第五讲光的直线传播和反射.docx

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第五讲光的直线传播和反射

光的直线传播和反射

课前思考

太阳是个燃烧的“火球”，发光发热；月亮并不是“火球”，为什么也是亮的？

日食和月食是怎么形成的，为什么有全食和偏食之分？

汽车的反光镜为什么做成凸面的？

希望通过今天的学习，你能既“知其然”也“知其所以然”。

知识点精讲

知识点一：

光源

能够自行发光的物体叫做光源．光源有好多种，按成因分，可分为自然光源和人造光源；按发光原理可分为热光源和冷光源。

人造光源有：

手电筒、火把、油灯、蜡烛、白炽灯等；

自然光源有：

太阳、萤火虫等；

热光源有：

太阳、手电筒、火把、白炽灯等；

冷光源有：

萤火虫、荧光棒等。

注意：

夜空中的月亮和闪闪的钻石都不是光源，你知道这是为什么吗？

经典例题：

【例1】下列物体是光源的是（）

A．红宝石B．月亮C．烛焰D．明亮的铝片

【例2】下列物体属于人造光源的是（）

A．萤火虫B．雪白的墙壁C．蜡烛D．太阳

【例3】下列物体属于冷光源的是（）

A．荧光棒B．火炬C．水中的月亮D．手电筒

知识拓展：

《动物世界》里面播放夜间画面时，常会看到狼之类的野兽闪着一对绿幽幽的眼睛。

如果仔细观察，会发现家里的宠物猫（或狗）的眼睛到了晚上也会闪闪发光。

请同学们想一想，这些动物的眼睛是不是光源呢？

夜行动物的眼睛是不能自己发光的，无论是家里的宠物还是在电视上看到地那种绿绿的狼眼实际上都是眼睛反射的光。

知识点二：

光的直线传播

1.光沿直线传播的条件：

在同一种均匀介质中光沿直线传播，如果介质布不均匀，即使是同一种介质光也不会沿直线传播，要发生偏折．例如太阳光在地球周围大气层中传播路线是弯曲的。

如果介质分布均匀，光从一种介质射到另一种介质中时，一般也会改变传播方向，不再沿原方向直线传播。

光的传播是独立的，即某一光束的传播与同时是否有其他光束在同一区域内传播无关，两光束相遇时互不干扰。

2.光速：

光在真空中的传播速度

，在其他介质中的传播速度均小于这个值。

光在空气中的传播速度近似为

。

光年：

天文学上常用的长度单位。

一光年就是光在真空中一年内所走的距离（

）。

3.光的直线传播的现象：

（1）影的形成：

影是自光源发出的光照射到不透明的物体时，在物体背光面的后方形成的光所达不到的区域。

我国民间艺术——皮影

古代人们利用影子测得时刻的一种计时仪器——日晷

（2）日食的形成：

当月球运行到太阳与地球之间时，月球的影子会落在地球上，本影区域是太阳光完全不能到达的区域，地球上位于此区域的人完全看不到太阳，形成日全食。

半影区域是一部分太阳光能到达的区域，地球上此区域的人，可看到太阳的一部分，形成日偏食；由于月球绕地球运动的轨道是椭圆，当月球与地球的距离较远时，地球上的人可能位于伪本影区域，可观察到太阳的外环，形成日环食。

月食的形成：

当地球运行太阳和月球之间时，月球完全进入地球本影区域时，地球上的人可看到月全食；月球部分位于本影区域，部分位于半影区域时，地球的人可看到月偏食．

（3）小孔成像：

远在2400多年前我国《墨经》一书中就记载了光的直线传播、影的形成,小孔所成的像是倒立、实像。

（4）激光准直：

开凿隧道时用激光准直。

经典例题：

【例1】光在真空中的传播速度是

，在其他介质中的传播速度要比这个速度。

【例2】下图是月球的影区分布，当人随地球运动到_____区时会看到日全食，运动到_____区时会看到日偏食，运动到_____区时会看到日环食．

【例3】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。

【例4】下列选项中与光的直线传播无关的是（）

A．人坐在教室里看黑板上的字B．用激光器校准掘进机工作

C．木工检查刨件是否刨平D．阳光下的电线杆在地面上形成影子

巩固练习：

【课1】下面说法正确的是（）

A．光是沿直线传播的B．太阳光射不到影子里，是因为光的传播路线是直的

C．太阳和月亮都是光源D．光的传播速度是

【课2】（多选）人们在地球上观察到的日食现象是（）

A．光的直线传播的结果B．光的反射的结果

C．太阳的影子落在地球上造成的D．月亮的影子落在地球上造成的

【课3】下列说法正确的是（）

A.光在任何介质中都是沿直线传播的

B.太阳发出的光,射向大地时是沿直线传播的

C.小孔成像表明光在均匀介质中是沿直线传播的

D.光在水中的速度比光在真空中的速度大

知识拓展：

瞄准时要让枪上的缺口、准星和目标上的瞄准点在同一直线上，请同学们想一想这是根据什么原理呢？

光在同种均匀介质中是沿直线传播的，而从枪中发射出的子弹运行轨迹也是近似直线。

缺口和准星两点所确定的直线正是子弹运行的轨迹，当眼睛看到瞄准点也在这条直线上时，说明即将发射的子弹也会沿这条直线击中目标。

知识点三：

光的反射

我们为什么能看到本身不发光的东西呢？

是因为物体发的光或是反射的光进入了我们的眼中。

1.定义:

光射向物体表面时，有一部分光会被物体表面反射回去，这种现象叫做光的反射.

2.规律：

光的反射定律

基本概念

（1）法线：

过入射点与反射面垂直的线ON（用虚线表示）。

（2）入射角：

入射光线与法线的夹角∠i。

（3）反射角：

反射光线与法线的夹角∠r。

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在法线的两侧；反射角等于入射角。

光路是可逆的。

3.类型：

镜面反射与漫反射

镜面反射

特点：

平滑反射面，不改变光路聚散性

漫反射

特点：

粗糙不平反射面，改变光路聚散性

4.应用：

（1）平面镜成像（水面倒影）

（2）改变光路

（3）潜望镜

（4）角反射器

（5）凸面镜与凹面镜

凸面镜扩大视野，有助于司机观察路口的情况

凹面镜会聚阳光，帮助女祭司点燃火炬

经典例题：

【例1】_________与_________的夹角叫入射角，__________与__________的夹角叫反射角。

过入射点与镜面垂直的线叫___________。

【例2】关于光的反射定律的叙述，下列说法正确的是（）

A．入射光线和反射光线分居法线两侧，且入射角等于反射角

B．入射光线位于反射光线和法线决定的平面内，且入射角等于反射角

C．反射光线位于入射光线和法线所决定的平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，且反射角等于入射角

D．入射角等于反射角

【例3】我们能从不同方向看到桌、椅等物体，是因为（）

A．这些物体都能发光B．眼睛发出的光射到了这些物体上

C．射到物体上的光发生了镜面反射D．射到物体上的光发生了漫反射

【例4】关于光的反射定律的适用范围，正确的说法是（）

A．只适用于镜面反射B．不适用于漫反射

C．不适用于垂直照射D．适用于一切光的反射现象

【例5】反射光线与平面镜成

角，则入射光线的入射角为（）

A．

B．

C．

D．

巩固练习：

【课1】在如图所示的四个情景中，属于光的反射现象的是（）

A．桥在水中的倒影B．笔在水中偏折C．用放大镜看字D．鸽子的影子

【课2】一束光线斜射到平面镜上，保持平面镜的位置不动，如果使入射光线靠近法线，则反射光线将（）

A．远离法线B．靠近法线C．方向不变D．无法判断

【课3】晚上，在桌上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在纸上，让手电筒的光正对着平面镜照射，从侧面看上去，白纸被照亮，而平面镜却较暗，如图所示，下面解释正确的是（）

A．有光线射在纸上，没有光线照在平面镜上

B．纸是白色反光而镜子无色透明，故看不见镜子

C．光射在白纸上发生了镜面反射，光射在镜子上发生了漫反射

D．光射在白纸上发生了漫发射，光射在镜子上发生了镜面反射

知识拓展：

雨后的晚上，天刚放晴，地面虽已干，但仍留下不少水坑．为了不致踩在水坑里有人总结了规律“迎着月光走，明水暗道；背着月光走，暗水明道”。

请同学们想一想，这样的规律有道理吗？

月光在水面发生镜面反射，在地面发生漫反射。

迎着月光走时，通过水面反射进入眼睛中的月光比漫反射要多的多，所以“明水暗道”；背着月光时，通过水面反射的月光无法进入眼睛，而通过地面漫反射的月光反而能有一部分进入眼睛中，所以“暗水明道”。

知识点一：

光源及其分类（重点掌握）

知识点二：

光的直线传播

1.光沿直线传播的条件（重点掌握）

2.光在真空中的传播速度（重点掌握）

3.光沿直线传播的现象（重点掌握）

知识点二：

光的直线传播

1.反射定义（重点掌握）

2.反射定律（重点掌握）

3.镜面反射与漫反射（重点掌握）

4.反射的应用（了解）

【作业1】能够___________的物体叫光源；下列物体：

太阳、月亮、电灯、电影屏幕、钻石，属于光源的有_______、____________．

【作业2】下列说法中，正确的是（）

A．月亮是一个巨大的光源B．光在真空中的速度是340m/s

C．影子的形成是由于光的直线传播D．漫反射不遵守光的反射规律

【作业3】眼能够看到某一物体，则（）

A．这个物体一定是光源

B．只要人眼和物体位于一条直线，就能看到

C．有从物体上射出的光线进入人眼

D．无论什么情况下都能看见

【作业4】树荫下，常常可以看到很多圆形的亮斑，这是（）

A．树叶的像B．树叶的影子C．太阳的像D．太阳的影子

【作业5】

右图的手影表演的光学原理是（）

A．光的反射B．光的折射

C．平面镜成像D．光在同一物质中沿直线传播

【作业6】

请根据光的反射定律，在图中画出入射光线AO的反射光线OB。

【作业7】黑板“反光”后，有的同学看不见黑板上的字，是因为（）

A．黑板发生漫发射B．黑板发生镜面反射

C．黑板不反射光线D．无法确定

【作业8】下列说法中违反光的反射定律的是（）

A．入射角为

，反射角也是

B．入射光线逐渐靠近法线，反射光线也逐渐靠近法线

C．入射角减小

，反射角也减小

D．入射光线和反射面的夹角是

，反射光线与入射光线的夹角是

【作业9】如图所示的四种现象中，属于光的直线传播现象的是

【作业10】太阳灶利用太阳能就可以将水烧开，利用什么原理（）

A.光的直线传播

B.漫反射

C.小孔成像

D.凹面镜对光线会聚

讲一讲：

1.在雷雨天，闪电和雷声是同时产生的，但总是先看见闪电，后听见雷声。

请同学们想一想这是为什么？

你能否根据所学的知识大致算出雷电发生处离你有多远呢？

光在空气中的传播速度近似为

，而声音在空气中的传播速度近似为340m/s。

“闪”与“雷”是同时发生的，而光要比声音跑地快，所以总是先看见闪电，后听见雷声。

看到闪电后开始计时，直到听到雷声。

这段时间大致就是声音从雷电发生处传播到你那里的时间，用340m/s乘以这段时间，就可粗略计算出雷电发生处到你的距离。

2.轿车前边的车窗玻璃为何要做成倾斜的？

不少学生可能一下子会认为：

做成这样还不是为了减小车子行驶过程中的阻力呗！

那也许又有学生要追问：

那大型汽车（如长途客车、公共汽车、大型卡车）驾驶室的前窗玻璃可是竖直的呀？

显然这种解答是不科学的！

请你利用光学知识来解释一下吧。

（提示：

挡风玻璃是透明的，但也会产生反射效果）

挡风玻璃是透明的，但是也存在反射。

坐在驾驶员后面的乘客会由于反射成像在驾驶员的前方。

小轿车较矮，坐在里面的乘客经挡风玻璃成像在前方，若挡风玻璃是竖直的，则所成的像与车前方行人的高度差不多，这就会干扰驾驶员的视觉判断，容易出事故。

而当挡风玻璃为倾斜时，所成的像就会在车前的上方，驾驶员看不到车内人的像，就不会影响视觉判断，保证行车安全。

大型汽车一般很高，驾驶员的位置（视线）比路面行人要高些，这时虽然车内乘客经挡风玻璃反射成的像在车前方，但位置比路上行人高得多，且比较暗淡，因而不会影响驾驶员的视觉判断。