光现象与透镜成像

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恒佳教育学科导学案 教师: 学生: 日期:2011- 星期: 时段: 课 题 光现象与透镜成像 考点分析 光的反射规律， 学习目标 理解光的反射规律，理解并应用透镜成像规律 重点难点 透镜成像规律的应用 学习内容与过程 一 基本概念： （一）光的色彩 颜色 1.自身发光的物体叫做光源. 分为天然光源（太阳、萤火虫、闪电、发光的水母）和人造光源（打开的电灯、燃烧的光源）；月亮、行星、卫星、珍珠宝石、镜子都不是光源。 3.白光是由赤、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的复合光。 物体只能透过与其自身颜色相同的色光，其他颜色的光都被吸收了；不透明物体颜色由其反射色光决定（黑色物体吸收任何色光，白色物体反射所有色光）。 5.红、绿、蓝是光的三原色。 人眼看不见的光 以外的能量辐射叫做红外线。红外线能使被照物体发热，具有热效应。地球上的热主要就是以红外线的形式传到地球上的。应用：拍片诊断、红外线探测器、红外线望远镜、红外线照相机、红外线夜视仪、红外线摄像仪、电视遥控器、响尾蛇导弹 2.紫光以外的能量辐射叫做紫外线。紫外线能使荧光物质发光，且能够消毒杀菌。紫外线应用：消毒碗柜、验钞机 （二）光的直线传播 1.光在同种均匀的介质中是沿直线传播的。 2.用一根带箭头的线表示光的传播方向和路径，这条直线叫做光线(光线只是一种假想)。 线传播的应用：手影戏、日食、月食、射击瞄准、激光准直、小孔成像（成倒立的像，且所成像与小孔形状无关）。 小孔成像：像的形状与小孔的形状无关，像是倒立的实像 下的光斑是太阳的像） 取直线：激光准直（挖隧道定向）；整队集合；射击瞄准； 限制视线：坐井观天 会作有水、无水时青蛙视野的光路图）；一叶障目； 影的形成：影子；日食、月食 知道日食时月球在中间；月食时地球在中间） 4.光在真空中传播的速度是3×108 m/s，每秒通过的路程相当于7.5个赤道。 空中光速是宇宙中最快的速度； 计算中，真空或空气中光速c=3×108m/s; 在水中的速度约为 c，光在玻璃中的速度约为 c； 年：是光在一年中传播的距离，光年是长度（距离）单位； ≈9.4608×1015m≈9.4608×1012km； 音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传播； 空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢（二者刚好相反）。 远大于声速，（如先看见闪电再听见雷声，在100m赛跑时声音传播的时间不能忽略不计，但光传播的时间可忽略不计）。 （三）平面镜成像 光射到物体表面时，有一部份光会被物体反射回来，这种现象叫做光的反射。 们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。 3、过入射点且垂直与反射面的直线叫做法线，入射光线和法线的夹角叫入射角，反射光线和法线的夹角叫反射角。 律：在反射现象中，反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内；反射光线、入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。 射角与反射角之间存在因果关系，反射角总是随入射角的变化而变化，因而只能说反射角等于入射角，不能说成入射角等于。（镜面旋转X°，反射光旋转2X°）垂直入射时，入射角、反射角等于0° 射现象中，光路是可逆的（互看双眼） 用光的反射定律画一般的光路图（要求会作）：确定入（反）射点；根据法线和反射面垂直，做出法线；根据反射角等于入画出入射光线或反射光线 种反射：镜面反射和漫反射。 镜面反射：平行光射到光滑的反射面上时，反射光仍然被平行的反射出去； 漫反射：平行光射到粗糙的反射面上，反射光将沿各个方向反射出去； 镜面反射和漫反射的相同点：都是反射现象，都遵守反射定律； 是：反射面不同（一个光滑，一个粗糙），一个方向的入射光，镜面反射的反射光只射向一个方向（刺眼）；而漫反射射向方；（下雨天向光走走暗处，背光走要走亮处，因为积水发生镜面反射，地面发生漫反射，电影屏幕粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光射向四处，黑板上“反光”是发生了镜面反射） 7.能看到但不能用光屏接收的像叫做虚像；相反，能看见且能用光屏接收的像叫做实像。 镜成像的特点： 像，像和物关于镜面对称，像和物的大小相等，像和物对应的点的连线和镜面垂直，像到镜面的距离和物到镜面的距离相等；上下相同，左右相反（镜中人的左手是人的右手，看镜子中的钟的时间要看纸张的反面，物体远离、靠近镜面像的大小不变，随着远离、靠近镜面相同的距离，对人是2倍距离）。 中倒影的形成的原因：平静的水面就好像一个平面镜，它可以成像（水中月、镜中花）；对实物的每一点来说，它在水中所点都与物点“等距”，树木和房屋上各点与水面的距离不同，越接近水面的点，所成像亦距水面越近，无数个点组成的像在看就是倒影了。（物离水面多高，像离水面就是多远，与水的深度无关）。 面镜成虚像的原因：物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚而是发散的，这些光线的反向延长线（画时）相交成的像，不能呈现在光屏上，只能通过人眼观察到，故称为虚像（不是由实际光线会聚而成）注意：进入眼睛的光并像点，是反射光。要求能用平面镜成像的规律（像、物关于镜面对称）和平面镜成像的原理（同一物点发出的光线经反射后，反射光的反向延长线交于像点）作光路图（作出物、像、反射光线和入射光线）； 光的折射 1. 光从一种介质斜射入另一种介质，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射。 光的折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；当光从空气斜射时，折射光线偏向发现，折射角小于入射角；当光从水斜射如空气中时，折射光线偏离法线，折射角大于入射角；当光垂直入射时，传播方向不变；折射角随入射角的改变而改变。 3. 光折射时速度发生改变。 4. 折射时看到的像是虚像，且虚像总是在实像的正上方。 透镜 1. 透镜分为凸透镜（中间厚，边缘薄）和凹透镜（中间薄，边缘厚）。 2. 凸透镜对光线有会聚作用，又叫会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用，又叫发散透镜。 凸透镜的中心叫光心，穿过光心且垂直于透镜平面的直线叫做主光轴，平行于主光轴的平行光线经凸透镜折射后会聚的点叫做焦点，焦点到光心的距离叫焦距，凸透镜有两个焦点。 凹透镜的中心叫光心，穿过光心且垂直于透镜平面的直线叫做主光轴，平行于主光轴的平行光线经凹透镜折射后发散光线的反向延长线会聚的点叫焦点，凹透镜有两个焦点。 经过凸透镜光心的光线方向不发生改变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点；过焦点或自焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。 经过凹透镜光心的光线不发生改变；若入射光线和焦点在同一条直线上，那么经凹透镜折射后的光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，它们的反向延长线经过焦点。 探究凸透镜成像的规律 1． 物体到透镜光心的距离叫物距(u)，像到透镜光心的距离叫做相距(V)。 2． 凸透镜成像实验： ⑴ 提出问题：相距受什么因素影响 ⑵ 猜想假设：相距与物距有关 ⑶ 设计实验与制定计划： ① 器材：光具座、凸透镜蜡烛、光屏、火柴 步骤：测定所选凸透镜的焦距；将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，并且调节三者中心在同一高度；点燃蜡烛从距凸透镜较远处逐渐靠近透镜，然后前后移动光屏直到找到一个最清晰的像为止，并记录数据。 ⒊实验数据： 物距 像距 成像性质 应用 u＞2f f＜V＜2f 倒立，缩小，实像 照相机、眼睛 f＜u＜2f V＞2f 倒立，放大，实像 投影仪、放映机、幻灯机 u=2f V=2f 倒立，等大，实像 u＜f 正立，放大，虚像 放大镜 u=f 无法成像 可得到一束平行光 ⒋凸透镜成像的规律还有： ① 像的移动方向和物体的移动方向相反 ② 像的移动方向和凸透镜的移动方向一致。 ③ 遮住凸透镜的部分，像大小不变，亮度变暗。 ④ 成像时实像总是倒立的，而虚像总是正立的。 u＞f时，物距增大，相距减小，像变小；物距减小，相距增大，像变大，u＜f时，物距增大，像变大；物距减小，像变小。 当物距大于像距时，成的像一定是倒立、缩小的实像；如果物距小于像距，成的像一定是倒立放大的实像；如果物距等于像距，成的像一定是倒立等大的实像。 ⑦ f2f时，物体的移动速度大于像的移动速度。 照相机与眼睛 视力的矫正 1. 照相机的基本结构：镜头、光圈、快门、暗盒。 2. 照相机工作原理：u>2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像。 3. 眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于底片。 4. 晶状体上的睫状肌收缩，使晶状体焦距改变，从而改变焦距，进而看到远近不同的物体。 成实像时，f增大,则V随之增大，像也变大，f减小，则V随之减小，像也变小；成虚像时，f增大，像变小；f减小，像变大。 望远镜与显微镜 1. 靠近眼睛的透镜叫目镜，靠近被观察物体的透镜叫物镜。 望远镜分为伽利略望远镜（目镜是凹透镜，物镜是凸透镜，可看到正立、缩小的虚像）和开普勒望远镜（目镜是焦距较短的凸透镜，物镜是焦距较长的凸透镜，可看到倒立、缩小的虚像）。 3. 显微镜是由两个凸透镜组成，目镜焦距较长，物镜焦距较短，可看到倒立、放大的虚像。 望远镜和显微镜工作原理：

课内练习与训练 光现象练习 一、填空题 1．在 ①正在放映的电影银幕 ②正在放映电视的电视机屏幕 ③光彩夺目的夜明珠 ④点燃的油灯 ⑤闪亮的钻石等物体中，属于光源的是 。（填序号） 2．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”）。 们能够从不同方向都看到本身不发光的物体，是由于光射到物体表面上时发生了 的缘故，其中的每一条光线都遵循光的 定律。 在光谱上红光以外的部分能使非常灵敏的温度计的温度升高，说明也有能量辐射，不过人眼看不见，我们把这样的辐射叫 。在光谱的紫端以外，也有一种看不见的光叫 。 育课上，老师一声“向前看齐”，队伍很快就排直了。实际上是每位同学前面的一位同学，如果挡住了前面所有的同学，就可使队伍站直了，这可以用 来解释 。 6．色光的三原色是 ，三原色色光混合后为 。 们在教室的各个方向都能看到黑板上的字，这是光的 现象；而学习或工作用的台灯上有一个灯罩（如图B3-1），其作用是利用光的 定律将光线尽量集中照到需要照射的地方，因此灯罩内表面应尽量 。 8．在某饭店的一个长方形房间里，为了使客人感觉室内宽敞，主人在二面墙上装了一个与墙等大的平面镜，这是利用了 原理达到这一目的的，这样可以使人感觉房间的大小是原来的 倍． 图所示，公路边设有一大平面镜，我们从镜中看到一辆汽车向东驶到十字路口向右拐弯，这辆车实际上是向 行驶，向 拐弯．

夜晚的剧场，一舞蹈演员身穿蓝色毛衣、白色裤子表演，当红色聚光灯投射到演员身上时，观众看到演员的毛衣颜色为______________色。当灯光射向演员，观众就能看见她，是因为灯光在演员身上发生了____________。 甲所示，让一束太阳光通过三棱镜射到白屏上，在光屏上形成一条彩色光带，其颜色自上而下依次是_________________不同颜色的光。若在白屏上贴一张红纸（图乙），则光屏上就出现_______________________。