顯微鏡

鏡筒兩端有一組鏡片，

由兩組鏡片組成。我們能否看清一個物體，對我們眼睛所做出的“視角”的大小非常重要。望遠(yuǎn)鏡物鏡形成的圖像雖然比原物小，但離我們的眼睛很近，加上目鏡的放大作用，視角可以變得很大。

望遠(yuǎn)鏡可以使遠(yuǎn)處的物體在近距離成像。

伽利略望遠(yuǎn)鏡：目鏡是凹透鏡，物鏡是凸透鏡。

開普勒望遠(yuǎn)鏡：目鏡的物鏡都是凸透鏡，但目鏡焦距小(物鏡焦距長，目鏡焦距短)。