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文档简介
声现象
目标认知
学习目标
1、要知道声源、回声的概念;
2、知道不同物质中声速不同,会进行有关的计算;
3、理解听到声音的条件;
4、理解乐音的三个特征及其区别;
5、了解噪声及其危害,能想办法减弱噪声;
6、知道超声与次声的区别;
7、了解超声与次声的应用。
学习重点
1、声音的产生和传播的条件;
2、乐音的三个特性;
3、相关的计算。
学习难点
1、乐音三个特性的理解;
2、与声音有关的计算。
知识要点梳理
1.产生声音的原因
要点诠释:声音是山物体振动产生的。固体振动可以发声,液体、气体振动也可以发声。
自然界中凡是发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。
2.声音传播的条件
要点诠释:声音传播需要介质,因为声音在传播时需要通过介质传递声波。真空不能传
声。声音在不同介质中的传播速度不同,一般来说,在固体中传播速度快,在气体中传
播速度慢,而且传播速度还与温度有关。
3、声速
要点诠释:大量的事实告诉我们:声音是以一定的速度传播的。例如:打雷时总是先看
到闪电再听到雷声等。声速跟介质的种类和温度有关,15℃时空气中的声速是340m/s。一
般情况下V|4|>V液〉V气。
回声现象也是因为声音是以一定的速度传播的,从发出声音到听到回声这个过程中,声
音传播的距离是声源到障碍物间距离的两倍,或者用声速乘以回声时间的一半可求出声源到
障碍物间距离。
4、听到声音需要三个阶段:
要点诠释:发声体发出声音一介质传声一耳朵听声。其中任何一个阶段被阻断,都将听不
到声音。人耳听觉障碍如果是传导障碍,一般可用骨传导来帮助听到声音。
5、双耳效应可以帮助人们准确地判断出声音传来的方位,立体声音乐就是利用了双耳
效应使人有身临演奏现场的感觉的。
6.音调、响度、音色
要点诠释:音调是指声音的高低,与物体的振动频率有关,单位是赫兹;响度是指声音
的大小,它跟发声体的振幅和距发声体的远近有关。同一音调的声音响度可能不同。同
样,同一响度的声音音调也可能不同;由于不同的物体材料与结构不同,发出的声音音
色不同,即使不同的物体发出的音调、响度都相同,但它们还是有区别,这就是音色的
不同。当同•物体结构发生变化时音色也会发生变化。
7.声音的利用
要点诠释:利用声音可以传递信息:利用声呐测海深、绘制海底地图;医学:听诊器、
B超等;地震预测,利用声音还可以传递能量:利用声波清洗钟表;用超声波除去人体
内的结石。
8.噪声及来源
要点诠释:从环境角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要
听的声音产生干扰的声音都属于噪声。来源:工业噪声;建筑施工噪声;交通噪声;社
会生活噪声;从物理学的角度来看:是发声体做的无规律振动。
9.减弱噪声的途径
要点诠释:在声源处减弱;在传播途径上减弱;在人耳处减弱。
规律方法指导
1、关于声源,应该知道物体发声,则声源一定在振动;
2、关于声速应知道一般的:VM1>Vitt>V"I;
3、关于声音三个特性我们应知道:音调由频率决定,同种材料的物体的音调与材料的长
短、粗细、松紧有关;而响度由振幅决定,还与距离声源的距离有关;音色与发声体
的材料、结构有关,因此不同乐器的音色不同;
4、关于回声定位,学生应会利用S=vt进行简单计算。
经典例题解析
声音的产生
©^1.以卜几个实验现象,能说明声音产生的原因的是()
A.放在玻璃钟罩内的电铃正在发声,把玻璃钟罩内的空气抽去一些后,钟声明显减弱
B.把正在发声的收音机密封在塑料袋里,然后放入水中,人们仍能听到收音机发出的
声音
C.拉小提琴时,琴弦的松紧程度不同,发出的声音也不同
D.拨动吉他的琴弦发出声音时,放在弦上的小纸片会被琴弦弹开
解析:物体振动发出的声音通过介质传播出去才能被我们听到,我们听不到声音并不意
味着物体没有振动。发声的原因是物体在振动,因此能说明物体在振动的实验就符合要
求。
答案:D«
总结升华:声音是由物体振动产生的,自然界中凡是振动的物体都在发声。而物体发声说
明物体在振动,振动停止,发声也停止。但听不到声音并不能说明物体没有振动,超声
波和次声波我们就听不到。
举一反三:我们生活在声音的海洋里,松涛、鸟语、流水潺潺、琴声悠悠,让人心旷神
怡,这些声音都是由于物体的而产生的,我们能够分辨出鸟语和琴声是根据
声音的不同。
答案:振动音色。
声音的传播
C2.甲同学把耳朵贴在长铁管的一端,乙同学在长铁管的另•端敲一下这根铁管,
则甲同学听到的声音情况是()
A.响了一下,声音是从铁管传来的
B.响了一下,声音是从空气传来的
C.响了两下,先听到从空气传来的声音
D.响了两下,先听到从铁管传来的声音
解析:声音在不同介质中传播速度不同,声音在固体中传播速度要比空气中快。
答案:Do
总结升华:声音传播的速度与介质的种类有关,一般在固体中传播要快,在气体中传播要
慢,在液体中的速度居中。同时声音传播速度还与其它因素有关,如声音在空气中的传播速
度会随温度的升高而增大。
举一反三:我国古书《梦溪笔谈》中记载:行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,
能及早听到夜袭敌人的马蹄声,其原因是能够传声,且比空气传声的速度
答案:大地快
C3.下列发声体发出的声音,人们能听到的是()
A.医院里的“B超”(频率高于20000Hz)
B.旗帜发出的声波(约50Hz)
C.蝴蝶飞行时发出的振翅声(约2〜3Hz)
D.风暴发出的声波(10〜15Hz)
解析:人耳能听到的声音频率范围:最低为20Hz,最高为20000Hz。
答案:B。
总结升华:物体振动发出的声音不可能都被我们听到,比如人耳对超声波(频率高于
20000Hz)和次声波(频率低于20Hz)就没有反应。只有频率在(20-20000)Hz范围内的声
音才可能被人耳听到。
^^4.下列说法中,正确的是()
A.声音在真空中也能传播
B.声音在固体中的传播速度比在空气中的慢
C.如果回声到达人耳比原声晚不到0.1s,回声和原声就会混在一起,使原声加强
D.人听声音时,只能靠耳朵接收空气中的声波
解析:声音的传播需要介质,在真空中不能传播,故A错;声音的传播速度在固体中快,
在空气中慢,故B错;其中D选项是涉及到人听到声音的途径的,由于人听到声音还可
以通过骨传导,因此该选项是错误的。
答案:C
总结升华:当人的听觉系统发生障碍时,声音还可以通过头骨、颌骨、牙齿等传给听觉
系统而引起知觉,人们把这种传声的方式称为骨传导。
举一反三:在全校诗歌朗诵会匕王丽同学获得第一名,老师用录音机将王丽同学的朗
诵录下并在教室里播放,供同学们欣赏,但当同学们都在如醉如痴地聆听时,王丽同学
心里却感到很纳闷,因为她听起来好像不是她朗诵的,同学们都笑着说:“别谦虚了,
是你没错!"你能解释王丽的疑惑吗?
答案:同学们在现场听王丽朗诵和从录音机中听王丽朗诵都是通过空气传声,而王丽从
录音机听自己朗诵时,是空气传声,平时听自己声音是空气传声和骨传声的综合效果。
声音的特性
C5.我们平时所说的“女高音”“男低音”,这里的“高”“低”指的是()
A.音调B.音色
C.响度D.速度
解析:根据“高音”我们“唱不上去”,“低音”我们“唱不出来”的生活经验,可以
认识到这里的"高“''低”应指的是声音的高低,但日常生活中我们所说的声音“高”
“低”就不一定指的是音调。如“引吭高歌”,“低声细语”指的就是响度。
答案:A
总结升华:音调和响度对学生来说是两个易混的概念。音调的高低决定于声音的频率;
而响度的大小是由振幅来决定
举一反三:
1.在音乐课上,吴老师在钢琴同一音阶上分别弹奏了“哆”“来”“咪”三个音符,
则从声音的特性上看,这三个音符的一定不同,同学们在跟唱时,
吴老师发现同学们“咪”这个音符没有唱准,重新用力在钢琴上按下“咪”这个音键,
则这时弹出的“咪”与开始弹出的“咪”不同。老师发现小王
和小李在练唱时,发“哆”这个音符很准,但同学们听起来他们发音还是有区别,这是
因为»
解析:钢琴上每个键对应一个音高,按不同的键音调不同;敲键的力大小不同,钢琴
内弹片的振动幅度不同;不同人都有自己的发音特色。
答案:音调响度音色不同
2.生活中,我们在描述声音的特性时很随意,因此描述也不太清楚。下面是一些对声
音特性的形容:①细声细气②尖叫③高声呼救④低沉语调⑤大喊大叫⑥引吭高歌⑦男高
音歌唱家⑧说话像蚊子叫⑨震耳欲聋。则形容声音音调的是,形容声音响
度的是o(只写序号)
答案:音调②④⑦响度①③⑤⑥⑧⑨。
声现象单元复习与检测
知识网络
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丽怎样听到声音
声
«
L音团由发阿柏林搞、结构决定.是分割的声音的又TOS
声与信息
重难点聚焦
1.声音的产生与传播;
2.乐音的三要素及决定条件;
3.利用S=vt进行简单的计算。
知识要点回扣:
1、声音的产生与传播
声是由物体振动产生的;声音的传播需要介质;声在不同介质中传播速度一般不同。
2、我们怎样听到声音
我们听到声音有两种途径:骨传导、空气传导。
3、声音的特性
乐音的三要素:音调、响度、音色,分别由频率、振幅、材料与结构决定。
4、噪声的危害和控制
防止噪声的产生;阻断噪声的传播;防止噪声进入人耳。即:1、在声源处减弱噪声;
2、在传播途中减弱噪声;3、在人耳处减弱噪声。
5、声的利用
声音有两种应用即:传递信息;传递能量。
规律方法整合:
学科综合
C1、唐诗《枫桥夜泊》中的诗句“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”中的钟
声是因为钟受到僧人的撞击产生___________发出的,客船上的人能辨别出传来的是“钟声”,
他是根据声音的一来判定的。
解析:本题中包含的物理知识很多,读着这句诗,我们可以想象,那悠扬的夜半钟声,
可以从山上传到客船,可以隔河传到彼岸。而声音产生的条件是物体的振动,因此钟在僧人
的撞击下产生振动发出钟声;人分辨声音不同是依靠音色加以区分,就如同“闻其声,知其
人”也是这个道理。
答案:振动;音色。
这里面还有夜间声音为什么会传得远呢?道理之一是:夜深人静,背景噪音小了,人更
易于分辨远处传来的声音。道理之二是声音的速度随着温度的升高而变大,在夜间,靠近地
面的空气逐渐冷下来了,高空温度较高,高空的声速比地面大,声音会向地面折射。
总结与升华:随着课程改革的进一步深化,新课标中提出的淡化学科界限、加强学科渗
透的思想理念在中考中得到了体现,比如物理与古典诗词的综合就是现在的热点。
发声的物体都在振动,有些振动我们看不到,我们可以通过转换法认识国
C2、在鼓面上撒一些细砂,敲鼓时会发现越使劲敲鼓,听到的声音与细砂的情况是
A.声音越响振动得越快
B.声音越响振动得越高
C.声音越响振动得越慢
D.声音越响振动得越低
解析:敲响的鼓面正在振动发声,但是声音的响度与什么有关呢?为了显示鼓面振动幅
度,在鼓面上撒上细砂,把鼓面的振动幅度转换为人眼可以直接观察的细砂的跳跃情况,因
此越使劲敲鼓,声音越响,细砂振动得越高。这里要注意声音的“高”是指音调,细砂的“高”
反映振动幅度,与声音的响度有关。
答案:B。
总结与升华:“转换法”是指通过转换研究对象、空间角度、物理规律、物理模型、思
维角度、物理过程、物理状态、时间角度等,达到化繁为简,化难为易,间接获取解决问题
途径的一种解题方法。这种方法能充分展示解题人的想象设计能力和创造性思维品质,充分
体现解题人分析问题的能力,同时达到巧解、速解的目的。声学部分声源振动的显示常采用
这种方法。
举一反三:图中的喇叭在“唱歌”,看到纸盆上的纸屑上下跳动。这个现象说明喇叭发
声时,纸盆在不停地。
解析:此题还是转换法喇叭的振动我们看不到,我们可以通过纸屑的振动来反映。
答案:振动
发散提高
、请你想象一下,如果“声音的速度为OJm/.”,小华看到前方小李正在步行
ABCDE
前进,于是一边奔跑一边对着小李大声喊道:“小一李一,快一停一下。”当小
华追上小李并停下来时,听到的声音的情况是()
A.和正常时一样
B.小李什么也听不到
C.小华先追上小李,然后听到“小一李一,快一停一下”
D.小华先追上小李,然后听到“下一停一快,一李一小”
解析:如果“声音的速度为,而小华奔跑时的速度大约加〃,比声音的速
度高出了许多,因而小华先追上小李,停下来后才能听到声音,那么听到的声音是什么样的
呢?
假设小华在点A喊出第一个字“小”,然后小华就和这个声音赛跑,当小华到达B点时
喊第二个字“李”,此时第一次喊出的“小”的声音还没有到达B点,因而“李”的声音就
在“小”的前方,并且两者以相同的速度传播,依此类推,“小一李一,快一停一下”五个
字的声音以相同的速度向前平移,当小华追上小李停下来后,首先听到的是走在最前面的
“下”字,然后才是“停”。
答案:Do
总结与升华:声音的传播速度为340m/s,远小于它在金属中的速度以及光速,我们在解
题时应考虑到这一点。
举一反三:
甲乙两个同学研究声音的传播现象,甲同学把耳朵贴在一根很长的钢管上,乙同学在钢
管的另一端敲了一下,甲同学能够听到次敲击声.
解析:我们应该考虑到V网>V液〉V气,在声源处产生的声音通过两个途径传过来空气
和金属,由于速度的不同导致我们听到时间有间隔。答案:两次。
4、关于声现象,下列说法正确的是
A.人说话时发声是靠空气振动产生的
B.水中的游鱼会被岸上的脚步声吓跑,说明液体也能传声
C.固体传声比气体慢
D.能区分自己讲话的回声和原声,人与障碍物的距离不得小于34m
解析:声音是由物体的振动而产生的,人的说话声是由气流冲击声带振动而产生的;一
切固体、液体和气体都可以传声,声音在固体、液体中的传播速度比在空气中快.对人耳来
说,回声到达人耳的时间比原声晚0.1s以上,人耳才能把回声跟原声分开,因此人与障碍
物的距离至少为:S=2=2=i7m。
答案:B.
综合运用
C5、我们可以利用回声测量海洋的深度,当从海面发出声音3s后接收到|可声时,
测量出此处海洋的深度是多少?(声音在海水中的传播速度是1540m/s)
解析:此题关键是要考虑到时间是一个往返,单程时间为1.5s,根据S=vt可知S=1540m/s
X1.5s=2310m,
总结与升华:关键是时间的确定。此题声源不动,如果声源动要考虑到路程是声音和声
源之和。
举一反三:某司机驾驶汽车以54km/h的速度向高山驶去,司机在鸣笛4s后听到了鸣笛
的回声.问此时汽车离高山的距离有多远?(v*340m/s)
解析:如图,ABC
汽车在A处鸣笛,则笛声和汽车同时从A处出发,声速较快,到达高山C处返回,与前进
的汽车在B处相遇,虽路程不同,但时间均为4s,根据S=vt可知:S,^340m/sX4s=1360m;S
■i:=15m/sX4s=60m;则AC=(1360m+60m)/2=71Om,则BC=AC-AB=710m-60m=650m。
探究园地:
A.应试思维点拨
6、小明想比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,除了待检测的
材料外,可利用的器材还有:音叉、机械闹钟、鞋盒。实验中适合作声源的是;
小明将声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测材料。他设想了两种实验方案,你认为最佳
的是。
A.让人站在距鞋盒一定距离处,比较所听见声音的响度。
B.让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒的距离。
通过实验得到的现象如表1、2所示,则待测材料隔声性能由好到差的顺序为
表1
材料衣服锡箔纸泡沫
距离较长长短
表2
材料衣服锡箔纸泡沫
响度较响响弱
解析:本题中采用的是控制变量法,要研究材料的隔音性能,我们要控制声源的响度不
变,而音叉振动会随着时间的推移,响度变小,不适宜作为声源,较好的是选择机械闹钟。
A、B两种研究方法都采用了控制变量法,A方法采用控制声源响度和到声源的距离,比较声
音通过不同材料时的响度,得出的应该是表2中的数据,B方法控制声源的响度和能够听到
声音的极限,比较距离,得到表1的数据,而且这里的隔音材料的厚度是相同的(鞋盒四周
塞满待测材料),通过研究发现泡沫的隔音效果最好,锡箔纸的隔音效果最差。
答案:机械闹钟;B;泡沫一衣服一锡箔纸。
总结与升华:近年来对物理方法的考查日益增加,特别是控制变量法是热点,也是我们解决
问题一种重要方法。
B、探究开放思维点拨:
7、阅读下面的短文(本文摘自《少年科普报》2003年第49期):
聂利同学在五年级自然课上听老师讲,蜜蜂是靠翅膀的振动发声的,她想抽时间去附近
的养蜂场看一看,•天她来到养蜂场,发现箱外聚集在一起的蜜蜂似乎在休息,并没有振动
翅膀,可嗡嗡声不绝于耳,后又发现蜜蜂歇在花上,翅膀一动不动,但仍有嗡嗡的声音。她
感到很疑惑,难道是老师讲错了吗?她又查了《十万个为什么》,书上清楚地写着:“蜜蜂
的嗡嗡声来自翅膀的振动。”她想,难道连专家都搞错了吗?于是她将自己观察到的情况和
想法告诉了老师,老师建议她用实验的方法去研究……
她做了下表中“剪去蜜蜂双翅的实验”,发现蜜蜂的嗡嗡声没有什么变化。经观察她又
发现蜜蜂嗡嗡叫时,蜜蜂双翅根部的两个“小黑点”在鼓动。她猜想:“小黑点”可能就是
蜜蜂的发声器官。于是她又做了下表中刺破双翅根部“d、黑点”的实验,发现蜜蜂不再发声。
实验名称实验总数死亡数发声数量声音大小
剪去蜜蜂双翅的实验8只2只6只没有变化
刺破蜜蜂双翅根部“小黑点”的实验8只2只。只没有声音
请简要回答下列问题:
(1)请简要说明聂利同学在实验探究中经历的几个环节。
(2)根据聂利同学的实验探究,关于蜜蜂的发声你可以得出什么结论?
(3)我们从聂利同学身上可以学到什么?
(4)根据聂利同学的实验能否下这样的结论:蜜蜂的翅膀振动时一定不发声?为什么?
解析:
(1)聂利经历了发现问题(发现蜜蜂歇在花上,翅膀一动不动,但仍有嗡嗡的声音)、
提出假设和猜想(难道连专家都搞错了吗?)、设计方案、进行实验等环节。
(2)蜜蜂的发声是蜜蜂双翅根部的两个“小黑点”在鼓动——振动形成的。
(3)通过聂利同学的实践,告诉我们应该转变学习方式,从课堂走向课外,从生活走
向物理,要善于观察,敢于发问,向权威挑战,勇于创新,并能通过实验来探究物理问题,
使自己的知识和能力进一步提高。
(4)不能得出蜜蜂的翅膀振动时一定不发声,有可能发出的声音是人耳不能感觉到的
次声。
总结与升华:这是一道考查科学精神的试题,体现了对知识与技能、过程与方法、情态
度与价值观的考查。题目非常贴近我们的生活,给我们以启迪。要求同学们要有勇于探索、
实事求是的科学精神。
光的折射光的色散与看不见的光
目标认知:
学习目标
1、了解光的折射的现象;
2、了解光从空气射入水中或其他介质中时的折射规律;
3、了解光在发生折射时,光路的可逆性;
4、初步了解太阳光谱和看不见的光;
5、初步认识红外线及其作用;
6、初步认识紫外线及其作用。
学习重点
1、探究光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律;
2、了解光谱和红外线、紫外线的特点。
学习难点
利用光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律解决实际问题。
知识要点梳理:
1、光的折射
光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫光的折
射。
理解:光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质
中,而折射光则进入到另一种介质中,由于光在两种不同的物质里传播速度不同,故在两种
介质的交界处传播方向发生变化,这就是光的折射。
注意:在两种介质的交界处,既发生折射,同时也发生反射。
光的折射规律:折射光线与入射光线、法线在同一平面上,折射光线和入射光线分居法
线两侧。光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角(折射光线向法线偏折);
光从水或其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;
当光线垂直射向介质表面时,传播方向不变。
理解:折射规律分三点:
(1)三线一面
(2)两线分居
(3)两角关系分三种情况:
①入射光线垂直界面入射时,折射角等于入射角等于0°;
②光从空气斜射入水等介质中时,折射角小于入射角;
③光从水等介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。
在光的折射现象中光路是可逆的。
现象:折射使池水“变浅”,筷子“弯折”,水中人看岸上树“变高”。
2、光的色散
色散:牛顿用三棱镜把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的现象。(雨后彩虹
是光的色散现象)
色光的三原色:红、绿、蓝。(三种色光按不同比例混合可以产生各种颜色的光)
物体的颜色:
1、透明物体的颜色是由通过的色光决定,通过什么色光,呈现什么颜色。
2、不透明的物体的颜色是由它反射的色光决定的,反射什么颜色的光,呈现什么颜色。
3、看不见的光
光谱:把光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列起来,就是光谱。
红外线:在光谱上红光以外的部分,也有能量辐射,不过人眼看不到,这样的辐射叫红
外线。
红外线的应用:加热、拍红外线照片诊病、夜视仪、遥控。
紫外线:在光谱的紫端以外,也有看不见的光,叫紫外线。
紫外线的特点及应用:促进钙质吸收、杀死微生物(紫外线灯杀菌)、荧光物质发荧光。
雾灯用黄光的理由:不易被空气散射、人眼对黄光敏感。
规律方法指导:
1、在利用光的折射定律解决实际问题时,应注意我们看到的物体是该物体发出或反射
的光线进入我们的眼睛,而不是光线由眼睛发射的,不要搞错方向。
2、关于物体的颜色应知道:(1)、透明物体的颜色是由通过的色光决定,通过什么色
光,呈现什么颜色。(2)、不透明的物体的颜色是由它反射的色光决定的,反射什么颜色
的光,呈现什么颜色。(3)、如物体不反光则该物体颜色为黑色;若物体不吸收光线,即
全部反射或透射,则该物体颜色为白色。
经典例题透析:
颜色知识
C1、、、__________三色光混合能产生各种色彩.人们把这
三种色光叫做—.小华的调色板上如果有——、、三
种颜色的颜料,他也能通过颜料混合画出各种色彩的图画,这说明色光的混合规律跟颜料的
混合规律是。
解析:光的三原色和颜料的三原色不同,光的三原色为红、绿、蓝;白光是由三种色光
红、绿、蓝三种色光合成的。让三种色光各自所占比例不同,就合成了形形色色的各种色光;
而颜料的三原色为品红、黄、青三种颜色,它们的混合原理不同。
答案:红绿蓝色光的三原色品红黄青不同的
总结与升华:颜料的混合原理是:两种颜料混合色是它们都能反射的色光,其余的色
光都被这两种颜料吸收掉了。色光的混合原理是:两种色光混合后使眼睛感觉到产生了另
一种颜色。
举一反三:将一束红光和一束蓝光同时照射到白色的屏上我们可看到色。
解析:白屏反射各种色光,所以反射到我们眼睛的是红蓝两种色光,在我们看来应是紫
色。
答案:紫
©^2、小明用红笔在白纸上写了一个“光”字,在暗室里用红光照射这个字,将会看
到什么现象?
答案:白纸反射红光,红颜料反射红光,所以我们看不清这个字。
总结升华:
1、透明物体的颜色是由通过的色光决定,通过什么色光,呈现什么颜色。
2、不透明的物体的颜色是由它反射的色光决定的,反射什么颜色的光,呈现什么颜色。
3、如物体不反光则该物体颜色为黑色;若物体不吸收光线即全部反射或透射则该物体
颜色为白色。
举一反三:阳光透过蓝色的玻璃照射到一个红背心上,这个背心将成什么颜色?
答案:蓝玻璃透射蓝光,而红背心只反射红色,所以我们看到的背心将呈黑色。
折射现象
K
答案:如图设铅笔底部和容器接触部位为A贝U:A发出的靠近
法线的两条光线,折射入空气中,这些折射光线不能相交,但是它们的反向延长线相交,眼
睛逆着折射光线看去,觉得折射光线好像是从交点Z射来的,再跟平面镜成虚像的情况对
比,说明眼睛看到的是A点的虚像,虚像A,的位置在A之上,眼睛看到的池底各点都如此,
所以看起来A升高,眼睛看到的水中的铅笔各点都是如此,而使铅笔看起来上翘。
总结与升华:
①、我们之所以看到物体,是由于物体发出(或反射)的光线进入了我们的眼睛;
②、光在两种介质表面斜射时要发生折射;
③、折射时角度(跟法线的夹角)大小要找对;
④、人的感觉光是沿直线传播的;
⑤、反向延长线得到的是虚像。
⑥、折射现象光路可逆。
举一反三:
水面下的物体看岸上的物体会感觉物体偏高还是偏低?
答案:一个物体在A处发射的光线经折射如图,我们感觉到光是沿直线传播的,我们把
光线返向延长即交于A'因此我们感觉物体偏高。
e4:一束光线射到三棱镜(玻璃制成)上,如图所示,画出这束光线穿过三棱镜的
大致传播方向。
解析:根据光的折射规律可知,在斜射时,总是空气中的角较大,作出法线,根据光发
生折射的介质情况,确定折射角与入射角谁大谁小,最后确定折射光线的大致传播方向。
答案:如图所示
总结与升华:大家要熟记光的折射定律并记住:在斜射时,总是空气中的角(光线跟法
线的夹角)较大。
举一反三:条光线从圆心0斜射入一玻璃砖,画出大致的折射光线。
解析:光线从圆心0入射后要折射,折射后的光线再从玻璃射入空气时,由于此入射光
线过圆心,根据数学知识可知,此入射光线与该点的圆面垂
直,所以可以看成是垂直入射,因此传播方向不变。如图所
示:
折射知识的综合应用
©^5:如图所示,一束光线由某介质射入空气中时发生了反射和折射现象,已知Nl=
N2W/3,试指出图中的界面和法线,并在图中标出入射光线、反射光线和折射光线的传播
方向。
解析:我们应知道光线在两种介质表面斜射时通常发生反射和折射,根据反射和折射定
律,仔细分析题图,先分析哪是界面,AO、BO、CO不可能是界面,(为什么?自己分析一
下)只有MM'和NN'可能是界面.假设界面是NN',那么MM'就是法线,利用光的反射定
律,入射光线、反射光线必在同一种介质内,并且折射光线和入射光线分居在法线的两侧,
CO应是入射光线,0B是反射光线,0A是折射光线,因为/2NN3,所以反射角(NB0M)和
入射角(NC0M)不相等,不符合光的反射定律;假设不成立。因此MM'是界面,NN'是法
线。在三条光线中,有OA、0B两条线在同一介质中,所以入射光线只可能是AO、B0中的某
一条,假设B0是入射光线,那么0A是反射光线,0C则是折射光线,这样折射光线0C和入
射光线B0在法线同一侧了,不符合折射规律,假设不成立。只有A0是入射光线,那么0B
是反射光线,0C是折射光线,光由某介质射入空气中时,折射光线应远离法线偏折,与图
示情况相符,Z1=Z2»
所以MM'是界面,NN'是法线,三条光线如图所示:
总结与升华:
(1)解答该类问题时,要注意将反射定律和折射规律综合运用;
(2)分析该题要用假设法.在分析时先假定,然后山假设出发,根据所学物理知识和已
知条件来进行分析、推理,得出肯定或否定.假设法是分析物理问题的常用方法,要领会掌
握这种方法;
(3)在题目解答后,要学会对解题结果进行分析.如本题确定MM'是界面,NN,是法
线,A0是入射光线,0B是反射光线,A0和0B分居法线两则,入射角N1等于反射角N2,
符合反射定律;0C是折射光线。A0和0C分别处于介质和空气中,且在法线两侧,Z3>Z
1,题意指出光从某介质射入空气中,也符合折射规律。
举一反三:如图,一束光线从空气斜射到水面发生反射和折射,请在图中作出反射光线
和折射光线.
解析:我们应先画法线ON,再根据光的反射和折射规律作出反射和折射光线,注意:
ZY=Za=45°>NY'。
答案:
光现象章末总结与测试
编稿:张天宝审稿:郭金娟责编:李井军
一、知识网络
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看不见的光
二、知识梳理
1、光的传播
光源:能发光的物体叫光源。
自然光源:太阳、星星、萤火虫、灯笼鱼等。
人造光源:火把、电灯、烛焰等。
光的传播:在均匀介质中沿直线传播。(影子、日食、小孔成像等)
光线:为了表示光的传播方向,我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向,这样的
直线叫光线。
光的传播速度:真空中的光速是宇宙中最快的速度,C=2.99792X10'm/s,计算中取C=3
XIOm/so(在水中速度是真空中的3/4,在玻璃中的速度是真空的2/3)
光年:(距离单位)光在1年内传播的距离。1光年=9.4608X10,2kmo
2、光的反射
光的反射:光射到介质的表面,被反射回原介质的现象。
光的反射定律:
①在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一个平面内;
②反射光线、入射光线分居在法线的两侧;
③反射角等于入射角;
④在光的反射现象中,光路是可逆的;
⑤当光线垂直入射时,光沿原路返回。
两种反射:镜面反射:入射光线平行,反射光线也平行,其他方向没有反射光。(如:
平静的水面、抛光的金属面、平面镜)
漫反射:由于物体的表面凸凹不平,凸凹不平的表面会把光线向四面八方反射。(我们
能从不同角度看到本身不发光的物体,是因为光在物体的表面发生漫反射)
注意:无论是镜面反射还是漫反射都遵循光的反射定律。
3、平面镜成像:
平面镜对光线的作用:
(1)成像;(2)改变光的传播方向。(对光线既不会聚也不发散,只改变光线的传
播方向)
平面镜成像的特点:
(1)成的像是正立的虚像;(2)像和物的大小相等;
(3)像和物的连线与镜面垂直,像和物到镜面的距离相等。
理解:平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形。
实像与虚像的区别:(包括透镜)
实像是实际光线会聚而成的,可以用屏接到,当然也能用眼看到,都是倒立的。虚像不
是由实际光线会聚成的,而是实际光线的反射光线或折射光线的反向延长线相交而成的,只
能用眼看到,不能用屏接收,都是正立的。
平面镜的应用:
(1)水中的倒影;(2)平面镜成像;(3)潜望镜。
球面镜:
凸面镜:对光线起发散作用。(应用:机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜)
凹面镜:对光线起会聚作用,平行光射向凹面镜会会聚于焦点;焦点发出的光平行射出。
(应用:太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜)
4、光的折射
光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫光的折
射。
理解:光的折射与光的反射都是发生在两种介质的交界处,反射光返回原介质中,而折
射光则进入到另一种介质中,由于光在两种不同的物质里传播速度不同,故在两种介质的交
界处传播方向发生变化,这就是光的折射。
注意:在两种介质的交界处,既能发生折射,同时能也发生反射。
光的折射规律:折射光线与入射光线、法线在同一平面上,折射光线和入射光线分居法
线两侧。光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角(折射光线向法线偏折);
光从水或其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;
当光线垂直射向介质表面时,传播方向不变。
理解:折射规律分三点:
(1)三线一面;
(2)两线分居;
(3)两角关系分三种情况:
①入射光线垂直界面入射时,折射角等于入射角等于0°;
②光从空气斜射入水等介质中时;折射角小于入射角;
③光从水等介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。
在光的折射中光路是可逆的。
现象:折射使池水“变浅”,筷子“弯折”、水中人看岸上树“变高”。
5、光的色散
色散:牛顿用三棱镜把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的现象。(雨后彩虹
是光的色散现象)
色光的三原色:红、绿、蓝。(三种色光按不同比例混合可以产生各种颜色的光)
物体的颜色:1、透明物体的颜色是由通过的色光决定,通过什么色光,呈现什么颜色。
2、不透明的物体的颜色是由它反射的色光决定的,反射什么颜色的光,呈现什么颜色。
6、看不见的光
光谱:把光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列起来,就是光谱。
红外线:在光谱上红光以外的部分,也有能量辐射,不过人眼看不到,这样的辐射叫红
外线。
红外线的应用:加热、拍红外线照片诊病、夜视仪、遥控。
紫外线:在光谱的紫端以外,也有看不见的光,叫紫外线。
紫外线的特点及应用:促进钙质吸收、杀死微生物(紫外线灯杀菌)、荧光物质发荧光。
雾灯用黄光的理由:不易被空气散射、人眼对黄光敏感。
三、规律方法指导
1、在平面镜成像中,应知道:①每条反射光线反向延长线都会聚于像点;②、物与像
大小相等;③、到镜面距离相等。
2、在利用光的折射定律解决实际问题时应注意:我们看到的物体是该物体发出或反射
的光线进入我们的眼睛而不是光线由眼睛发射的,不要搞错方向。
3、关于物体的颜色应知道:
①透明物体的颜色是由通过的色光决定,通过什么色光,呈现什么颜色。
②不透明的物体的颜色是由它反射的色光决定的,反射什么颜色的光,呈现什么颜色。
③如果物体不反射任何色光,则该物体颜色为黑色;若物体不吸收任何光线,即全部反
射或透射则该物体颜色为白色。
四、经典例题透析:
夯实基础
▼1、回答下列问题中的“倒影"''光斑”“人物”等词指的是影还是像?若是像,是实
像还是虚像?
(1)湖边宝塔在水中的倒影;
(2)太阳光穿过树叶间的空隙,在树荫下形成很多圆形光斑;
(3)皮影戏幕上移动的人物。
解析:影子是不透明物体阻挡了光线,在物后形成的跟物体轮廓相似的黑暗区域,是光
的直线传播造成的,由于影子是黑的,故影子只反映物体的轮廓,不反映物体的细节,而像
却是明亮的,其明亮程度与物相对应且有层次感,所以像能反映物体的细节,通过以上分析
可以判断:皮影戏幕上移动的人物是影,而水中宝塔的倒影却是像,它是以平静的水面为镜
面形成的虚像(平面镜成像);树荫下的圆形光斑,是小孔成像的结果,树枝、树叶相互交叠,
就会形成许多小孔,太阳光通过这些小孔,在树荫处的地面上呈现出太阳的像,即圆形光斑,
是实像(实际光线会聚而成的)。
答案:水中宝塔的倒影却是像皮影戏幕上移动的人物是影树荫处下的圆形光斑,
是实像
总结升华:
(1)平时注意观察,善于积累,清楚影与像的区别,能够解答本题:
(2)灵活运用所学知识去分析解答,如平静的水面具有平面镜的作用,于是可猜想:水
中的倒影可能是像,根据影子的成因,我们知道影子只能出现在物体背光的那一侧,而水中
的倒影却不是这样,于是我们确定“水中的倒影”是像。
(3)茂密的树叶间的空隙很少有(甚至没有)圆形的,但当树叶间的空隙很小时,该空隙
就成了小孔.小孔成的像与物体的形状相同,与小孔的形状无关。如:烛焰经圆形针孔所成
的像不是圆的,而是与烛焰的形状相同,由此我们也可以推断,树阴下的圆形光斑是小孔成
像造成的。
举一反三:
下列像中是实像的有()
A、猴子捞“月”中的月亮B、从鱼缸的侧面看到鱼缸中游动的“鱼”
C、海市蜃楼现象D、吃饭时从小匙里侧面看到自己倒立的头像
解析:A属于光的反射形成的虚像,BC属于光的折射形成的虚像:只有D属于凹面镜形
成的倒立的缩小实像。因此选D。
C%、图中S为发光点,从它发出的两条光线经平面镜反射的两条反射光线分别与虚线
a'、b,重合,根据平面镜成像规律在图中画出平面镜,并作出这两条光线的光路图。
解析:延长a'、b'相交于S',S'即为S的像,连接SS',
作SS'的中垂线PQ即为镜面,a'、b'与镜面PQ的交点A、B即入射点,
作出平面镜。
答案:如图>
总结升华:解答本题的知识依据和思路如下:
(1)点光源发出的光是发散的,经平面镜反射后的反射光线也是发散的。由此可确定与
a'、b'重合的反射光线的传播方向;
(2)根据平面镜的成像原理:平面镜中的像是反射光线的反向延长线相交而成的,所以
延长a'、b',其交点S'即像点;
(3)根据平面镜的成像特点:像与物的连线垂直于镜面,像与物到镜面的距离相等,由
此作出平面镜PQ;镜面与a'、b'的交点就是要求光线的入射点。
注意:平面镜作图中,镜后线段画虚线。
举一反三:
平面镜前有一光源S,点光源S发出的哪一条光线经平面镜反射后经过A点?
解析:如图所示,根据平面镜成像规律,可以确定光源S的像点S',连接S'A可找
到入射点0和过A点的反射光线0A,连接SO,SO即为反射光线0A的入射光线。
综合应用
@»3、眼睛位于0点,通过小平面镜MN观察周围物体(如图所示),求眼睛可观察到
物体的区域。
.而以,N
解析:利用光路的可逆性,将0点的眼睛假设为光源,它的像在图0'处,连接O'M、
O'N并延长至B、A,则ANMB区域为眼睛可观察的范围。
答案:
总结升华:用上述方法解题的原理是:若0处有一个光源,它发出的光经平面镜反射后,
能到达ANMB区域;根据光路可逆,在ANMB区域内的物体发出的光,都能到达0处进入眼睛。
如果认为OM、ON、AN、BM、MO'、NO'均为辅助线,可用任意直线(虚线或实线,不
用箭头)表示,若将其用光路图表示,则光的传播方向应当是图所示的方向,不能画反,镜
后的线段应用虚线。
举一反三:
有一点光源S和一平面镜M,中间有一档光板MN,如图所示,请做出可以看到S的范围。
S.
M--------------N
解析:如图所示,首先做出点S的像S,,由于光的直线传播
作出最边缘的入射光线SF、SH,根据平面镜成像的特点做出反射光线FE、HC,然后作
出最边缘的两条反射光线QP、AB即得到看到S的范围PQFE和CHAB。
答案:
透镜生活中的透镜眼睛与眼镜望远镜与显微镜
目标认知:
了解什么是凸透镜,什么是凹透镜,了解透镜的焦点、焦距。
了解凸透镜和凹透镜对光的作用。
了解透镜在日常生活中的应用。
了解眼睛的构造,知道眼睛是怎样看见物体的。
了解眼镜是怎样矫正视力的。
了解显微镜、望远镜的基本结构。
知识要点梳理:
一、透镜
透镜:透明物质制成(一般是玻璃),至少有一个表面是球面的一部分,对光起折射作
用的光学元件。
分类:
1、凸透镜:边缘薄,中央厚。光学符号:
2、凹透镜:边缘厚,中央薄。光学符号:
I
主光轴:通过两个球心的直线。
光心:主光轴上有个特殊的点,通过它的光线传播方向不变。(透镜中心可认为是光心)
焦点:凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这点叫透镜的焦点,用“F”
表示。
虚焦点:跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散,发散光线的反向延长线相交在主光
轴上一点,这一
点不是实际光线的会聚点,所以叫虚焦点。
焦距:焦点到光心的距离叫焦距,用“f”表示。
每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。
透镜对光的作用:
凸透镜:对光起会聚作用。
凹透镜:对光起发散作用。
二、生活中的透镜
照相机:镜头相当于凸透镜,来自物体的光线经过照相机镜头后会聚在胶片上,成倒立、
缩小的实像。
投影仪:镜头相当于凸透镜,投影片通过凸透镜后成像,再经过平面镜改变光的传播方
向,使屏幕上成
倒立、放大的实像。
放大镜:成正立、放大的虚像。
三、眼睛和眼镜
眼睛:眼睛中晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜
上,形成物体的像。视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把信号传输给大脑。看远处物体
时,睫状肌放松,晶状体比较薄(焦距长,偏折弱)。看近处物体时,睫状肌收缩,晶状体
比较厚(焦距短,偏折强)。
四、近视与远视
近视的表现:能看清近处的物体,看不清远处的物体。
近视的原因:晶状体太厚,折光能力太强,或眼球前后方向太长,致使远处物体的像成
在视网膜前。
近视的矫治:配戴凹透镜。
远视的表现:能看清远处的物体,看不清近处的物体。
远视的原因:晶状体太薄,折光能力太弱,或眼球前后方向太短,致使远处物体的像成
在视网膜后。
远视的矫治:配戴凸透镜。
(眼镜的度数)=100X焦距的倒数。
五、显微镜和望远镜
显微镜:物镜焦距较短,物体通过它成倒立、放大的实像(投影仪的镜头);目镜焦距
较长,物镜成的像经过它成放大的虚像(放大镜)。
望远镜:(开普勒望远镜)物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,目镜的作用
相当于一个放大镜,用来把这个像放大。
视角:物体的边缘跟眼睛所夹的角。视角越大,成的像越大。
规律方法指导:
1、为了使幕上的像“正立”(朝上),幻灯片要倒着插。
2、照相机的镜头相当于一个凸透镜,暗箱中的胶片相当于光屏,我们调节调焦环,并
非调焦距,而是
调镜头到胶片的距离,物离镜头越远,胶片就应靠近镜头。
3、显微镜的放大倍数=目镜放大倍数X物镜的放大倍数
4、望远镜不是把物体放大,而是把物体''拉近",从而增大视角,感觉变大、变清晰。
5、放大镜在使用时,越靠近焦点,所成虚像越大。
经典例题透析:
透镜对光线的作用
1、关于透镜对光的作用,下列说法中正确的是()
A.凸透镜只对平行光束有会聚作用
B.凸透镜对发散光束有会聚作用
C.凹透镜对发散光束有会聚作用
D.凹透镜对会聚光束没有发散作用
解析:凸透镜对光线的会聚作用表现在所有光线;凹透镜对光线的发散
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