基础篇 · 第10-12课

光现象综合

从光的直线传播到折射与色散,全景探索光学世界

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💡一、光的直线传播

光在同种均匀介质中沿直线传播

光在空气、水、玻璃等均匀介质中是沿直线传播的。光的传播速度极快,在真空中约为 3×10⁸ m/s

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影子形成

光沿直线传播,遇到不透明物体被挡住形成影子

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小孔成像

光通过小孔后形成倒立的实像,原理是光的直线传播

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日食月食

日食:月球挡住太阳光;月食:地球挡住太阳光射向月球

光线:为了表示光的传播路径和方向,我们引入光线的概念——一条带有箭头的直线。光线是理想模型,实际并不存在。

🪞二、光的反射

光的反射定律

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两侧反射角等于入射角

反射角 = 入射角 (r = i)
注意:不能说"入射角等于反射角",因为反射角是入射角的结果

镜面反射与漫反射

镜面反射:光滑表面,平行光反射后仍平行;漫反射:粗糙表面,平行光反射后射向各方向。两者都遵守反射定律。

镜面反射:镜子、平静水面、抛光金属
漫反射:纸张、墙壁、衣服、电影屏幕

平面镜成像特点

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正立虚像

像与物大小相等,是虚像

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等距对称

像到镜面的距离等于物到镜面的距离

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左右相反

像与物关于镜面对称,左右颠倒

💎三、光的折射

什么是光的折射?

光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向通常会发生偏折,这种现象叫做光的折射。

折射规律

光从空气斜射入水或玻璃中时,折射光线向法线偏折,折射角 小于 入射角;反之,从水斜射入空气时,折射角 大于 入射角。

记忆口诀:"空气角大"——不论从哪种介质射入空气,空气中的那个角总是较大的!

生活中的折射现象

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鱼的虚像

水中鱼看起来变浅了,是折射形成的虚像

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筷子弯折

插入水中的筷子看起来弯折了

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日出提前

大气折射使太阳看起来提前升起

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透镜成像

放大镜、近视眼镜利用折射原理

光的色散

太阳光(白光)通过三棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,这个现象叫做光的色散

红光:折射最小,在最外侧
紫光:折射最大,在最内侧
彩虹:雨滴对阳光的色散

🎮四、互动演示

💫 光的折射演示台

拖动滑块改变入射角,观察折射光线的变化

入射角 i(°)45
入射角 = 45°
折射角 = 30°

🌈 光的色散演示

白光通过三棱镜,分解为七彩光谱

点击按钮观察白光通过三棱镜后的色散现象

🔍 凸透镜成像规律

移动物体,观察像的性质变化

物距 u30
焦距 f = 15 px

当前:u > 2f,成倒立缩小的实像

📝五、练习挑战

🎯 检验你的学习成果

01下列现象中,不能用光的直线传播解释的是( )
A手影游戏
B小孔成像
C水中的鱼看起来变浅
D日食的形成
02关于光的反射,下列说法正确的是( )
A反射角大于入射角
B入射角为0°时没有反射
C反射角等于入射角
D漫反射不遵循反射定律
03光从空气斜射入水中时,折射角与入射角的关系是( )
A折射角小于入射角
B折射角大于入射角
C折射角等于入射角
D无法确定
04太阳光通过三棱镜后分解成七彩光,这个现象叫( )
A光的反射
B光的直线传播
C光的色散
D光的折射(不准确)
05平面镜成像的特点是( )
A正立等大的实像
B倒立等大的虚像
C正立等大的虚像,像与物关于镜面对称
D正立缩小的虚像
0/5
答对题数

📌 本节知识小结