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专题04光现象一、思维导图二、新课标要求探究并了解光的反射定律。通过实验,了解光的折射现象及其特点。2.3.4探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。通过实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象。三、知识梳理与典例一、光的直线传播1.光源(1)能够发光的物体叫做光源。(2)光源的分类①光源:自然界本身存在的光源。如太阳、萤火虫、水母、灯笼鱼等。②光源:人为制造的光源。如点燃的火把、点燃的油灯、发光的手电筒、发光的电灯、发光的无影灯等。(3)提示:光源是指自身能够发光的物体。有些物体本身不发光,但由于它们能反射阳光或其它光源的光,好像它们也在发光,不要误认为是光源,如月亮、所有行星和反光的镜子等。2.光的直线传播(1)光的传播介质:空气、水、玻璃等透明物质可以作为光传播的介质。(2)光在中沿直线传播。在不同介质或同种不均匀的介质中,不沿直线传播。3.光线(1)概念:通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和,这样的直线叫做光线。(2)光线是一种物理模型法。实际上光线是不存在的,人们是为了方便研究光的传播路径而引入的一种物理模型。4.光的直线传播的一些现象(1)影子:光在传播过程中,遇到不透明的物体,在物体背面形成的叫做影子。(2)日食、月食的形成①原理:光的。②成因:日食是地球上的人看太阳,由于光是沿直线传播的,太阳光被月球挡住了(图甲)。月食是地球上的人看月球,由于光是沿直线传播的,太阳光被地球挡住了(图乙)。当月球运行到太阳和地球中间时,太阳光被不透明的月球挡住,月球的黑影落在地球上,就形成了食。当地球运行到太阳和月球中间时,太阳光被不透明的地球挡住,地球的影落在月球上,就形成了食。(3)小孔成像①小孔成像原理:光的。如图所示,烛焰上部的光,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了下部;同理,烛焰下部的光通过小孔后,射到了上部。②成像性质:是立的实像,上下颠倒、左右相反。像的大小与距离以及光屏到小孔的距离有关。③像的形状:与的形状相同,与小孔的形状无关。。5.光的直线传播的应用利用激光引导开凿隧道;射击瞄准时的“三点一线”;站队列时,队列是否整齐等。二.光的传播速度1.光在真空中的传播速度光在真空中的传播速度(用c表示)最快,通常情况下,真空中光速取c=m/s。2.光在其他介质中的速度(1)光在空气中的传播速度接近光在真空中的传播速度,可以认为等于c。(2)光在水中的传播速度约为34c,在玻璃中的传播速度约为23.光年:“光年”是的单位,它等于光在1年内传播的距离。1光年=3×108m/s×(365×24×3600)s=9.4608×1015m=9.4608×1012km【例题1】小明在学习“光的传播”时,看到实验过程如下:①用激光笔射向水中,观察到光线是一条直线(如图);②用漏斗从容器底向水中缓慢注入浓盐水,观察到光线发生了弯曲;③经搅拌后,观察到光线又变直。该实验目的是为了得到下列哪个结论()A.光在水中沿直线传播B.光在盐水中沿直线传播C.光在任何液体中都可以传播D.光在同种均匀介质中沿直线传播【例题2】在体育50m跑步的测试中,起点发令的体育老师吹哨的同时将旗子向下挥,终点计时的体育老师以(选填“哨声”或“旗子”)为准开始计时;若按另一种方式计时,会导致运动员成绩(选填“偏好”或“偏差”),这说明在空气中光速比声速(选填“大”或“小”)。【例题3】在“制作小孔成像观察仪”活动中,需要在纸筒的A端蒙上用半透明薄纸做成的光屏,再将纸筒插入易拉罐中(易拉罐顶部已切去),如图所示。(1)小孔成像原理是;小孔观察仪最好放在较(选填“亮”或“暗”)的环境中进行观察;(2)将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,能在光屏上看见(选填“正立”或“倒立”)的像,移动纸筒位置,增大光屏与小孔之间距离,则光屏上像将(选填“变大”“变小”或“不变”)。三、光的反射定律1.光的反射光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生反射。我们能够看见不发光的物体,是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。2.描述光反射的有关概念(如图所示)(1)入射点:入射光在反射面上的投射点O;(2)法线:把经过入射点O并垂直于反射面的直线ON叫做法线;(3)入射角:入射光线与之间的夹角i;(4)反射角:反射光线与之间的夹角r。(5)提示①反射角和入射角都是光线与法线的夹角,而不是光线与反射面的夹角。②反射光线与入射光线是是可以看见的,用带箭头的线表示;法线则是人们为研究反射现象而引入的一条位置参考线,所以在画光路图时,总是用线表示。3.光的反射定律(1)内容在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在内;反射光线、入射光线分别位于两侧;反射角入射角。简记光的反射定律:三线共面、两线分居、两角相等。(2)对光的反射定律的理解①发生反射现象时,是先有入射光线,后有反射光线。反射光线是随着入射光线的改变而改变的,所以不能把“反射角等于入射角”说成“入射角等于反射角”。②光线垂直镜面入射时,入射角为,反射光线沿原路返回,反射角也为,光的传播方向改变了,并不是没有发生反射。4.光路的可逆性在反射现象中,光路是的。如果你在一块平面镜中看到了一位同学的眼睛,那么,这位同学也一定会通过这面镜子看到你的眼睛。四、镜面反射和漫反射1.镜面反射(1)概念:一束平行光照射到镜面上后,会被地反射,这种反射叫做镜面反射。平静的水面、抛光的金属面、各种镜面的反射都是镜面反射。(2)现象:迎着太阳看平静的水面,特别亮;背着太阳看平静的水面,很暗;黑板“反光”会“晃眼”等。2.漫反射(1)概念:凹凸不平的表面会把平行的入射光向着反射,这种反射叫做漫反射。(2)现象:能从各个方向看到本身不发光的物体,是由于光照射到物体上发生了反射。【例题4】小明用如图所示的装置探究光反射时的规律,将平面镜放在水平桌面上,纸板ENF竖直地立在平面镜上。下列说法正确的是(
)
A.为了便于观察,纸板ENF最好用光滑的白色纸板B.把纸板NOF向后折,在纸板上看不到反射光线,说明反射光线与入射光线不在法线两侧C.若纸板与平面镜不垂直,则不能在纸板上同时看到入射光EO和反射光OFD.图中所示的入射角为46°【例题5】如图所示,小明想利用一块平面镜使此时的太阳光直射入枯井中。请你在图中画出平面镜的位置,并标出反射角的度数。如果入射光线逆时针旋转10°,要想使反射光线依然直射入井中,平面镜需要(选填“顺时针”或“逆时针”)旋转度。【例题6】镜面反射和漫反射是光的反射两种类型(如图所示)。雨后的夜晚,迎着月光行走在有积水的路上时,会发现水坑处和干燥的地面亮度不一样。结合光的反射知识,下列说法正确的是()A.水面发生漫反射,遵循光的反射定律B.干燥的地面发生漫反射,不遵循光的反射定律C.干燥的地面比较暗,水坑处比较亮D.干的地面比较亮,水坑处比较暗五、平面镜成像1.平面镜成像的特点平面镜所成的像的大小与物体的大小,像和物体到平面镜的距离,像和物的连线与镜面。利用数学对称的知识,平面镜成像规律也可表述为:平面镜所成的像与物体关于镜面。2.平面镜成虚像(1)平面镜成像的原理:光的反射。(2)平面镜成虚像:如图所示,从光源点S处射来的一部分光经平面镜反射后进入眼睛,引起视觉,眼睛感到光好像是从S’点处射来的,我们就看到了物体在平面镜中的像点S’。镜子后面并没有发光点S',故S’是虚像。虚像S'与物体S关于镜面对称。平面镜成平面镜成虚像原理小孔成实像原理3.实像和虚像(1)实像:由光线会聚而成的像叫实像。可用承接,也可以用眼睛直接观察。例如小孔成的像就是实像。(2)虚像:不是实际光线会聚而成,是实际光线的线相交而成。虚像只能用眼睛观察,不能用承接。例如平面镜成的像就是虚像。4.平面镜的应用(1)利用平面镜来。如在练功房内,利用平面镜演员可以矫正自己的舞姿;家庭用的穿衣镜;医生用来检查牙齿的小镜子等。(2)利用平面镜可以改变光的。如潜水艇用的潜望镜、显微镜、投影仪中的平面镜等,都利用到了平面镜能改变光路的特点。(3)利用平面镜来扩大视觉空间。理论上,在一个房间内安装一个尺寸合适的平面镜,能使人感觉到空间增大了一倍。5.平面镜成像作图的两种方法(1)利用平面镜的成像原理作图。如图甲所示,步骤如下:①从发光点S引出两条光线,照射到平面镜上;②作两条入射光线的法线;③根据光的反射定律,作两条入射光线的反射光线;④作反射光线的反向延长线,交点S'即为发光点S的像点。甲甲乙(2)用像与物关于镜面对称作图。如图乙所示,步骤如下:①过发光点S点作平面镜的垂线(像与物的连线跟镜面垂直),用虚线表示;②取S'点,使S'到镜面的距离等于S到镜面的距离(像与物到镜面的距离相等);③用虚线画出像点S'(像与物大小相等)。六、凸面镜和凹面镜1.球面镜如果镜子的反射面是球面的一部分,这样的镜子叫做球面镜。球面镜分为凸面镜和凹面镜。2.凸面镜(1)概念:反射面是凸面的镜子叫凸面镜。(2)作用:凸面镜对光有作用,常用来扩大视野。(3)应用:汽车的后视镜、街头路口的反光镜。凸面镜对光的发散凸面镜对光的发散凹面镜对光的会聚3.凹面镜(1)概念:反射面是凹面的镜子叫凹面镜。(2)作用:凹面镜对光有作用。(3)应用:太阳灶、手电筒反光镜、医生检查耳朵用的医用反光镜。4.凸面镜和凹面镜都是利用光的反射成像的,都遵循光的反射定律且符合光路可逆性。【例题7】雨过天晴,地面上会出现建筑物的影子,影子是由于形成的。通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像,如图所示,像的大小与建筑物的大小。一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰,强光照射到玻璃幕墙时会发生反射,造成“光污染”。【例题8】水平过道上方有一盏灯(如图)。小明站在1号地砖上时,通过2号地砖看到灯的像;走到2号地砖上时,通过3号地砖看到灯的像。则小明通过两块地砖所看到的像()A.大小相同、位置不同 B.大小相同、位置相同C.大小不同、位置相同 D.大小不同位置不同【例题9】小红发现生活中用到很多特殊“反光镜”,这些“反光镜”引起小红浓厚的兴趣,她仔细观察,并思考其中的物理原理。请你帮助小红将以下内容补充完整:(1)小红看到“街头路口的反光镜”如图所示,小红发现它是一个凸面镜,凸面镜能起到(选填“扩大”或“缩小”)视野的作用。(2)小红和爸爸、妈妈一起到西藏旅行时,看到藏民用面积很大的凹面镜制成的太阳灶烧水,如图甲所示,小红很好奇,于是她用不锈钢汤勺的内表面当作凹面镜,将平行光正对“凹面镜”照射,依据反射和入射情况绘制出了如图乙所示的光路图,可见凹面镜可以使光线(选填“会聚”或“发散”)。使用太阳灶烧水时,水壶应放在图乙中的(选填“a”、“b”或“c”)点。(3)小红骑自行车放学时,发现自行车尾灯的“反光镜”利用了相互垂直的镜面组合。它本身不发光,但在夜晚,当有汽车灯光照射到自行车尾灯上时,可以引起汽车司机的注意。尾灯的结构如图丙、丁所示。①请完成图戊中的光路图。②自行车尾灯采用相互垂直的镜面组合,从光学角度分析,这样做的突出优点是。七、光的折射1.光的折射现象(1)光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生的现象叫光的折射。(2)发生折射的条件①光从一种介质斜射入另一种介质。若垂直入射,则传播方向不发生改变。②光在同种不均匀介质中传播时,也会发生折射现象。如太阳光穿过大气层时传播方向会发生改变。(3)光从一种透明介质进入另一种透明介质时,在两种介质的分界面上,一部分光发生折射,同时还有一部分光发生反射返回到原介质中,即和现象同时发生。(4)光发生折射的原因:光在不同种介质中传播的不同。2.光的折射规律(1)描述光的折射的概念①法线:过入射点O垂直与两分界面的直线ON;②入射角:入射光线与法线之间的夹角i;③折射角:折射光线与法线之间的夹角r。(2)光的折射规律内容①光从空气斜射入水或其它介质时,折射光线向法线方向偏折,折射角入射角;当入射角增大时,折射角也增大;当入射角减小时,折射角也减小。②光从空气垂直射入水(或其它介质)中时,传播方向。③折射时光路。(3)对光的折射规律的理解①折射光线、入射光线和法线在内;折射光线和入射光线分居法线的侧。②折射角随入射角的增大(减小)而增大(减小),叙述时应先说折射角后说入射角。③无论光是从空气斜射入水中或其他介质中,还是光从水或其他介质斜射入空气中,在空气中的角(入射角或折射角)总是大于在水中或其他介质中的角(折射角或入射角)。八、生活中的折射现象1.“池水变浅”:从岸上看水中的物体(池底、鱼等),会看到它们的位置“升高”。如图甲所示,从鱼身上A点反射出的光线经折射后射入人眼,因为光从水中斜射入空气中,折射角大于入射角,所以折射光线远离法线,人眼逆着折射光线看,感觉光好像是从S点发出的,S点就是人看到的鱼的虚像,它比鱼的实际位置偏。2.从水中看岸上的物体“变高”,例如水中的人看岸上的树或建筑物“变高”。如图乙所示,从昆虫上点A射出的光线经折射后射入鱼眼,因为光由空气中斜射入水中,折射角小于入射角,所以折射光线靠拢法线,鱼眼逆着折射光线看,感觉光好像是从A′点发出的,A′点就是鱼看到的昆虫的虚像,它比鱼的实际位置偏。甲甲在岸边看水里的物体乙在水中看岸上的物体3.海市蜃楼和沙漠蜃景多发生在夏天的海面上或沙漠上。夏天空气较热,但是海水比较凉,海面附近空气的温度比较低。海面地表上方不同高度的空气层相当于一层层密度不同的透明介质。远方景物射出的光在层与层之间连续发生。从整体来看,光逐渐向地面弯曲进入观察者的眼中。在观察者看来,光好像是从海面上空的物体射出的。海市蜃楼海市蜃楼的成因【例题10】“大漠孤烟直,长河落日圆”蕴含了光的折射知识,如图所示属于光的折射的是()AABCDA.桥在水中的倒影 B.河底看起来变浅C.透过树林的光束 D.长廊上的树影【例题11】岸上的人看到水中小鱼的光路图是(
)A B C D【例题12】学校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内无水时,站在池旁左边的人,看到在S点形成一个亮斑,如图所示。现往池内灌水,水面升至a位置时,人看到亮斑的位置在P点;如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,则()A.P点在S点的上方,Q点与S点重合B.P点在S点的下方,Q点与S点重合C.P点在S点的上方,Q点在S点的上方D.P点在S点的下方,Q点在S点的上方九、光的色散1.光的色散概念太阳光(白光)经过三棱镜后,被分解成、、、、、、等七种颜色的光,这种现象叫光的色散。2.单色光与复色光(1)不能分解的光叫光,如红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。(2)由几种单色光混合而成的光叫复色光,白光(太阳光)是光。3.光发生色散的实质光发生色散的实质是光的现象。不同颜色的光经三棱镜后,偏折(折射)程度不同,其中光偏折程度最小,光偏折程度最大;所以白光经三棱镜后,在光屏由上到下呈现为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。4.生活中的色散现象彩虹是太阳光被空气中水滴色散形成的;彩色的肥皂泡是太阳光经气泡发生色散形成的。十、色光的混合1.光的三原色把、、三种色光叫做色光的三原色。红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合可以产生各种不同的色光;红、绿、蓝三种色光按等比例混合可以产生光。但是自然界中的红、绿、蓝三种颜色的光无法用其他颜色的光混合的。2.彩色电视机画面上的丰富色彩就是由光混合而成的。十一、看不见的光可见光谱:把可见光按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列形成的光谱叫可见光谱。2.红外线(1)在光谱中,把之外的辐射光叫做红外线。(2)特点与应用①一切物体都在不停地向外辐射,物体的温度越高,辐射的红外线越。根据这一特点,可以用红外胶片拍摄“热谱图”,此外,还制成了红外线夜视仪、红外线体温计等。②红外线。如电视机遥控器的发光二极管,可以发出红外线对电视机遥控。③穿透云雾的能力比较强。可以进行红外线高空摄像机、红外线遥感仪等。3.紫外线(1)在光谱的端以外,还有一种看不见的光,叫做紫外线。(2)特点与应用①适当的紫外线照射对于骨骼的生长和身体健康的许多方面都有好处。②紫外线能杀死。在医院的手术室、病房里,常用紫外线灯来灭菌。③紫外线能使荧光物质。钞票或商标的某些位置用荧光物质印上标记,在紫外线下识别这些标记,这是一种有效的防伪措施。【例题13】2022年4月28日,君君中午一进家门就激动地喊道:“妈妈快看,太阳好漂亮!”妈妈到阳台往天空一看,原来达州上空出现了漂亮的日晕。日晕,又叫圆虹,是一种大气光学现象。它形成的原因是:在高空中有卷层云时,高空中会飘浮着无数由水蒸气(填物态变化)成的冰晶,当光线射入卷层云中的冰晶后会发生反射和,太阳光被分解成红、黄、绿、紫等多种色光,这样太阳周围就出现一个巨大的彩色光环,称为晕。【例题14】如图,是某兴趣小组学完光现象后做的实验。(1)太阳的热主要以(选填“红外线”或“紫外线”)的形式传送到地球上的。太阳光经过三棱镜后,被分解成各种色光,这是现象。将三种色光适当混合能产生其它任何色光,这三种色光分别是红光、和蓝光;(2)如图,让一束太阳光照射三棱镜,射出的光射到竖直放置的白屏上。如果我们把照相底片放在区域(选填“①”、“②”或“③”)发现底片感光了;(3)下列应用中:①遥控器②验钞机③激光准直器④灭菌消毒,属于①区域光线应用的是(选填序号)。四、实验专题一、探究光的反射定律1.设计实验(1)实验器材:激光笔、铅笔、量角器、平面镜、可折转的白色粗糙硬纸板等。①量角器:测量入射角和反射角的度数。②可折转白色粗糙硬纸板的作用:一是显示光的,对光线起漫反射作用;二是探究入射光线、法线和反射光线是否在内。(2)实验与装置把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。用激光代替光线照射到镜面上,为了能观察到激光传播的路径,将激光笔贴着可以折的白纸板照射,并用笔记录下激光传播径迹,观察激光传播径迹并进行比较,从而找到光反射时遵循的规律。2.进行实验(1)如图甲所示,把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张白色硬纸板竖直地立在平面镜上(ON垂直于镜面)。(2)让激光束贴着硬纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在硬纸板上用铅笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。(3)改变入射光EO跟法线之间的夹角,重做两次实验,均用铅笔描出入射光和对应的反射光的径迹.(4)把右侧纸板NOF向前或向后折转某一角度(如图乙所示),仍使激光束贴着硬纸板射到O点,观察是否还能在右侧的纸板上看到反射光线。(5)如图丙所示,让激光笔发出的光逆着原来的反射光射向镜面时,这时的反射光将沿着什么方向射出?3.收集证据(1)记录表一(2)入射光和对应的反射光的径迹次数次数∠i∠r130°30°245°45°335°35°(3)记录表二纸板的位置纸板的位置是否看到反射光纸板NOF向前折看不见两纸板在同一平面内看见纸板NOF向后折看不见4.分析与论证(1)分析实验现象①分析反射角和入射角的大小可得出:反射角入射角。②分析反射光线、入射光线和法线的位置关系:可看到两半块纸板在一个平面内时有反射光线,右半部分向前折或向后折,观察不到反射光线。说明:反射光线、入射光线、和法线在内。③改变入射光线的路径,分别沿AO、BO、CO的方向射到平面镜,记录对应反射光线的路径分别为OA'、OB'、OC'。发现:反射光线和入射光线总是分居法线的侧(选填“同侧”或“异侧”)。④将光线逆着反射光线的方向射入,观察到新的反射光的传播路径与原来的入射光线重合。表明光路。(2)实验结论光的反射定律:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居法线的两侧;反射角等于入射角。在反射现象中,光路可逆。5.交流与评估(1)对应关系:每一条反射光线对应一条入射光线。(2)让光线紧贴纸板(光屏)射向O点的目的:在硬纸板(光屏)上能显示。(3)实验描绘光的传播路径的方法:在入射光线和反射光线上取一个点,将该点与反射点连接。(4)区分每一组的对应的入射光线和反射光线的方法:对每一组入射光线和反射光线分别用不同颜色的笔进行描绘,或者对每一组入射光线和反射光线进行编号。二、探究平面镜成像的特点1.设计实验(1)实验器材:薄玻璃板、白纸、两根相同的蜡烛、火柴、刻度尺、支架。(2)确定像的位置方法:把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,再拿另一支未点燃的蜡烛放在成像的位置,直到看上去与像完全,这个位置就是像的位置。(3)判断平面镜后面的蜡烛与像完全重合的方法:在玻璃板的前面,改变眼睛的位置,直到从不同位置看起来后面的蜡烛被点燃。(4)实验时,用玻璃板代替平面镜的目的:使用玻璃板,既可以成像,又可以看到后面的蜡烛是否与像完全重合,这是“法”。(5)准备两支完全一样的蜡烛的目的:便于验证像与物体大小是否。2.进行实验(1)如图所示,在桌面上铺一张白纸,沿着纸中间的直线上竖直放置一块玻璃板作为平面镜。(2)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛,移动玻璃板后的那支相同的未点燃的蜡烛,直到看上去好像被点燃一样,此时玻璃板后蜡烛的位置就是像的位置,然后记下两支蜡烛的位置。(3)移开玻璃板,用刻度尺画直线把两支蜡烛的位置连接起来,量出两支蜡烛到玻璃板的距离,记录下来,再观察它们是否与镜面垂直。把测量结果填在表格中。(4)改变点燃的蜡烛的位置,重做几次实验。(5)在玻璃板的后面像的位置放一张白纸时,观察白纸上面有没有烛焰的像。(6)记录实验数据与现象:次数蜡烛到平面镜的距离次数蜡烛到平面镜的距离/cm像到平面镜距离/cm像与物的大小关系1233.分析论证(1)分析实验数据与现象,可得:①因为两支蜡烛完全一样,其像与物完全重合,表明平面镜所成像的大小与物体的大小。②比较两支蜡烛到玻璃板的距离,发现平面镜所成的像和物体到平面镜的距离相等。③平面镜所成的像和物体的连线与镜面。④把光屏放在像的位置观察,结果发现光屏上(选填“有”或“没有”)出现蜡烛的像,实验说明:平面镜所成的像是(虚/实)像。(2)归纳结论平面镜成像的特点:平面镜所成的像的大小与物体的大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物的连线与镜面垂直。利用数学对称的知识,平面镜成像规律也可表述为:平面镜所成的像与物体关于镜面。三、探究光折射时的特点1.设计实验(1)实验器材:激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘(标有角度),或光的折射演示器。(2)实验方案如图所示,让激光笔发出的一束光从空气以不同的角度射入玻璃砖中,观察光束在空气和玻璃砖中的径迹,并比较折射角和入射角的大小。让激光笔发出的一束光从玻璃斜射入空气中,重复上述实验。让激光笔发出的一束光从空气垂直射入玻璃中(或从玻璃垂直射到空气),观察光的传播路线。2.进行实验(1)让光从空气斜射入玻璃中,观察光的整个传播路径,比较折射角和入射角的大小且记录在表格中。(2)改变入射角的大小,观察并记录折射角的变化情况。(3)让光从玻璃斜射入空气中,观察光的整个传播路径,比较折射角和入射角的大小。(4)改变入射角的大小,观察折射角的变化情况。(5)让光垂直射入玻璃,观察光的整个传播路径。(6)让光从空气斜射入玻璃,同时逆着折射光射入另一束光,观察两束光在空气中的传播途径。实验数据记录表格:实验次数实验次数介质入射角折射角1光从空气斜射入玻璃2光从空气斜射入玻璃3光从空气斜射入玻璃4光从空气垂直入玻璃3.分析论证(1)当光从空气斜射入玻璃中时,折射光线向法线偏折,折射角于入射角。当入射角增大时,折射角也;当入射角减小时,折射角也。(2)当光从空气垂直射入玻璃中时,传播方向。(3)光从玻璃斜射入空气中时,可以看到,进入空气中的折射光线就逆着原来入射光线的方向射出,就是说,在折射中光路也是的,这时的折射角入射角。(4)综合以上分析,归纳出实验结论:光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。当入射角增大时,折射角也增大;当入射角减小时,折射角也减小。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。在折射现象中,光路可逆。【例题15】如图甲所示,M是水平放置的小镜子,上面竖直放置一块的长方形硬纸板(用来显示光的传播路径),纸板是由两个大小相同的小纸板E、F连接而成的。E、F可绕接缝ON转动,ON是镜面的法线,AO表示入射光线,OB表示反射光线。利用上述器材和量角器、激光笔等探究“光的反射规律”。(1)实验小组的每一位同学从不同方向都能看到入射光AO在纸板E上的径迹,这是因为光在纸板上发生了(选填“镜面”或“漫”)反射;(2)根据测量可以得出:BONAON(选填“等于”或“不等于”);(3)在其他条件不变的情况下,将纸板F绕ON向后折,此时在纸板F上看不到反射光,如图乙所示。再多次改变入射光AO与ON的夹角,在纸板F上均看不到反射光。此实验现象初步得出:光在发生反射时,;(4)利用这些实验器材还可以进行的实验探究有:。【例题16】小红为探究平面镜成像的特点,她在水平桌面上铺上白纸,用支架将薄透明玻璃板立在白纸上,再取来两支相同的蜡烛A和B,如图所示。(1)实验中她把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,将未点燃的蜡烛B放在玻璃板后面,借助蜡烛B探究蜡烛A所成像的情况,此操作中蜡烛B的作用是为了便于确定和比较;(2)实验中在寻找蜡烛A像的位置时,眼睛应该在蜡烛(选填“A”或“B”)这一侧观察,把光屏放在蜡烛A所成像的位置处,在光屏上并没有看到蜡烛A的像,说明平面镜所成的是(选填“虚”或“实”)像;(3)若实验过程中无论怎样在水平桌面上调节蜡烛B的位置,发现都不能使之与蜡烛A的像完全重合,发生这种现象的原因可能是
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