2020-2021学年第四章 光现象综合与测试课文配套课件ppt

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1 学习目标 2 新课导入3 新课讲解 4 课堂小结5 当堂小练 6 布置作业
1.能识别光源，知道光源分为天然光源和人造光源两类。2.了解光的直线传播，能列举光的直线传播在生活中的应用。3.知道光在真空中的传播速度。
据历史记载和史学家考证，日食天象也曾为人间消弭战争。古希腊历史学家希罗多德曾如此描述:“公元前585年，吕底亚人和米提亚人交战，决战当天战场上空突然发生日食——太阳忽然消失不见了，双方见状，马上宣布休战，重建太平盛世。” 那么，你知道太阳是怎么消失不见的吗?
1.定义：物理学中，把能够发光的物体称为光源。
（1）天然光源：太阳、萤火虫、水母等。月亮是不是光源？
（2）人造光源：开着的灯、点燃的蜡烛等。
二、光的直线传播
【提出问题】光一直沿直线传播吗？光沿直线传播的条件是什么？【设计并进行实验】（1）使激光笔发出的光斜射入玻璃槽的水溶液中来观察光的传播路径。(2)配制四杯浓度不同的糖的水溶液，将它们按浓度从大到小依次倒入玻璃槽。使激光笔发出的光沿白屏表面斜向下射入糖的水溶液，观察光的传播路径。（3）使激光笔发出的光斜射入均匀的糖的水溶液中，观察光的传播路径。
2.探究光直线传播的条件
【分析论证】光斜射入非均匀的糖的水溶液中时，光的传播路径发生了弯曲，在均匀的糖的水溶液中光的传播路径是直线。
【得出结论】 光在同种均匀介质中沿直线传播。
为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示光传播的径迹和方向。这样的直线叫做光线。许多光线在一起称为光束。
3.与光的直线传播有关的现象
（1）影子的形成： 光在传播过程中遇到不透明的物体，在物体后面便形成了影子。
小孔成像中，像的形状决定于物的形状，而与小孔的形状无关。
4.光的直线传播的应用
（2）瞄准：（3）排队：
下列关于日食的一些说法不正确的是（ ）A.日食是光的直线传播形成的 B.此时太阳光透过茂密的树叶，在树下地面上形成的亮斑是圆形的 C.日食是月球挡住了太阳射向地球的光形成的 D.地面上的亮斑是小孔成像现象
【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播，月球挡住了沿直线传播的太阳光，使地球上的人看不到太阳，即出现日食现象，则日食是由光的直线传播形成的，故A、C说法正确；太阳光透过茂密的树叶，在树下地面上形成的亮斑是小孔成像现象，所以亮斑的形状与物体的形状相同，是图中的弯月形，故B说法错误，D说法正确。
三、光的传播速度
雷声和闪电在同时同地发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明什么问题？
光的传播速度比声音的传播速度快。
1.光在真空中的传播速度
真空中的光速是宇宙间最快的速度，在物理学中用字母c表示。真空中的光速为c=2.997 92×108 m/s。在通常情况下，真空中的光速可以近似取为c=3×108 m/s＝3×105 km/s。
光在空气中的速度非常接近于c，也可取c=3×108 m/s；光在水中的速度约为34c，在玻璃中的速度约为23c。
2.光在其他介质中的传播速度
现象：小孔成像、影子、月食、日食等
应用：激光准直、排队等
光在真空中的速度c =3×108 m/s
1. 以下每组给出的物体全部都是光源的是（ ）A. 耀眼的幕墙玻璃、正在燃烧的火柴、萤火虫 B. 镜子、煤油灯火焰、发出彩色光芒的钻石 C. 篝火、水母、夜空中的月亮D. 发光的灯泡、点燃的蜡烛、太阳
2. 车棚顶部有一个三角形的小孔，在车棚底部形成一个光斑，这个光斑是（　　）A. 三角形的，是太阳的影子 B. 圆形的，是太阳的实像 C. 三角形的，是太阳的实像 D. 圆形的，是太阳的影子
3. 下列现象中不是由于光沿直线传播造成的是（ ）A ．先见闪电，后闻雷声 B ．坐井观天，所见甚小C ． 一叶障目，不见泰山 D ．日下立杆，其影立现
4.皮影戏是我国的民间艺术，演员只要在屏幕和灯光之间抖动拴在道具“小兔”身上的细线，屏幕上就能出现生动活泼的小兔形象，并且与道具“小兔”动作完全一致，可谓形影不离。这其中涉及的光学知识_______________________________。
第四章 光现象第2节 光的反射
1.了解光的反射现象，知道人能看见不发光物体的原因。2.通过实验探究光反射时的规律，了解法线、入射角和反射角的含义。3.通过实验理解反射现象中光路的可逆性。4.通过身边的事例和实验现象，能区分镜面反射和漫反射。
仔细观察左图，为什么我们能看到这些东西？我们为什么也能看到本身不发光的物体呢？
我们能看到这些东西是因为光源发出的光射入眼睛；我们能看到物体是因为物体反射的光进入了我们的眼中。光是怎样反射的呢？今天我们就先来探究这个问题。
我们为什么能看到本身不发光的物体的？
一、光的反射现象
你知道生活中哪些物体能反射光吗？
光遇到桌面，水面以及其他许多物体的表面都会发生反射。 我们能看见不发光的物体就是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
1.光的反射：光从一种介质射到另一种介质的表面时,会有一部分光返回到原介质中，这种传播现象叫做光的反射。光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都会发生反射。
3.与光的反射有关的概念
（3）改变光束入射的角度，重做两次实验，换另外两种颜色的笔记录光的径迹；（4）取下纸板，用量角器量出ON两侧的∠i 和∠r，将数据记录在下表中；
甲 乙
（5）把纸板NOF向前折或向后折（如图乙所示），观察能否在纸板上看到反射光线；（6）将纸板NOF调整到与纸板EON在同一平面内，让光逆着反射光的方向射到镜面的O点，观察反射光线的位置，记录光的径迹。【分析与论证】从实验数据可以看出，无论如何改变光束的入射角度，ON两侧的∠i和∠r始终相等；从实验现象可以看出，把纸板NOF向前或向后折转，纸板上均看不到反射光线。
【得出结论】 在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。这就是光的反射定律。在反射现象中，光路是可逆的。
在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。
如图所示，一束与平面镜成30°角的光入射到平面镜上，请根据光的反射定律，画出反射光线并标出反射角的度数。
【解析】先过反射点垂直反射面作出法线，并求得入射角为90°-30°=60°；再在法线的另一侧根据反射角等于入射角作出反射光线，标出反射角的度数。
三、镜面反射和漫反射
手电筒的光正射到白纸和平面镜上，为什么侧面的人觉得白纸更亮而镜面较暗呢？
镜子表面光滑，光垂直入射到镜面上时发生镜面反射，光按原方向反射回去，从侧面看时，几乎没有光进入人眼，人眼感觉平面镜是暗的。白纸表面粗糙,光垂直入射到白纸上时发生漫反射,，反射光朝各个方向射出,，从侧面看时，有部分光进入人眼，人眼感觉白纸是亮的。
1.镜面反射（1）概念：镜面很光滑，一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射（如图所示），这种反射叫做镜面反射。（2）条件：反射面光滑。（3）应用：迎着太阳看平静的水面，特别亮；黑板“反光”会“晃眼”等。
2.漫反射（1）概念：凹凸不平的表面会把平行的入射光向着四面八方反射（如图所示），这种反射叫做漫反射。（2）条件：反射面凹凸不平。（3）应用：能从各个方向看到本身不发光的物体，是由于光照射到物体上发生了漫反射。
【解析】一束平行光与镜面成30°角照射到平面镜上，则入射角为90°-30°=60°，其反射角也是60°；人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光，在其他方向却看不到，这说明发生了镜面反射。
一束平行光与镜面成30°角照射到平面镜上，反射角的大小是_____入射角的余角为30°，人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光，而在其他方向却看不到反射光，这是由于发生了___________（填“镜面反射”或“漫反射”）。
1.如图是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路简图，在晚上开车时 （　　）A．潮湿的路面更容易发生光漫反射 B．干燥的路面发生光的折射 C．对面无车时，驾驶员看潮湿的路面更暗 D．照射到干燥路面上的光不遵循光的反射定律
2. 如图所示，小易利用激光灯、可折转的光屏、平面镜等器材探究光的反射定律。下列说法正确的是（　　）A．光屏能显示光路，是因为发生了镜面反射 B．将左侧光屏向后折转，是为了探究“反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内” C．验证“光路可逆”时必须用两个激光灯 D．验证“反射角等于入射角”时，入射角不能为0°
3. 粼粼波光是由于____________产生的。我们能从不同的方向看到本身不发光的物体，是因为物体发生了________。
4. 一束光AO射向平面镜，光线AO与镜面的夹角如图所示，则反射角的大小为_______。现在城市里很多高楼大厦采用玻璃幕墙作装饰，当强烈的太阳光照射到玻璃幕墙时，就会发生________反射，造成“光污染”。
5.如图所示为小斌同学“探究光的反射规律”的实验装置。把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。（1）如果纸板没有与平面镜垂直放置，当光贴着纸板E入射时，在纸板F上________（填“能”或“不能”）看到反射光线；（2）小斌想要探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，接下来的操作是_______________________________________________；
（3）他让一束光线沿着BO方向入射，发现反射光线沿着OA方向射出，说明光在反射时光路是________的;（4）对于每一条确定的入射光线而言，_________光线是唯一的。
第四章 光现象第3节 平面镜成像课时1 探究平面镜成像的特点
1.知道平面镜成虚像及平面镜成像的原理。2.通过实验，探究并了解平面镜成像的特点。
在你照镜子的时候，可以在镜子里看到另一个“你”，镜子里的“人”就是你的像。在平静的水面，房屋树木和它们的倒影相映成趣，形成了一幅美丽的对称图。这个倒影实际上就是岸上房屋树木的像。探究平面镜成像的特点后，你就会知道其中的道理了。
平面镜所成的像与物体有什么关系？
一、平面镜成像的特点
什么是平面镜?什么是像？
（1）平的、光滑的、能成像的反射面叫平面镜。（2）在照镜子的时候，可以在镜子里看到另外一个“你”，镜子里的这个“你”就是你的像，像是相对于实物而言的，是物体的形状的另一种表现形式。
2. 探究平面镜成像的特点
【提出问题】平面镜所成的像有什么特点？【猜想与假设】平面镜所成的像到镜面的距离可能等于物体到镜面的距离；像与物体的大小可能相等；像与物体的连线与镜面可能垂直。【设计并进行实验】如下图所示。（1）在桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜，沿着平面镜在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。
（2）把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支完全相同但不点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支点燃的蜡烛的像完全重合，在纸上记下这两支蜡烛的位置。 （3）移动点燃的蜡烛，重做实验。（4）用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置连起来，并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离。将所测数据及蜡烛与它的像的大小关系记录在下表中。（5）当玻璃板后未点燃的蜡烛与玻璃板前点燃的蜡烛的像重合时，移去玻璃板后的蜡烛，在同样的位置放上一个光屏，在玻璃板后面观察光屏上有没有像。
【分析与论证】（1）玻璃板所成的蜡烛像的大小与蜡烛的大小相等；（2）蜡烛的像到玻璃板的距离与蜡烛到玻璃板的距离相等；（3）蜡烛的像与蜡烛的连线与玻璃板垂直；（4）玻璃板所成蜡烛的像是虚像；（5）像与物上下一致，左右颠倒。
【得出结论】 平面镜成像的特点：平面镜所成像的大小与物体的大小相等，像与物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。
二、平面镜成虚像
水里的“月亮”是真实的吗？它是怎么形成的?
实像：①由实际光线会聚形成的像； ②能用光屏承接的像。虚像：①由反射光线的反向延长线会聚形成的像； ②不能用光屏承接的像。
如图所示，AB、CD为某一发光点S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线，试作图确定发光点S的位置，并完成光路图。
1. 如图是验证“平面镜成像特点”的实验装置，其中A为玻璃板前点燃的蜡烛，B为玻璃板后未点燃的蜡烛。有关本实验的说法错误的是（　　）A．玻璃板应该与桌面垂直 B．实验宜在较暗的环境中进行 C．眼睛应从B一侧观察成像情况 D．蜡烛燃烧较长时间后像物不再重合
2. 小明身高1.6m，站在距平面镜3m处，能够看到自己的全身像。则他的像高______m，像到平面镜的距离为_____m。
3. 在探究“平面镜成像的特点”时，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，再拿一支外形与蜡烛A相同的蜡烛B，来确定蜡烛A所成的像的位置。则蜡烛B应该是________（填“点燃”或“不点燃”）的，点燃蜡烛A的好处是_____________。
第四章 光现象第3节 平面镜成像课时2 平面镜与球面镜的应用
1 学习目标 2 新课导入3 新课讲解 4 课堂小结5 当堂小练 6 拓展与延伸7 布置作业
1.理解日常生活中平面镜成像的现象。2.了解凸面镜和凹面镜及其应用。
你见过凹面镜和凸面镜吗？
一、平面镜的应用
1.利用平面镜来成像，平面镜成的是等大、正立的虚像。
2.利用平面镜可以改变光的传播方向，能起到控制光路的作用。
四、凹面镜和凸面镜
2.凸面镜和凹面镜的应用
【解析】凸面镜对光有发散作用。在交通复杂的十字路口，常常竖立一个大的凸面镜，通过它对光的发散作用可以起到扩大视野的作用，从而避免车祸的发生。故选凸面镜对光有发散作用。在交通复杂的十字路口，常常竖立一个大的凸面镜，通过它对光的发散作用可以起到扩大视野的作用，从而避免车祸的发生。故选B。
在交通复杂的十字路口，常常竖立一个大的反光镜，以便过往车辆上的驾驶员和行人看清交通情况，这个反光镜应该是（ ）A.平面镜 B.凸面镜 C.凹面镜 D.以上三种都可以
1.对一些实例和对应解释，下列说法正确的是（ 　）A．牙科医生检查牙齿用的小镜子——光的直线传播 B．太阳下人影相随——光的反射 C．汽车后视镜——凹面镜D．用镜子增大空间感——平面镜成像
第四章 光现象第4节 光的折射
1.了解光的折射现象，通过实验探究光的折射规律。2.知道光在发生折射时，光路是可逆的。3.会根据光的折射规律简单作图。4.能利用所学知识解释生活中的折射现象。
小明吃饭时将筷子放入盛水的缸子中(如图所示)，发现水中的筷子变“弯”了。小明百思不得其解，心想:筷子明明是直的，怎么在水中却变弯了? 你能为小明找出其中的原因吗?
一、光的折射
让一束激光从空气斜射入半圆形玻璃砖中，观察现象，如图甲所示；让一束激光从空气斜射入水中观察现象，如图乙所示。
光从空气斜射入水中或其他介质中时，传播方向发生了偏折。
2.光的折射（1）条件：光从一种介质斜射入另一种介质，光的传播方向一般会改变。当光垂直射到两种介质表面时，光的传播方向不变。
（2）概念：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生了偏折，这种现象叫做光的折射。
二、光折射时的特点
1.光折射中的五个要素
2.探究光折射时的特点
【提出问题】我们知道光在同种均匀介质中是沿直线传播的，那么光在“跨过”两种介质界面时是否还是沿直线传播呢？有什么规律呢？【猜想与假设】斜插入水中的筷子变弯，猜想光从水中斜射入空气时，传播方向发生了改变。【实验过程与分析】（1）向水槽中倒入水，如右图所示，在水槽中沿竖直方向放好光屏，让入射光线紧贴光屏的左半侧射入，让右半侧光屏沿法线前后转动，当折射光线呈现在光屏上时，可以发现折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
（2）开始时让光线沿法线方向从空气射入水中，即沿与界面垂直的方向射入，可以看到光线沿直线射入水中。（3）将光线绕着入射点逆时针旋转，观察水中光线的传播方向，可以发现射入水中的光线也绕着入射点逆时针方向旋转，但折射角始终小于入射角。（4）让光线从水中射入空气中，可以发现光线垂直界面入射时，传播方向不发生改变；光线从水中相对于界面斜射时，光的传播方向发生改变，随着入射角增大，折射角也增大，且折射角始终大于入射角。
【实验结论】 光折射时的特点：（1）光发生折射时，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；（2）光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；（3）光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角；（4）入射角增大(或减小)时，折射角也增大(或减小)；(5)光垂直射向两种介质的界面时，传播方向不变
3.光的折射现象中光路可逆性
在折射现象中，光路是可逆的。
三、生活中的折射现象
瞄准鱼的下方才能叉到鱼。
从岸上看水中的物体，物体的位置变高。
从水中看岸上的物体，物体的位置变低。
从鱼身上反射出的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变浅了，眼睛看到的是鱼的虚像，在鱼的上方，所以叉鱼时要瞄准像的下方
在我国的古书《史记》《梦溪笔谈》中都有关于海市蜃楼的记载。有关海市蜃楼现象的形成原因，下列说法正确的是（ ）A.光沿直线传播B.光的反射C.光的折射D.平面镜成像
【解析】海市蜃楼是由于空气的密度不均匀，光在传播过程中发生折射产生的现象，故C正确。
内容：当光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生了偏折的现象
光垂直入射时传播方向不变
1. 以下描述中与光的折射现象有关的是（　　）A．形影相随，亲密无间 B．海市蜃楼，虚无缥缈 C．镜中生花，脱离实际 D．水中捞月，一无所得
2. 在星光灿烂的夜晚，仰望天空，会看到繁星在夜空中闪烁，好像顽皮的孩子在不时地眨着眼睛，形成这种现象的原因是(　　)A.星光被其他星体瞬间遮挡的结果 B.星星发光是断断续续的C.星光被大气层反射的结果 D.星光被大气层折射的结果
3．在湖边看平静湖水中的“鱼在云中游”，则（ ）A．“鱼”是光的反射形成的虚像，“云”是光的折射形成的虚像B．“鱼”是光的折射形成的虚像，“云”是光的反射形成的虚像C．“鱼”和“云”都是光的反射形成的虚像D．“鱼”和“云”都是光的折射形成的虚像
4. 如图所示，当光从水中斜射入空气中时，在分界面同时发生反射和折射，反射角______入射角，折射角_______入射角（以上两空填“大于”“等于”或“小于”），当入射角增大到一定程度时，折射角会先到达90°，入射角继续增大时，便没有了________（填“反射光线”或“折射光线”），光纤通信就是利用了此原理来减少光在传播过程中的能量损失。
第四章 光现象第4节 光的色散
1.通过观察生活中的一些现象，知道太阳光是由单色光混合而成的。2.通过实验了解太阳光是由七种色光混合而成的。3.知道色光的三原色；了解可见光谱，以及红外线与紫外线的特点及其应用。
一场细雨刚刚下过，天空被洗得很干净，一道美丽的彩虹突然出现在天空，彩虹现出七彩颜色，像七彩天桥挂在天空，美丽又壮观。 你知道彩虹有哪些颜色吗? 你能解释彩虹是怎样形成的吗?
电视画面的颜色是怎样产生的？
一、光的色散
1.实验探究：光的色散
【探究过程】如下图所示，让一束太阳光照到三棱镜上，经三棱镜偏折后照到白屏上，出现了一条不同颜色依次排列的彩色光带。
【分析归纳】(1)白光是复色光，是由各种色光混合而成的。 (2)不同的单色光通过棱镜时偏折的程度是不同的，实验中红光偏折的程度最小，紫光偏折的程度最大，各单色光偏折的程度从小到大依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
2.色散的概念复色光通过棱镜后被分解成各种单色光的现象叫光的色散。
我们有时会看到太阳周围出现一个巨大的彩色光环，如图所示，这就是“日晕”景象。这种天象形成的重要原因是在高空中，水蒸气遇冷形成大量小冰晶，太阳光照射小冰晶后，发生了色散，其中各色光按红、橙、黄、绿、_________、靛、紫的顺序依次排列，这说明太阳光是__________（填“单色光”或“复色光”）。
【解析】太阳光通过小冰晶后会发生色散，被分解成七种颜色的光，这七种颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这个现象说明太阳光不是单色光，而是由各种色光混合而成的。
二、色光的混合
用放大镜观察彩色电视画面上的各色光条，可以发现，电视屏幕上显现出的丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三种色光合成的。
人们发现，把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后，能产生各种颜色的光，因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。
三、看不见的光
把太阳光分解成不同的色光，按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列起来就是光谱。
光谱上红光以外看不见的光叫做红外线，人眼虽看不到，但可以用灵敏温度计来检验它们的存在，属于不可见光。
红外线的特点：①红外线具有热效应，能使被照射的物体发热；②太阳的热主要就是通过红外线辐射的形式传送到地球的；②太阳的热主要就是通过红外线辐射的形式传送到地球的；
在光谱的紫端以外，还有一种看不见的光，叫紫外线。
紫外线具有荧光效应，可用来鉴别字画和人民币的真伪。适当的紫外线照射对于骨骼的生长和身体健康的许多方面都有好处。
1.20世纪中叶科学家发明了红光LED和绿光LED，为与这两种LED组合产生白色LED光源，日本科学家又探寻到一种LED，它是（ ）A.紫光LEDB.黄光LEDC.蓝光LEDD.橙光LED
2. 下列对光现象的描述正确的是（　　）A．家里的穿衣镜所成的像是等大的实像 B．红外线能使荧光物质发光，鉴别钞票的真伪 C．雨过天晴后，天空中出现彩虹是光的色散现象 D．在公园的湖水中可以看到拱桥的倒影，是光的直线传播形成的
3. 绝大多数鱼类的体温与周围水温相同。然而，生活在海水中的月鱼，其体温比周围水温高。为证实这一点，可对水中月鱼进行拍照，应选用的器材是（　　）A．红外照相机 B．可见光照相机 C．紫外光成像仪 D．超声波成像仪
4.为解决高楼灭火难题，军工转民用“导弹灭火”技术实验成功，如图，发射架上有三只眼：“可见光”“红外线”和“激光”，当高楼内有烟雾火源不明时，可用___________（填“可见光”“红外线”或“激光”）发现火源，可用___________ （填“可见光”“红外线”或“激光”）精确测量火源距离。