光发送机
光发射机模型设计与仿真
一、光发送机原理简介
1、光发送机的结构
光发送机是它的一个光通信系统中重要的组成部分，它的作用是将电端机送来的电信号转变为光信号，并送进光纤线路进行传输。光发送机的核心是光源及其驱动电路。一般光发送机由以下三个部分组成：
1)光源（Optical Source）：一般为LED和LD，此次用的为连续波激光器
2)脉冲驱动电路（Electrical Pulse Generator）：提供数字量或模拟量的电信号。
3）光调制器（Optical Modulator）：将电信号（数字或模拟量）“加载”到光波上。
2、设计光发送机的原理图
此次设计是利用光源为频率193.1Thz的激光二极管CW Laser，同时使用一个Pseudo-Random Bit Sequence Generator模拟所需的数字信号序列，利用用户自定义码发生器，经过一个NRZ非归零码脉冲发生器转换为所需要的电脉冲信号，再通过低通高斯滤波器，再使信号通过一个LiNb Mach-Zehnder调制器，通过电光效应加载到光波上，成为最后入纤所需的载有“信息”的光信号。
图1 光纤发送机原理图
图中存在4个观察仪，分别为两个示波器观察仪和一个光时域观察仪和一个光谱仪，用来观察输出的光信号的时域特点和光谱特点。
二、电路的仿真图与参数设计
1、示波器的显示与设计
由原理图的驱动电路1的电压改变量ΔV1和驱动电路2的电压改变量ΔV2是相同的。下图为MZ调制器的参数设定窗口。其中MZ调制器以正交模式工作，外置偏压位于调制器光学响应曲线的中点，使偏压强度为其峰值的一半。而消光系数设为200dB，以避免任何由于不对称Y型波导而导致的啁啾声。
图2 MZ调制器参数设计图
下面两个图为示波器的显示图，两个图的正负相反，是由于电增益的增益为负值，
图3 两个示波器的显示图
2、光时域观察仪图形
当调制器按照上述调制时，并且脉冲发生器的参数如下图时光时域观察仪的图形如下所示：
图4 调制器的参数设计
3、光谱仪的仿真图
图6 光谱仪的图像
由上图可以看出光谱仪中power 、power X 的图像是相同的，和power y 的不相同。
第四章--光现象知识点归纳
八年级物理专第四章 光现象 1、光源 2、光的直线传播 重点掌握以下三点： （1）光的直线传播的条件：同一种均匀介质。光只有在同一种均匀介质中才能沿直线传播，如果介质不均匀，即使在同一种介质中，光的传播路线也会发生弯曲。如地球周围的大气层是不均匀的，海拔越高，空气越稀薄，太阳光进入大气层后，传播方向就会发生弯曲，早晨当太阳还在地平线以下时，我们就看见它了。 （2）光线：表示光的传播径迹和方向的直线叫光线，一般用一根带箭头的线段表示。光线并不是真实存在的，而是为非作歹形象、直观的表示光的传播路线和方向，方便研究光学现象而假设虚构的，是一种理想化的物理模型。 （3）、常见的现象： 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色区域即影子。 ③日食月食的形成：当地球 在中间时可形成月食。 如图：在月球后1的位置可看到日全食，在2的位置看到 日偏食，在3的位置看到日环食。 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。 3、光速 光是宇宙中最快的使者，在真空中的速度C=3×108m/s=3×105km/s 。光在其它介质中的传播速度比在真空中的速度小，在水中的速度约为真空中光速的3/4，在玻璃中速度为真空中速度的2/3 。 规律总结：光能在真空中传播，而声音不能在真空中传播。 4、光的反射现象 1、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、概念： 入射点：入射光线与反射面的交点 入射光线：射向反射面的光线 反射光线：从反射面反射出去的光线 法线：经过入射点所做的反射面的垂线 入射角：入射光线与法线的夹角 反射角：反射光线与法线的夹角 误区警示： ①入射光线的反射光线是有方向的，当用字母表示时，应沿光线的传播方向叙述字母，如入射光线为AO，反射光线为OB。 ②法线是为了科学准确地描述反射光线与入射光线的位置而引入的一条“辅助线”，本身并没有具体的物理意义。 ③反射角与入射角都是光线与法线的夹角，不是与反射面的夹角。 3、光的反射定律：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。 关于该定律的几点拓展： A．当入射光线垂直射向平面镜时，反射光线沿原路返回，反射光线、入射光线与法线重合，即三线合一。此时，入射角、反射角均为0度。 B．光路可逆原理 误区警示：反射角和入射角的逻辑关系：因为先有入射光线，然后才有反射光线；同样的道理，先有入射角，然后才有反射角，也就是说，入射光线决定反射光线，入射角的大小决定反射角的大小，所以，在光的反射定律中，我们不能说入射角等于反射角，只能说反射角等于入射角。 4、分类： ⑴镜面反射： 定义：射到物面上的平行光反射后仍然平行 条件：反射面平滑。 应用：迎着太阳看平静的水面，特别亮。黑板“反光”等，都是因为发生了镜面反射⑵漫反射： 定义：射到物面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。 条件：反射面凹凸不平。 应用：能从各个方向看到本身不发光的物体，是由于光射到物体上发生漫反射的缘故。 学习光的反射定律时，要注意入射光线和反射光线的因果关系。回答问题时，不要说成“入射角等于反射角”。因为先有入射角后有反射角，反射角由入射角决定，所以应该说：“反射角等于入射角”。图中i是入射角，r是反射角，∠r=∠i。还要注意到在反射时光路是可逆的。任何一条光线都遵守反射定律，即使在发生漫反射时，每一条光线还是遵守反射定律的。 5、平面镜成像 （1）平面镜： 1、成像特点： ①物体在平面镜里所成的像是虚像。 ②像、物到镜面的距离相等。
八年级物理第四章光现象知识点总结
第四章光现象 知识点一：光源 1、能发光的物体叫做光源。 光源可分为天然光源（水母、太阳），人造光源（灯泡、火把）; 月亮、钻石、镜子、影幕不是光源。 知识点二：光的直线传播 1、光沿直线传播的条件 ①光在（同）种（均匀）介质中沿直线传播； 如果介质是不同种或不均匀的，光线将会发生弯曲。例如：早晨太阳还在地平线以下时，我们就看到了它，就是因为大气层不均匀，靠近地面附近大气稠密，越到高空越稀薄，不均匀的大气层使光线变弯了，如图所示。 ②能传播光的介质必须是透明的，如水、玻璃、空气等。 2、光线——常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向；（是理想化物理模型，非真实存在） 3、光的直线传播的有关现象 （1）小孔成像：像的形状只跟物体的形状相似，与小孔的形状无关，像是倒立的实像（树阴下的光斑是太阳的像）。实像：由实际光线会聚而成的像。 a.小孔成像的条件：孔的大小必须远远小于孔到发光的距离及孔到光屏的距离。 b.像的大小与发光体到孔的距离和像到孔的距离有关，发光体到小孔的距离不变，光屏远离小孔，实像增大；光屏靠近小孔，实像减小；光屏到小孔的距离不变，发光体远离小孔，实像减小；发光体靠近小孔，实像增大。 △当物体到小孔的距离大于光屏到小孔的距离时，成缩小的像。
△当物体到小孔的距离小于光屏到小孔的距离时，成放大的像。 △当物体到小也孔的距离等于光屏到小孔的距离时，成等大的像。 （2）取得直线：激光准直（挖隧道定向）；整队集合；射击瞄准； （3）限制视线：坐井观天、一叶障目； （4）影子的形成：影子（光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体的后面形成阴暗区域即影子）。；日食(太阳—月球—地球)、月食(月球—太阳—地球)如图：在月球后1的位置可看到日全食，在2的位置看到日偏食，在3的位置看到日环食。 影子小孔成像 不同点“影子”是光不能到达的地方，形成的“小孔成像”是由光的直线传播形成 1 2 3
专题4 光现象
专题四光现象 2016~2018详解详析第6页 A组基础巩固 1.下图是我们常见的手影和水中的倒影,关于“手影”和“倒影”,下列说法正确的是( ) A.手影是光的直线传播形成的,倒影是光的反射形成的 B.手影是光的反射形成的,倒影是光的折射形成的 C.都是实像 D.都是虚像 2. 许多高速公路上,在交通标志线上每隔2 m安装一个凸起的纯玻璃元件,这种元件叫“夜精灵”。晚上只要汽车的灯光一照,司机就能看到附近地上的“夜精灵”亮起来(如图所示)。下列几种元件的工作原理与“夜精灵”完全不同的是( ) A.公路上反光标志牌 B.路口的红绿交通标志灯 C.自行车的尾灯 D.环卫工人穿的反光马甲 3. 如图所示,EF为平面镜,OA为反射光线,ON为法线,反射角∠NOA等于45°。已知∠BON等于30°,∠CON等于45°,∠DON等于60°,与反射光线OA对应的入射光线是( ) A.NO B.BO C.CO D.DO
4. 从平面镜里看到背后墙上挂钟的指针位置如图所示,此时准确的时间应该是( ) A.1点20分 B.10点20分 C.10点40分 D.11点20分 5.如图所示的四种现象中,属于光的折射现象的是( ) 6. 小明在家做了这样一个实验:如图所示把一枚硬币放在一个空碗底,把碗放在桌子上并慢慢向远处推移,直到眼睛刚好看不到硬币为止。保持头部不动,妈妈帮着缓缓地向碗中倒水,慢慢地趣事出现了,小明又重新看到了碗底的硬币。则如图的四幅光路图中,能对上述现象做出正确解释的是( ) 7.光使世界绚丽多彩,人们的生活离不开光。关于光现象,下列说法错误的是( ) A.用玻璃三棱镜可使太阳光发生色散 B.柳叶呈现绿色是因为它只反射绿光 C.光在银幕上发生漫反射时反射角小于入射角 D.有些超市收银员用紫外线识别钞票的真伪 8.合肥市的地铁建设正如火如荼地进行,在挖掘地铁隧道的过程中,采用了如图甲所示的激光准直系统,其工作原理与(选填“乙”“丙”或“丁”)图所示的原理相同。图丙中,当人靠近镜子时,人的脸在镜中的像将会(选填“变大”“变小”或“不变”)。
4.光现象单元测试一
4.光现象单元测试一 人教版八年级物理（上册）第二章《光现象》综合练习 （A卷） 一、填空题（每空2分，共30分） 1．（1999年甘肃）在射击时，瞄准的要领是“三点一线”，这是利用____的原理，光在____中传播的速度最大． 2．（2000年山西）排纵队时，如果看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，队就排直了，这可以用____来解释． 3．（2000年湖北黄冈）射到平面镜上的平行光线反射后____平行的．（选填“可能是”“仍是”“不”）在反射时光路____． 4．（1999年北京）教室里不同位置上的同学都能看到黑板上的粉笔字，这是光的____缘故．（填“镜面反射”或“漫反射” 5．（2000年辽宁）入射光线与镜面的夹角是30°，则入射光线与反射光线的夹角是____度，如果入射光线垂直射到镜面上，那么反射角是____度．6．（2001年河南）古诗词中有许多描述光学现象的诗句，如“潭清疑水浅”说的就是光的____现象；池水映明月“说的就是光的____现象．7．（1999年江苏南京）在碗底放一枚硬币，把碗移到眼睛刚好看不到硬币的地方，保持眼睛和碗的位置不变，请一位同学向碗里加水，将观察到____，产生这种现象的原因是____． 8．（2000年云南）如图所示的光路示意图中，MN是空气与玻璃的分界面，PQ为法线，根据图示，MN下方的物质是____，折射角是____，反射角是____． 二、选择题（每题2分，共24分） 9．一束光线垂直地射到平面镜上，经反射后，反射角是 A．90°B．0°C．180°D．45°10．一个人在竖直平面镜前以4．5 m/s的速度离开平面镜，则像对镜的速度是 A．4．5 m/s B．9 m/s C．拉长4．5 m/s D．拉长9 m/s 11．太阳光垂直照射到一很小的正方形小孔上，则在地面上产生光点的形状是 A．圆形的B．正方形的 C．不规则的D．成条形的 12．下列关于光的说法中，正确的是 A．光总是沿直线传播的 B．光的传播速度是3×108 m/s C．萤火虫不是光源 D．以上说法均不对 13．从平面镜里看到背后墙上挂钟的指针位置如图所示，此时准确的时间应该是 A．1点20分B．10点20分 C．10点40分D．11点20分
浙教版七下科学第四单元第4节光和颜色练习含答案
第4节光和颜色 例1 下列物体中不是光源的有( ) A．太阳B．月球C．萤火虫D．猫头鹰的眼睛 例2 在“小孔成像”的实验中，如果使烛焰靠近小孔一些，那么，小孔后光屏上烛焰 的像将( ) A．变小B．变大C．大小不变D．不能确定 例3 下列现象中不能用光的直线传播来解释的是( ) A．日食和月食B．影子的形成 C．小孔成像D．先看到闪电而后听到雷声 图2-7 图2-8 图2-9 【探究】影子和小孔成像两个现象都是光的直线传播规律的典型例证，是我们必须掌握的。例4绿色植物里的叶绿素是绿色的，所以( ) A．绿色光对绿色植物生长最有利 B．绿色光对绿色植物生长最不利 C．各种色光对绿色植物生长的作用相同 D．绿色开花植物最喜欢绿色光 (自贡中考题)在没有其他光照的情况下，舞台追舞灯发出的红光照在穿白色上衣、蓝色裙子的演员身上，观众看到她( ) A．全身呈蓝色B．全身呈红色 C．上衣呈红色，裙子呈蓝色D．上衣呈红色，裙子呈黑色 【答案】D 答案1、B、D。2、B。3、D。4、B。 达标练习 1．下列是光源的是（） A．月亮B．钻石C．放电影时的银幕D．燃烧的蜡烛 2．一个人沿马路行走时，经过一盏路灯，路灯照射出的人的影子长短会发生变化，其变 化的情况应该是( ) A．逐渐变长B．逐渐变短C．先变长，再变短D．先变短，再变长3．下列现象中，属于光的色散的是（） A．霓虹灯的灯光五颜六色B．彩色电视机的荧屏向面五彩缤纷 C．色彩丰富的中国水彩画D．雨后天空出现美丽的彩虹 4．下列有关紫外线的说法哪一个是不真实的（） A．它使一些物质发荧光，B．它能晒黑皮肤 C．它由太阳发出·D．它的传播速度比可见光快 5．戴黄色眼镜看白纸，白纸变成黄色，这是由于( ) A．白纸反射的光通过黄色镜片时，被镜片染上了黄色 B．白纸能反射黄色的光 C．通过黄色镜片看一切有颜色的物体都是黄色 D．黄色镜片只透过白纸反射光中的黄光
4.光现象单元测试四
（光现象） 一、填空题 １．______________叫做光源。太阳、萤火虫、月亮和水母，其中______不是光源。 ２．在开凿大山隧道时，工程师们常用激光束引导掘进机，使其沿直线前进，这是由于______________，应用这一规律还能解释_____________________________。（至少填出两个例子）； 3．光在真空（或空气）中的速度是 。光在水中或玻璃中的速度比这个速度_________。（填“大”或“小”） 4. 当反射光线与入射光线的夹角等于90°时，入射角等于_______度，当入射光线垂直镜面入射时，反射角等于_______度。若保持光的传播方向不变，而将平面镜沿逆时针方向转动20°角，则反射光线改变_______度。 5．一个人站在竖直的平面镜前2.5m 处，若将镜子向人平移0.6m,则人和像之间的距离变化了__________m 。所成的像将__________。（填“变大”、“变小”、“不变”）铅笔尖垂直接触玻璃镜面,笔尖的像到笔尖间的距离为4mm,由此可估算出镜子玻璃的厚度约为__________mm 。 6．如图1所示三种情景中，图A 是由_____________产生的，图B 是由_____________产生的 图C 是由_____________形成的现象。 7．在图2中两图分别表示宏烨同学站在岸上和水中的情况，对比两图可观察到的现象是___________________，这现象说明光从_______射向________时发生了___________。若小红潜入水中观察到岸上的树，和实际的树相比要 。（填“变高”、“变矮”、“不变”） 8．当你站在公园清澈的水塘边，看到鱼儿在晃动的树枝间游动，实际上，人看到的“鱼”是 （填“虚象”或“实象”），这是光的 现象；看到的“树枝”是 （填“虚象”或“实象”），这是光的 现象。 9．如图3所示,两块平面镜M 和N 成60°角放置,一束光线AO 射到平面镜M 上,经M 和N 两镜反射后沿原来的入射方向反射回去则入射光线AO 与平面镜M 的夹角为________。 10．如果一个物体能反射所有色光，则该物体呈现________色；如果一个物体能吸收所有的色光，则该物体呈现________色；如果一个物体能 ________所有色光，则该物体是无色透明的。 11．舞台上的演员穿着白上衣，蓝裤子，在红色的舞台灯光的照射下，他的上衣呈现_________色，裤子呈现_________色。 12．紫外线是 光（选填“可见”或“不可见光”）写出人们利用紫外线的一个事例： 。 二、选择题 13．关于小孔成像，下列说法正确的是 （ ） Ａ、小孔成的像一定比物体小 Ｂ、小孔成的像一定是虚像 Ｃ、小孔成的像一定是倒立的实像 Ｄ、小孔成的像一定是倒立的虚像 14．如图4是关于字母“F ”经平面镜反射成象的示意图，其中正确的是 （ ） 15．如图5所示，渔民在叉鱼时，为了能叉到鱼，应使鱼叉对准（ ） A 、所看到的鱼 B 、所看到的鱼的下方 C 、所看到的鱼的上方 D 、无法判断 16．产生月食现象的成因是（ ） A 、太阳光从侧面照到月球上 B 、月球运转到地球与太阳之间，射向地球的太阳光，途中被月球挡住 C 、地球运转到月球与太阳之间，射向月球的太阳光，途中被地球挡住 D 、其他星球转到月球与太阳之间，恰好挡住射向月球的太阳光 17．下列物理事实中属于光的色散的是（ ） Ａ、霓虹灯的灯光五颜六色 B 、彩色电视机的画面五彩缤纷 C 、色彩丰富的水彩画 D 、雨后天空出现的彩虹 18．雨后晴朗的夜晚为了不踩到地上的积水，下面的判断中正确的是（ ） A 、迎着月光走，地上光亮处是水；背着月光走，地上暗处是水 B 、迎着月光走，地上暗处是水；背着月光走，地上发亮处是水 C 、迎着月光走或背着月光走，都应是地上发亮处是水 D 、迎着月光走或背着月光走，都应是地上暗处是水 19．“猴子捞月”的寓言故事中，猴子看见月亮在井中（如图6所示），就要去捞，结果什么也没捞到，关于水中月亮离水面的远近，以下说法中正确 图2 A 图3图1 D A B C 图4 图5 图6
光纤通信课后习题解答 第5章 光源与光发送机习题解答
98 习题解答 1、比较LED 和LD ，并说明各自适应的工作范围。 答：LED 的发射光功率比LD 要小，不适合长距离系统；LED 的光谱宽度比LD 大得多，不适合长距离系统；LED 的调制带宽比LD 小得多，不适合长距离系统；LED 的温度特性比LD 好得多。所以，LED 适应于短距离小容量光纤通信系统，而LD 适应于长距离大容量光纤通信系统。 2、试说明LED 的工作原理。 答：当给LED 外加合适的正向电压时，Pp 结之间的势垒（相对于空穴）和Np 结之间的势垒（相对于电子）降低，大量的空穴和电子分别从P 区扩散到p 区和从N 区扩散到p 区（由于双异质结构，p 区中外来的电子和空穴不会分别扩散到P 区和N 区），在有源区形成粒子数反转分布状态，最终克服受激吸收及其它衰减而产生自发辐射的光输出。 3、试说明LD 的工作原理。 答：当给LD 外加适当的正向电压时，由于有源区粒子数的反转分布而首先发生自发辐射现象，那些传播方向与谐振腔高反射率界面垂直的自发辐射光子会在有源层内部边传播、边发生受激辐射放大（其余自发辐射光子均被衰减掉），直至传播到高反射率界面由被反射回有源层，再次向另一个方向传播受激辐射放大。如此反复，直到放大作用足以克服有源层和高反射率界面的损耗后，就会向高反射率界面外面输出激光。 4、为什么应用单纵模LD 光纤通信系统的传输速率远大于使用LED 光纤通信系统的传输速率？ 答：因为单纵模LD 的谱线宽度比LED 的谱线宽度小得多，单纵模LD 的调制带宽比LED 的调制带宽大得多，所以单纵模LD 光纤通信系统的传输速率远大于使用LED 光纤通信系统的传输速率。 5、若激光物质的禁带宽度为0.8eV 。试问该激光物质所能辐射的光波长是多少？ 答： =1.24/0.85 =1.55 6、光与物质的相互作用有哪几种方式？ 答：光与物质的相互作用时，存在自发辐射、受激辐射及受激吸收三种基本过程。 7、什么是粒子数反转分布？ 答：高能级上的电子数多于低能级上电子数，这种现象称为粒子数反转分布状态。 8、在光纤通信系统中，光源为什么要加正向电压？ 答：利用外加适当的正向电压可以实现发光物质的粒子数反转分布状态，从而使物质总体呈现发光过程。 9、光发送机主要由哪些部分组成？各部分的作用是什么？ g E 24.10≈λ（μm ）
2020中考物理专题专题4 光现象(第2期)(解析版)
专题4 光现象 一、选择题 1.（2020·重庆A）如图1所示,由于光的折射形成的是（） A.倒立的“烛焰” B.变幻的“手影”C、.折断”的铅笔D金色的"日环” 答案：C 解析：A选项，小孔成像利用的是光焰直线传播，A错误；B选项，手影利用的是光的直线传播，B错误；C选项，“折断的铅笔”是利用的光的折射，C正确；D选项，日食利用的是光焰直线传播，D错误。 2.（2020·重庆B）如图所示的事例，由于光的直线传播形成的是（） A. 筷子“折断” B. 水中“倒影” C. 用放大镜看字 D. 晴空“日食环” 【答案】D 【解析】 【详解】A．放在水中的筷子看起来向上弯折，是因为光从水中斜射入空气时，折射角大于入射角，属于光的折射现象，故A不符合题意； B．倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B不符合题意； C．放大镜把文字放大是凸透镜成像，属于光折射原理，故C不符合题意； D．在同一均匀介质中光是沿直线传播的，当太阳、地球、月亮三者处在同一直线时，月亮挡住了太阳光从而形成了日食环，故D符合题意。 故选D。
3.（2020·新疆生产建设兵团）下列现象中，由光的直线传播形成的是（） A. 透镜成像 B. 小孔成像 C. 海市蜃楼 D. 水面倒影 【答案】B 【解析】 【详解】A．凹透镜和凸透镜都是利用光的折射的原理成像，故A不符合题意； B．小孔成像的原理，是利用光在同种均匀介质中沿直线传播，即光的直线传播，故B符合题意； C．海市蜃楼是一种因为光的折射和全反射而形成的自然现象，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像，故C不符合题意； D．水中倒影的原理是光的反射，故D不符合题意。 故选B。 4.（2020·四川省南充市）对光现象的解释错误的是（） A. “小孔成像”所成的像是倒立的实像 B. 人远离平面镜时，平面镜中的像越来越小 C. 手机的人脸识别功能用到了光的反射 D. 今年疫情期间使用的红外测温仪是利用人体辐射的红外线，进行温度测量 【答案】B 【解析】 【详解】A．小孔成像成的像是倒立的实像，可以是放大的、缩小的、也可以是等大的，故A 正确，不符合题意； B．平面镜成的像与物体大小相等，人远离平面镜时，人的大小不变，像的大小不变，故B错误，符合题意； C．手机的人脸识别，是人脸反射的光进入手机摄像头，手机进行识别，故C正确，不符合题意； D．红外测温仪能检测到的人体辐射的红外线，然后转换成电信号，显示温度，故D正确，不符合题意。 故选B。 5.（2020·四川省乐山市）下列光现象中，由光的直线传播形成的是（）
浙教版-科学-七年级下册-浙教版第2章对环境的察觉第4节光和颜色-教案
2.4光和颜色 课题 2.4光和颜色（2）日期 教学目标1.通过观察了解太阳光的组成，知道白光是复色光 2.了解光的三原色是：红、蓝、绿及三原色的组合后的颜色 3.了解颜料的三原色：红、黄、蓝 4.知道看不见的光：紫外光和红外光 5.知道不透明物体的颜色和透明物体的颜色的成因 重点 难点分析白光是复合光，三标棱镜对白光的折射作用，物体颜色的成因 理解白光的色散现象及规律；不透明物体的颜色的成因和透明物体颜色的成因 课程资源 的准备 教学预设调控对策[准备引入] 打开窗帘让学生判断射入的光是什么颜色的？ [课题揭示]让学生玩用肥皂水吹泡泡的游戏。同时观察泡泡的颜色？ 展示图片：彩虹图片 演示：让一位学生上台用三棱镜将太阳光反射到白墙上，并观察白墙上光的颜色。[新课展开] 四、光的色散 提问：白色的太阳光，经过三棱镜和肥皂泡后，为什么会出现七色色呢？经过三棱镜后也出现了七种颜色，说明白光是单色光吗？这是一种什么现象呢？ 讲述：白光通过三棱镜后分解成七种颜色的现象称为光的色散，是由英国物理学家牛顿首先发现的；生活中的哪个现象就是光的色散现象？——彩虹 观察：让学生用放大镜观察电视屏幕上的颜色。能看到几种颜色。 太阳光的组成——太阳光是一种复合光，由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成，（注意与生活中说的赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫）不同。 五、物体的颜色小游戏 找一找墙上出现了几种颜色？ 动画演示：光的三原色及
5.1不透明物体的颜色 展示图片：展示几幅有关各种物体颜色的图片 讲述：我们生活的自然环境，五光十色，美丽动人，有红色的花，绿色的草，蓝色的天空，白色的云朵……各种物体都具有 各自的色彩。可是，这些艳丽的颜色，在漆黑的夜里就统统消失了。这说明只有在阳光（白色光）的照射下，物体才呈现出颜色。那么，为什么在同样光源的照耀下，各种物体会有不同的颜色呢？ 1.看到物体颜色的条件：哪种单色光能进入眼镜，看到的就是哪种颜色。 2.太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫多种色光混合而成的。不同的物体，对不同颜色的光线，吸收能力和反射能力又各不相同。被物体吸收的光线，人们就看不见，只有被反射的光线，人们才能看到。因此，某种物体能反射什么颜色的光，在我们看来，它就具有什么样的颜色。 演示：课件演示各种光的反射与颜色的关系。 讨论：现在你能说说：红色的花为什么会呈红色？白色的衣服为什么呈白色？黑色的布为什么呈黑色？ 那么透明物体的颜色形成的原理也是这样的吗？ 小实验：每个小组中的一个同学用一幅自制的眼镜，观察一张白纸。现象交流：思考：你认为透明物体的颜色的形成，是因为对太阳光的反射还是某种色光能透过形成的。透明物体的颜色：决定光透过的颜色，能透过什么颜色的光，就显示什么颜色。如：红色透明体只能透过红光。 观察：我们的教室玻璃窗用的是什么颜色的玻璃？你知道其中的原因吗？ 思考：你有没有见过家里的阳台上用的是蓝色玻璃？白天你在室内是感到亮还是较暗？为什么呢？家里物体的颜色有变化吗？ 5.2.光的三原色——红、绿、蓝 讲述：电视屏幕上只能观察到三种颜色：红、绿、蓝。但是我们却能看到更多的七色。这是怎么回事呢？ 红、蓝——品红色红、绿——黄色绿蓝——青色红、绿、蓝——白色六、看不见的光 演示：用摇控器转换电脑，让学生思考，摇控器是什么实验转换的？二色、三色的混合色。 课件演示：颜料三原色的混合结果。 回忆：耳能听到所有频率的声音吗？20——20000HZ
专题4 光现象(原卷版)
专题4 光现象 一、单项选择题 1.（2020·四川省雅安市）下列属于光的反射现象的是（） A. 路灯下人的影子 B. 人站在岸边看到水里游动的鱼 C. 晚上可以看到前面正在行驶的自行车的红色尾灯 D. 斜插入盛有水的玻璃杯中，看上去好像在水面处折断了的筷子 2.（2020·山东省泰安市）人在水面下看到岸边景物的正确光路是（） A. B. C. D. 3.（2020·山东省泰安市）下列有关光现象的描述正确的是（） A. “潭清疑水浅”，是由于光的反射形成的 B. “云在水中飘”，是由于光的反射形成的 C. 海市蜃楼，是由于光的直线传播形成的 D. 手影游戏，是由于光的色散形成的 4.（2020·四川省成都市）人工智能飞速发展的今天，智能配送机器人已被广泛使用，用户可通过人脸识别、输入(扫描)取货码等多种方式取货。图是某款机器人正在送货的情景，下列分析正确的是（） A. 机器人旁边的影子，是光的折射形成的 B. 行人都能看见机器人，是由于阳光在它表面发生了镜面反射 C. 用户进行人脸识别时，摄像头所成的像是倒立缩小的实像 D. 阳光是由红、绿、蓝三种颜色的光混合而成的 5.（2020·江苏省泰州市）下列现象中，由于光的直线传播形成的是（） A. 水中倒影 B. 小孔成像 C. 雨后彩虹 D. 海市蜃楼 6.（2020·湖南省常德市）关于光现象，下列说法中不正确的是（）
A. 开凿隧道时用激光束引导掘进机，利用了光的直线传播 B. 漫反射不遵守光的反射定律 C. 自行车尾灯是靠光的反射来引起后方车辆司机注意的 D. 雨后出现彩虹是光的色散现象 7.（2020·贵州省黔西南州）有“天空之镜”美誉的茶卡盐湖，平静的白色湖面上会倒映着湛蓝的天空、白白的云朵以及观赏的游客，清晰而又美丽，如图。对图中景象，下列分析正确的是( ) A. 倒影是光的折射形成的 B. 人身后的黑影是光的直线传播形成的 C. 倒影与黑影都一定与人物等大 D. 拍摄这幅照片时，照相机所成的是正立的虚像 二、填空题 8.（2020·四川省成都市）小王走向正前方的玻璃窗，想看看美丽的夜景，却发现玻璃窗里有个“自己”迎面走来，这是光的____________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”)现象。同时她发现，房内电灯通过玻璃成的像与她本人的距离___________。 9.（2020·山东省泰安市）利用一块平面镜使图中的一束光竖直射入井中，则反射角的大小是______。 10.（2020·贵州省黔南州）小丽站在平面镜前1.5 m处观察自己在镜中的像，镜中的像是______（选填“虚像”或“实像”），像到平面镜的距离是_____m，她向平面镜靠近的过程中，像的大小______（选填“变大”“变小”“不变”）。
中考物理总复习系列4光现象
第四章《光现象》 知识点1：光的直线传播 1.光源：能够发光的物体都叫做光源. 2.规律：光在__同种均匀__介质中沿直线传播 3.现象影子、日食、月食 4.应用激光准直、站队看齐、射击瞄准等 5.光速光在真空中的传播速度c ＝__3.0×108__m/s.光在不同的介质中的传播速度不同 知识点2：光的反射 1．光的反射：光的反射定律 2．两种反射：漫反射和镜面反射 知识点3：平面镜成像 成像特点：平面镜成的像是虚像,像和物体大小__相等__,像和物体到镜面的距离__相等__,像和物体的连线与镜面__垂直__ 知识点4：光的折射 折射规律：①折射光线与入射光线、法线在__同一平面__内——三线共面；②折射光线和入射光线分居__法线__两侧——两线分居；③当光线由空气斜射入水中时,折射角__小于__入射角,入射角增大,折射角也__增大__；④当光线垂直入射时,传播方向__不变__；⑤在光的折射现象中,光路是__可逆__的. 知识点5：光的色散 1.光的色散：光的色散太阳光通过棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各种色光的现象叫光的色散. 2.色光的三原色：__红__、绿、蓝 知识点6：看不见的光 1.红外线：热作用强 2.紫外线：化学效应强 1. 考查热点：光的反射和折射规律的实验探究,平面镜成像的探究,光的反射及折射的作图 2. 考查题型：以选择题、填空题、实验题、作图题为主 3. 备考重点：光的反射,平面镜成像,光的折射 考点1：光的直线传播 光现象的识别 例1 (·南充中考)夏日清晨,阳光明媚,周末小明和妈妈一同来到了湖边散步,岸上拉着母子俩长长的影子,湖中柳影摇曳,小明指着自己的影子对妈妈说这是光的__直线传播__形成的,又指着湖中柳树的倒影说这是光的__反射__形成的. 方法点拨： 在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的.在辨别光现象的图片时,凡是“黑影”“缩小版的原物(圆形光斑)”“遮挡”等都属于光的直线传播. 考点2：光的反射和折射作图 ★知识梳理 ★备考指导 ★突破考点,典例呈现 ★考纲要求： 1. 光在同种均匀介质中的传播特点与光的反射和折射规律的实验探究.（认识、探究） 2. 平面镜成像.（认识、探究） 3. 白光的组成；光的色散.（认识）
4.光现象单元测试三
第二章光现象测试题 一、选择题（每小题3分，共30分） 1、下列有关光的现象中，正确的说法是（） A．阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，这里蕴含着光的反射 B．光与镜面成30°角射在平面镜上，则其反射角也是30° C．人在照镜子时，总是靠近镜子去看，其原因是靠近时像会变大 D．老年人通过放大镜看书，看到的字的实像 2、小明在听讲座时，想把投影在银幕上的彩色图像用照相机拍摄下来。由于会场比较暗，他使用了闪 光灯，这样拍摄出来的照片（） A．反而看不清投影到银幕上的图像，倒是把银幕上的一些污渍拍出来了 B．色彩鲜艳，比不用闪光灯清楚多了 C．色彩被闪掉了，拍到的仅有黑色的字和线条 D．与不用闪光灯时效果一样，因为拍摄的是银幕上的像，而不是实际的景物 3、08年春节晚会中有一精彩的“手影戏”──《逗趣》。两位演员用手分别表演了动物、人物的各种 形态。活灵活现的手影如图1所示，让观众大开眼界。手影的形成是由于（） A．光的直线传播B．光的折射C．光的反射D．光的镜面反射 4、小赵同学手拿时钟站在平面镜前，如图2所示是平面镜中的像，则（） A．小赵同学离平面镜越远，像越小 B．小赵同学离平面镜越远，像越大 C．时钟指示的时间是3点正 D．时钟指示的时间是9点正 5、黑板上同一个字，有的座位上的同学看得清楚，而有的座位上同学看不清楚，其原因是（） A．教室光线亮度不够 B．黑板产生镜面反射造成的看不清楚 C．黑板漫反射造成的看不清楚 D．以上说法都不对 6、如图3所示，一束光线斜射入容器中，在P处形成一光斑，在向容器里逐渐加满水的过程中，光 斑将（） A．向左移动后静止B．向右移动后静止C．先向左移动再向右移动D．仍在原来位置 7、入射光线与镜面的夹角减小20°，则反射光线与入射光线的夹角将（） A．减小20° B．减小40° C．增大20° D．增大40° 8、潜在水中的人从水中观看岸上的路灯，他看到的灯跟灯的实际位置相比较（） A．高一些B．低一些C．不变D．条件不足，无法判断 9、如图4所示验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能 用来控制电风扇、电视机、空调器等。对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是（） A．验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线 C．验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线 B．验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线 D．验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线 10、（08广州）为北京2008年奥运会而建造的国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上点缀了无数白色的亮 点如图5所示，它们被称为镀点。北京奥运会举办时正值盛夏，镀点能改变光线的方向，将光线挡在场馆之外，镀点对外 界阳光的主要作用是（）
浙教版七年级科学下册教案示例第4节光和颜色
教学方法 实验探究 教学准备 学生课前准备：各种不同颜色的玻璃片。 各种光源（蜡烛、手电发等）、水槽、玻璃砖、平面镜、光的色散演示仪、三棱镜、带圆孔的硬纸板，红、绿、蓝三种透明的塑料薄膜，红、绿、蓝三块有色玻璃，红、绿、蓝、黑四种纸屏。 教学流程设计 教学过程设计 新课引入 设疑激趣：我们看到的物体的颜色为什么有的是红色、有的是蓝色、而有的又是黑色，夏天雨过天晴，天上为什么会出现彩虹？带上蓝色的有色眼镜看物体会是什么样子？ 新课教学
光源： 设问：哪些物体能够自己发光？哪些是人照的？哪些是天然的？ 学生举例归纳：能够自己发光的物体叫做光源。分为：人照光源、天然光源。 人照光源简介。 光的直线传播 设问：光发出后是如何传播的？直线、曲线？在水中呢？玻璃中又如何？ 引导学生设计实验验证自己的结论：光是沿直线传播的。 实验1：手电筒发出的光，在空气中传播的路线是怎样的？ 观察并得出结论：光在空气是沿直线传播的。 实验2：观察用手电筒发出的光在水中传播的路线是怎样的？ 实验3：观察用手电筒发出的光，在玻璃中是怎样传播的？ 注意：可以在最后使光斜射到水面或玻璃面上，让学生观察到：虽然光在空气、水中、玻璃中传播的路线都是直的，但在空气与水、空气与玻璃的分界面处，光的传播方向发生了改变，以加深对“光沿和直线传播”的条件——同一种均匀介质的理解，同时也为下一节讲述光的折射现象打下伏笔。 结论：光在同一种均匀物质中是沿直线传播的。 应用：“三点一线”，射击、站队、栽树。 光速 演示：闭合开关整个教室几乎同时被照亮。 设问：是离灯近的地方和远的地方，哪个先被光照亮？光传播需要时间吗？ 讲解光速：光在不同的物质传播的快慢是不同的，在真空中的传播速度最快，每秒达3×105千米，相当于每秒钟围绕地球赤道七圈半；在空气中传播比在真空中稍慢一点；在水中每秒钟传播的距离为真空中的3/4。 设问：光在一年可以传播多远？L=9。4608×1012千米。打雷时，为什么总是先看到闪电后听到雷声？百米比赛时，记时员，是见到发令枪冒烟就记时，还是听到枪声记时？ 设疑：光速是如何测出来的？谁最先测出来？请同学们下去查找有关资料，下节交流。 光的色散 设问：雨过天晴，有时天空会出现美丽的彩虹，它是如何形成的？白光和红光比较哪个更简单一些？ 实验探究1：在盛有水的脸盆里斜放着一面镜子，然后，把太阳光反射到纸上，不断调整镜子的角度，会看到七色光。 设问：七色光从哪里来的？水会变色？镜子会变色？ 实验探究2：光的色散实验：让太阳光穿过一条狭缝，射到三棱镜上，从棱镜的另一侧的白纸屏上看到一条彩色的光带：且按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、的顺序排列。
浙教版七年级科学下册 第4节 光和颜色教案
《第1节感受世界》教案 一、教学目标 （一）知识与技能 1、能从几个物体中找出哪些是光源。 2、理解光传播和声音传播的区别：光在同一种透明物体中沿直线传播。 3、记住光在真空中传播的速度是3×105千米/秒。 4、通过观察了解太阳光的组成。 （二）过程与方法 1、初步掌握课题解决的思维程序步骤，初步学会用光路图形象表示光现象的物理方法。 2、培养学生用实验来展示科学现象、分析实验现象、用科学知识解决实际问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 1、培养学生实事求是的科学态度。 2、通过实验设计培养学生的学习兴趣和合作精神，创新精神。 二、教学重点 1、认识在同一种物体中光以直线传播，并能解释某些现象。 2、知道什么叫光的色散。 3、知道光源的概念以及光的传播速度。 4、了解红外线与紫外线及其应用。 三、教学难点 1、认识在同一种物体中光以直线传播，并能解释某些现象。 2、知道什么叫光的色散。 四、课时安排 2课时 五、教学准备 学生课前准备：各种不同颜色的玻璃片。各种光源（蜡烛、手电发等）、水槽、玻璃砖、平面镜、光的色散演示仪、三棱镜、带圆孔的硬纸板，红、绿、蓝三种透明的塑料薄膜，红、绿、蓝三块有色玻璃，红、绿、蓝、黑四种纸屏。 六、教学过程 新课导入：
利用媒体展示有关光的一些图片，在学生欣赏时提问：你为什么能看到这些图片？（因为有光进入了人的眼睛）请你闭上眼睛，你还能看见这些图片吗？（不能）为什么？（光没有进入我们的眼睛。） 新课讲解： 一、光源 问：那么光从哪里来？（学生举例） 你能找出它们的共同点吗？（能够自身发光） 我们把能自身发光的物体叫做光源。（观看媒体上播放出的一些物体，判断是否是光源）提问：我们经常说皎洁的月光，月亮是不是光源？光彩夺目的钻石是不是？为什么？ 可我们明明看到了月亮钻石了，我们不是说看见物体必须有光从这个物体上射入我们的眼睛吗？（能反射光） 所以月亮钻石包括桌子、椅子也不是光源，我们却能看到它，因为它能反射光，光再进入我们的眼睛，所以就看到了。（为下节课引导） 二、光的直线传播 图片展示：放映机的光束；穿过森林的太阳光束；雾天车灯的光束；雨中车灯的光束。 设问：光发出后是如何传播的？直线、曲线？在水中呢？玻璃中又如何？ 引导学生设计实验验证自己的结论：光是沿直线传播的。 要想确切了解光的直线传播的规律，同学们必须用实验自己去研究，实验中要注意思考以下几个问题： （1）光可以在哪些物质中传播？这些物质有什么共同特点？ （2）光在这些物质中是沿什么路线传播的？ （3）光总是沿着这样的路线传播吗？有没有条件限制呢？ 实验1：手电筒发出的光，在空气中传播的路线是怎样的？ 观察并得出结论：光在空气是沿直线传播的。 实验2：观察用手电筒发出的光在水中传播的路线是怎样的？ 实验3：观察用手电筒发出的光，在玻璃中是怎样传播的？ 注意：可以在最后使光斜射到水面或玻璃面上，让学生观察到：虽然光在空气、水中、玻璃中传播的路线都是直的，但在空气与水、空气与玻璃的分界面处，光的传播方向发生了改变，以加深对“光沿和直线传播”的条件——同一种均匀介质的理解，同时也为下一节讲述光的折射现象打下伏笔。 结论：光在同一种均匀物质中是沿直线传播的。 为了形象表示光的传播，我们可以沿光的传播路线画一条直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向，这种表示光的传播方向的直线叫做光线。（板图示范光线的画法）
光发送机
光发射机模型设计与仿真 一、光发送机原理简介 1、光发送机的结构 光发送机是它的一个光通信系统中重要的组成部分，它的作用是将电端机送来的电信号转变为光信号，并送进光纤线路进行传输。光发送机的核心是光源及其驱动电路。一般光发送机由以下三个部分组成： 1)光源（Optical Source）：一般为LED和LD，此次用的为连续波激光器 2)脉冲驱动电路（Electrical Pulse Generator）：提供数字量或模拟量的电信号。 3）光调制器（Optical Modulator）：将电信号（数字或模拟量）“加载”到光波上。 2、设计光发送机的原理图 此次设计是利用光源为频率193.1Thz的激光二极管CW Laser，同时使用一个Pseudo-Random Bit Sequence Generator模拟所需的数字信号序列，利用用户自定义码发生器，经过一个NRZ非归零码脉冲发生器转换为所需要的电脉冲信号，再通过低通高斯滤波器，再使信号通过一个LiNb Mach-Zehnder调制器，通过电光效应加载到光波上，成为最后入纤所需的载有“信息”的光信号。 图1 光纤发送机原理图 图中存在4个观察仪，分别为两个示波器观察仪和一个光时域观察仪和一个光谱仪，用来观察输出的光信号的时域特点和光谱特点。
二、电路的仿真图与参数设计 1、示波器的显示与设计 由原理图的驱动电路1的电压改变量ΔV1和驱动电路2的电压改变量ΔV2是相同的。下图为MZ调制器的参数设定窗口。其中MZ调制器以正交模式工作，外置偏压位于调制器光学响应曲线的中点，使偏压强度为其峰值的一半。而消光系数设为200dB，以避免任何由于不对称Y型波导而导致的啁啾声。 图2 MZ调制器参数设计图 下面两个图为示波器的显示图，两个图的正负相反，是由于电增益的增益为负值， 图3 两个示波器的显示图
第4章光现象知识点总结复习
班级: ____________ 姓名：___________________ 识点过关训练4——光的传播 一、光的传播 1、光源：____________ 的物体叫做光源。 光源分为：____________ （水母、太阳），_________ （灯泡、火把） 2、光在同种均匀介质中沿_________ 传播 光的直线传播的应用： （1）_________ :像的形状与小孔的形状无关，像是倒立的实像（树阴下的光斑是太阳的像）。 （2） ___________ （3）_____________ （4）_____________ 3、光线：常用一条带有 ______ 的直线表示光的________ 和 ________ ；（是理想化物理模型，非真实存在） 4、真空中光速是宇宙中最快的速度； c = ______________ 5、光年：是光在一年中传播的距离，光年是______ 单位 二、光的反射 1、当光射到物体表面时，被反射回来的现象叫做 _____________ 。 2、我们看见不发光的物体是因为物体 _________ 进入了我们的眼睛。 3、反射定律：（1）在反射现象中， _____________ 、______________ 、 _______ 都在同一个平面内； （2）反射光线、入射光线分居____________ ； （3） _________________________ 。 4、入射角增大反射角随之 _______ 。 5、垂直入射时，入射角、反射角相等都等于 _____ 度。 6 两种反射： ________ 反射和______ 反射。 镜面反射和漫反射的相同点：都是反射现象，都遵守_______________ ； 三、平面镜成像 1、平面镜成像特点：①正立的 _____ 像 ②像和物的大小______ ③像和物关于镜面______ （轴对称图形） ④像和物对应点的连线和镜面_______ ，到镜面距离 ______ 2、关于平面镜成像的实验： ①用玻璃板代替平面镜：便于__________ ； ②刻度尺的作用：便于比较像与物到平面镜的_______ 关系； ③选取两段完全相同的蜡烛：为了比较像与物的________ 关系； ④移去后面的蜡烛，并在所在的位置上放一光凭，则光凭上不能接受到蜡烛烛焰的像，所以平面 镜所成的像是 ________ ； ⑤将蜡烛远离玻璃板时，它的像的大小_______ 。 ⑥有3mm和2mm的两块玻璃板，应选择2mn厚的玻璃板做实验，玻璃板太厚，会看到______ 像。（选 1、2 或3） ⑦玻璃板没有放正，倾斜放置，蜡烛与像不能完全______ 。不容易找到像。 ⑧该实验在_________ 的环境中做效果好。 3、平面镜成像的原理：________________