小孔成像的規(guī)律口訣

光的直線(xiàn)傳播

1.光現(xiàn)象：包括光的直線(xiàn)傳播、反射和折射。

2.光源：能發(fā)光的物體叫光源。

光源可以分為自然光源和人工光源。

月亮不是光源。月亮本身不發(fā)光，而是反射太陽(yáng)的光。

3.光的直線(xiàn)傳播：光在真空或同一均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播，光的傳播不需要介質(zhì)。

氣氛不均勻。當(dāng)光從大氣層外發(fā)射到地面時(shí)，光發(fā)生彎曲(海市蜃樓，早晨看到太陽(yáng)，太陽(yáng)還在地平線(xiàn)以下，星星閃爍等。)

光沿直線(xiàn)傳播的現(xiàn)象：針孔成像、井底蛙、陰影、日食、月食、一葉盲。

光沿直線(xiàn)傳播的應(yīng)用；

(1)激光準(zhǔn)直：直隊(duì)向前看，瞄準(zhǔn)目標(biāo)。

(2)陰影形成：光在傳播時(shí)，遇到不透明的物體。因?yàn)楣馐茄刂本€(xiàn)傳播的，在不透明物體的后面，光無(wú)法照射，黑暗的部分就是陰影。

日食的形成日食的成因：當(dāng)月球在太陽(yáng)和地球之間運(yùn)動(dòng)，三個(gè)球體在一條直線(xiàn)上時(shí)，太陽(yáng)光在沿直線(xiàn)傳播的過(guò)程中被不透明的月球遮擋，月球的影子落在地球上，從而形成日食。

日食的原因：當(dāng)?shù)厍蛟谔?yáng)和月亮之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，陽(yáng)光被不透明的地球擋住，地球的影子落在月亮上，從而形成日食。

如圖，1號(hào)位置可以看到日全食，2號(hào)位置可以看到日偏食，月亮后面3號(hào)位置可以看到日環(huán)食。

針孔成像：早在墨經(jīng)就記錄的針孔成像實(shí)驗(yàn)表明，針孔成像是一個(gè)倒置的實(shí)像，其像形與孔形無(wú)關(guān)。圖像可能會(huì)放大或縮小。

用一個(gè)帶有小孔的平板遮擋住屏幕和物體之間，屏幕上會(huì)形成物體的倒像。我們稱(chēng)這種現(xiàn)象為針孔成像。來(lái)回移動(dòng)中間的板，圖像的大小也會(huì)隨之改變。這種現(xiàn)象反映了光沿直線(xiàn)傳播的本質(zhì)。

針孔成像原理：光在同一均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播，不受重力干擾。根據(jù)光的線(xiàn)性傳播規(guī)律，證明了像長(zhǎng)與物長(zhǎng)之比等于像距物距光圈屏的距離之比。

4.光：帶箭頭的直線(xiàn)表示光的軌跡和方向。(光是想象出來(lái)的，其實(shí)并不存在。)光是通過(guò)抽象一小束光建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。

5.光速：光在不同的材料中以不同的速度傳播，在真空中速度比較快。

(1)真空中光速為c=3108m/s=3105km/s；

光在空氣中的速度約為3108米/秒(注意力指數(shù))。

光速在水中是真空中的3/4，在玻璃中是真空中的2/3。

雷聲和閃電同時(shí)發(fā)生在同一個(gè)地方，但我們總是先看到閃電，再聽(tīng)到雷聲。這是什么意思？這說(shuō)明光的傳播速度比聲音快。

(2)光年是長(zhǎng)度單位。一光年是指光在一年內(nèi)走過(guò)的距離。一光年為3108米/秒365243600秒=9.461015米。

注意：光年不是時(shí)間單位。

二

光的反射

1.反射：光會(huì)在兩種物質(zhì)的界面反射。我們可以看到不發(fā)光的物體，因?yàn)槲矬w反射的光進(jìn)入我們的眼睛。

定義：當(dāng)光從一種介質(zhì)發(fā)射到另一種介質(zhì)的表面時(shí)，一部分光反射回原來(lái)介質(zhì)的現(xiàn)象稱(chēng)為光反射。物體的表面都會(huì)被反射。

2.探究實(shí)驗(yàn)：探索光反射定律【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】將平面鏡放在水平桌面上，然后將紙板e(cuò)nf垂直放在平面鏡上，紙板上的直線(xiàn)on垂直于鏡面，如圖2-2所示。

取下紙板，用量角器測(cè)量no兩邊的角度i和r。

[實(shí)驗(yàn)形式]

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論】在反射現(xiàn)象中，反射光、入射光和法線(xiàn)都在同一平面上；反射光和入射光在no

(1)向前或向后折疊紙板nof，你將看不到反射光，這意味著反射光和入射光在同一平面上。(2)如果讓光逆著反射光打在鏡面上，反射后會(huì)逆著原來(lái)的入射光射出。這說(shuō)明光路在反射現(xiàn)象上是可逆的。

3.光的反射定律

在反射現(xiàn)象中，反射光、入射光和法線(xiàn)都在同一平面上。反射光和入射光在法線(xiàn)的兩側(cè)分開(kāi)；反射角等于入射角，隨著入射角的增大，反射角增大，入射角減小。當(dāng)入射角為零時(shí)，反射角為零。

(簡(jiǎn)寫(xiě)為：三條線(xiàn)共面，兩條線(xiàn)分開(kāi)，兩個(gè)角度相等)。

如圖2-3所示，垂直于鏡面的直線(xiàn)on稱(chēng)為法線(xiàn)；入射光與法線(xiàn)的夾角i稱(chēng)為入射角；反射光與法線(xiàn)之間的角度r稱(chēng)為反射角。

4.兩種類(lèi)型的光反射：

漫反射和鏡面反射。這兩種反射都遵循光的反射定律。

(1)鏡面反射

定義：入射到物體表面的平行光在反射后保持平行。即入射光線(xiàn)平行，反射光線(xiàn)平行，其他方向沒(méi)有反射光。

條件：反射面光滑。

應(yīng)用：面向太陽(yáng)看平靜的水面，特別明亮。黑板“反光”等。都是因?yàn)殓R面反射。

(2)漫反射

定義：入射到物體表面的平行光被反射到不同的方向，每一束光都遵循光反射定律。

條件：反射面不平整。

用途：不發(fā)光的物體，因?yàn)楣饩€(xiàn)打在物體上的漫反射，所以可以從各個(gè)方向看到。

練習(xí)：請(qǐng)舉例說(shuō)明光反射對(duì)人的生活和生產(chǎn)的利弊。

(1)有利：生活中用平面鏡觀(guān)察臉部；我們能看到的大多數(shù)物體都是由于光線(xiàn)反射到我們的眼睛里。

缺點(diǎn)：黑板反光；光污染是城市中高層建筑的玻璃幕墻和琉璃瓦墻的反射造成的。

把桌子放在教室中間，我們可以從各個(gè)方向看到它。原因是光線(xiàn)在桌子上漫反射。

5.如果你想在平面鏡里看到全身，鏡子的高度至少應(yīng)該是高度的一半。

6.畫(huà)出反射光或入射光，完成光路圖

(1)光的反射規(guī)律是繪制反射光或入射光完成光路圖的基礎(chǔ)。

(2)圖紙完成后，圖紙中必須包括以下要素：平面鏡、入射光線(xiàn)、反射光線(xiàn)(用箭頭標(biāo)出)、入射角和反射角相等的標(biāo)志(如給定，用角度標(biāo)出)、法線(xiàn)(虛線(xiàn))、豎線(xiàn)標(biāo)志。

(3)在已知平面鏡、入射(反入射)光線(xiàn)和入射(反入射)角度的情況下，應(yīng)先取入射(反入射)點(diǎn)為直線(xiàn)。然后測(cè)量法線(xiàn)另一側(cè)與入射(入射)角相等的角度，使入射(入射)光線(xiàn)。比較后完成其他元素。

(4)在已知入射光和反射光的情況下，以?xún)蓷l直線(xiàn)交角的平分線(xiàn)為法線(xiàn)。然后通過(guò)兩條線(xiàn)的交點(diǎn)做一個(gè)垂直于法線(xiàn)的平面鏡。比較后完成其他元素。

7.面鏡

(1)平面鏡：

成像特點(diǎn)：直立、大小相等、等距、垂直、虛像

(1)圖像和物體大小相等

像和物到鏡子的距離相等。

圖像與物體的連線(xiàn)垂直于鏡面

平面鏡中物體的像是虛像。

成像原理：光的反射定理

用途：成像，改變光路

實(shí)像和虛像：

實(shí)像：實(shí)際光線(xiàn)匯聚點(diǎn)形成的圖像，可以被屏幕接收，也可以被眼睛看到。

虛像：反射光或折射光的反向延長(zhǎng)線(xiàn)的匯聚點(diǎn)形成的圖像，只能用眼睛看到，不能用屏幕接收。

平面鏡的應(yīng)用：水中反射；平面鏡成像；潛望鏡。

球面鏡

凹面鏡

定義：使用球體的內(nèi)表面作為反射面。

屬性：凹面鏡

用途：汽車(chē)后視鏡、街角鏡。

練習(xí)：在研究平面鏡成像特性時(shí)，我們經(jīng)常使用平板玻璃、直尺和蠟燭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選擇兩根相同蠟燭的目的是：

方便確定成像位置，比較圖像和物體的大小。

汽車(chē)司機(jī)面前的玻璃不是垂直的，而是從上面向內(nèi)傾斜的。除了減少前進(jìn)時(shí)的阻力，從光學(xué)角度來(lái)看，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是：

使車(chē)內(nèi)物體的圖像在駕駛員視線(xiàn)之上，不影響駕駛員對(duì)道路的視野。汽車(chē)前大燈安裝在車(chē)前下部：能使車(chē)前障礙物在路面上形成長(zhǎng)長(zhǎng)的陰影，方便司機(jī)及早發(fā)現(xiàn)。

三

顏色及看不見(jiàn)的光

1.白光的組成：

紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫、白光都不是單色光。

單色光：不能再分解的彩色光

多色光：與其他顏色混合的彩色光

(1)光的色散：太陽(yáng)光被棱鏡分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等色光的現(xiàn)象。雨后彩虹是光的色散現(xiàn)象。

(2)色光三原色：紅、綠、藍(lán)；(三種顏色的光可以以不同的比例混合，產(chǎn)生各種顏色的光)

顏料的三原色是紅、黃、藍(lán)。

顏料的混合原理是兩種顏料混合的顏色是它們能反射的顏色光，其余的顏色光被兩種顏料吸收。

色光的混合原理是：兩種色光混合后，眼睛感受到另一種顏色。

彩電中的各種顏色有

是怎么產(chǎn)生的？

用放大鏡觀(guān)察，可以發(fā)現(xiàn)電視屏幕上五彩繽紛的顏色是由紅、綠、藍(lán)光條組成的。

當(dāng)光線(xiàn)照射在物體表面時(shí)，一部分光線(xiàn)被物體反射，一部分光線(xiàn)被吸收，如果物體是透明的，就會(huì)有一部分光線(xiàn)通過(guò)。

不透明物體的顏色由它反射的彩色光決定，無(wú)論它反射什么顏色的光都會(huì)被呈現(xiàn)出來(lái)。透明物體的顏色是由它通過(guò)的彩色光決定的，無(wú)論它通過(guò)什么顏色都會(huì)出現(xiàn)。

2.不可見(jiàn)光

(1)光譜：將光按紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的順序排列就是光譜。

(2)紅外線(xiàn)：在太陽(yáng)光的散射區(qū)域(光譜)內(nèi)，紅光之外的不可見(jiàn)光稱(chēng)為紅外線(xiàn)，能使被照射的物體升溫(例如太陽(yáng)的熱量通過(guò)紅外線(xiàn)傳遞到地球)，所有有熱效應(yīng)的物體不斷向外輻射紅外線(xiàn)。

應(yīng)用：紅外探測(cè)器、紅外攝像機(jī)、紅外夜視設(shè)備、跟蹤導(dǎo)彈、遙控

(3)紫外線(xiàn)：在太陽(yáng)光的散射區(qū)，紫光外的不可見(jiàn)光稱(chēng)為紫外線(xiàn)。紫外線(xiàn)可以使熒光物質(zhì)發(fā)光，也可以殺。

用途：驗(yàn)鈔機(jī)，紫外線(xiàn)殺。特點(diǎn)：促進(jìn)鈣的吸收，殺滅微生物，發(fā)出熒光物質(zhì)。

(4)霧燈使用黃光的原因：不容易被空氣散射，人眼對(duì)黃光比較敏感。

四

光的折射

1.定義：光從一種介質(zhì)斜入射到另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化；這種現(xiàn)象叫做光的折射。

理解：光的折射和光的反射發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處，只有反射光回到原來(lái)的介質(zhì)，而折射光進(jìn)入另一種介質(zhì)。由于光在兩種不同物質(zhì)中的傳播速度不同，在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化，稱(chēng)為光折射。

注意：在兩種介質(zhì)的交界處，會(huì)發(fā)生折射和反射

2.光的折射定律

三條線(xiàn)共面，法線(xiàn)居中，空中角度大，光路可逆

(1)光的折射，入射光和法線(xiàn)在同一平面上。

(2)折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)與法線(xiàn)分離。

(3)光從空氣斜入射到水或其他介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角，屬于近法向折射。

光從水或其他介質(zhì)斜入射到空氣中時(shí)，折射角大于入射角，屬于遠(yuǎn)法向折射。

光從空氣中垂直進(jìn)入(或從其他介質(zhì)中射出)，折射角=入射角=0度。

3.應(yīng)用：從空中看水中的物體，或者從水中看空中的物體，你看到的是物體的虛像，你看到的位置高于實(shí)際位置

練習(xí)：池水之所以看起來(lái)比實(shí)際淺，是因?yàn)楣饩€(xiàn)從水中斜射到空中時(shí)發(fā)生折射，折射角大于入射角。

藍(lán)天白云在湖中形成倒影，水中的魚(yú)在“云”中自由漫步。我們這里看到的水中的白云是光反射形成的虛像，我們看到的魚(yú)是光折射形成的虛像。

五

透鏡

1.名詞

透鏡：由透明材料(通常是玻璃)制成，至少有一個(gè)表面是球面的一部分，透鏡的厚度遠(yuǎn)小于其球面的半徑。

分類(lèi)

凸透鏡：邊緣薄，中心厚凹透鏡：邊緣厚，中心薄

主光軸：通過(guò)兩個(gè)球面中心的直線(xiàn)。

光學(xué)中心(o):薄透鏡的中心。性質(zhì)：光通過(guò)光學(xué)中心的傳播方向不變。

焦點(diǎn)(f):凸透鏡可以使平行于主光軸的光會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，稱(chēng)為焦點(diǎn)。

虛焦點(diǎn)：平行于主光軸的光通過(guò)凹透鏡后變得發(fā)散，發(fā)散光的反向延長(zhǎng)線(xiàn)相交于主光軸上的一點(diǎn)，該點(diǎn)不是實(shí)際光的會(huì)聚點(diǎn)，所以稱(chēng)為虛焦點(diǎn)。

焦距(f):從焦點(diǎn)到凸透鏡光學(xué)中心的距離。

2.透鏡及其對(duì)光的影響

1.實(shí)驗(yàn)：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，點(diǎn)燃蠟燭，使蠟燭火焰、凸透鏡和光屏的中心大致處于同一高度。目的是使蠟燭火焰的圖像在光屏的中心。

如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)論如何移動(dòng)屏幕，都無(wú)法在屏幕上獲得圖像。可能的原因是：

(1)焦點(diǎn)內(nèi)的蠟燭；

蠟燭火焰聚焦

燭焰、凸透鏡和光屏的中心不在同一高度；

蠟燭到凸透鏡的距離略大于焦距，圖像較遠(yuǎn)，光學(xué)工作臺(tái)的光屏無(wú)法移動(dòng)到這個(gè)位置。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：(凸透鏡成像法則)

f分虛與實(shí)，大小2f，虛實(shí)顛倒，(一次焦距分虛與實(shí)，二次焦距分大小，圖像移動(dòng)方向與物體相同)

3.凸透鏡成像定律

通過(guò)上表可以得出凸透鏡成像的規(guī)則是(常用):

(1)實(shí)像倒置，不同側(cè)面

虛像直立同側(cè)

(2)像距越大，成像越大(類(lèi)似針孔成像)

u > v收縮

u=v等

放大倍數(shù)

(3)當(dāng)形成真實(shí)圖像時(shí)，如果物距u和像距v較大，則與之對(duì)應(yīng)的物體(圖像)較大。

(4)物體總是向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)

形成實(shí)像時(shí)(不同面):uv

虛像中(同側(cè)):u , v

用途：放大鏡(使圖像更大)適當(dāng)遠(yuǎn)離報(bào)紙。

(5)物距u=f時(shí)，為比較大成像點(diǎn)。物體離焦點(diǎn)越近，成像越大。

實(shí)像(u > f): u 像

虛像(u

(6)形成實(shí)像時(shí)，物距u和像距v之和為u v 4f。

(當(dāng)u=v=2f時(shí)，取等號(hào))

4.對(duì)法律的進(jìn)一步理解：

(1) u=f是實(shí)像與虛像、正像與倒像、像的同側(cè)與異側(cè)的分界點(diǎn)。

(2) u=2f是圖像放大和縮小的分界點(diǎn)

(3)當(dāng)像距大于物距時(shí)，成為放大實(shí)像(或虛像)，當(dāng)像距小于物距時(shí)，成為反轉(zhuǎn)縮小實(shí)像。

(4)形成實(shí)像時(shí)：

5]變成虛擬圖像：

5.凸透鏡成像規(guī)律的口頭記憶方法

口決策一：“一可樂(lè)分虛與實(shí)，二可樂(lè)分大小；虛像在同一側(cè)；真實(shí)圖像向側(cè)面傾斜，物理圖像變小。”

口頭決定2:三個(gè)物距三個(gè)邊界，成像隨物距變化；遙遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)小而近，而近的現(xiàn)實(shí)大而遠(yuǎn)。如果物體對(duì)焦，垂直放大虛像；幻燈片放映太大，對(duì)象在一個(gè)焦點(diǎn)和兩個(gè)焦點(diǎn)之間；相機(jī)把你縮小一點(diǎn)，物體距離是焦距的兩倍。

口頭決定三：

凸透鏡，很有能力，攝影，幻燈，放大；雙焦外其實(shí)小，雙可樂(lè)其實(shí)大；物體對(duì)焦的話(huà)，圖像同側(cè)虛像大；記住一個(gè)規(guī)則，近像變得比遠(yuǎn)像大。

6.為了使屏幕上的圖片直立(向上)，幻燈片應(yīng)該顛倒插入。

7.相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，黑盒里的膠片相當(dāng)于光屏。我們調(diào)整的是對(duì)焦環(huán)，不是焦距，而是鏡頭到膠片的距離。物體離鏡頭越遠(yuǎn)，膠片就應(yīng)該離鏡頭越近。

六

凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用

1.成像原理：人眼就像一臺(tái)神奇的相機(jī)，鏡頭相當(dāng)于相機(jī)的鏡頭(凸透鏡)，視網(wǎng)膜相當(dāng)于相機(jī)中的膠片。物體發(fā)出的光通過(guò)晶狀體等綜合凸透鏡，倒掛在視網(wǎng)膜上，是縮小的實(shí)像。分布在視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)受到光的刺激，這個(gè)信號(hào)傳遞到大腦，讓人看到物體。

2.和遠(yuǎn)視的矯正：

：對(duì)視網(wǎng)膜成像前看不到遠(yuǎn)處的景物，應(yīng)該用凹透鏡矯正。

遠(yuǎn)視：視網(wǎng)膜成像后，看不清附近景物，用凸透鏡矯正。

七

眼鏡和眼睛

1.顯微鏡

鏡筒兩端有一組鏡片，

由兩組鏡片組成。我們能否看清一個(gè)物體，對(duì)我們眼睛所做出的“視角”的大小非常重要。望遠(yuǎn)鏡物鏡形成的圖像雖然比原物小，但離我們的眼睛很近，加上目鏡的放大作用，視角可以變得很大。

望遠(yuǎn)鏡可以使遠(yuǎn)處的物體在近距離成像。

伽利略望遠(yuǎn)鏡：目鏡是凹透鏡，物鏡是凸透鏡。

開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡：目鏡的物鏡都是凸透鏡，但目鏡焦距小(物鏡焦距長(zhǎng)，目鏡焦距短)。