💡 八年级上册 · 第4章《光现象》

光的直线传播 → 光的反射 → 平面镜成像 → 光的折射 → 色散 · 光路看得见

🎯 学习目标:知道光源;理解光在均匀介质中沿直线传播;能用该原理解释影子、日食月食、小孔成像;记住光速。

1.1 光源 与 光的直线传播同种均匀介质

  • 光源:自身能够发光的物体(太阳、电灯、点燃的蜡烛、萤火虫)。月亮、镜子不是光源(它们反射光)。
  • 光在同种均匀介质中沿直线传播。
  • 现象:影子、日食和月食、小孔成像(倒立的实像,像的形状由物体决定,与孔的形状无关)。
  • 光速:真空中 c = 3×10⁸ m/s(宇宙最快);空气中近似,水中约 3/4 c,玻璃中约 2/3 c。
  • 光年是长度单位(光一年内走的路程),不是时间单位。
💡 小孔成像、影子、日食月食,本质都是光沿直线传播、被不透明物体挡住形成的。

1.2 小孔成像原理(拖动蜡烛看像变化)拖动改物距

拖动"物距"滑块,蜡烛真的会左右移动;观察屏上倒立实像的大小如何变化。

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小孔成像特点:成倒立、实像;像的大小与物距有关——物距越小,像越大;像的形状由物体决定,与孔的形状无关。
像的性质
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下列物体中,属于光源的是( )
月亮和电影屏幕本身不发光(反射光),钻石也不发光,只有点燃的蜡烛自己发光,是光源。
小孔成像所成的是( )
小孔成像成的是倒立、实像,可以用光屏承接,像的形状与物体相同、与孔的形状无关。
🎯 学习目标:掌握光的反射定律;知道光路可逆;区分镜面反射和漫反射。

2.1 光的反射定律三线共面

  • 反射定律:① 反射光线、入射光线和法线在同一平面内;② 反射光线和入射光线分居法线两侧;③ 反射角 = 入射角。
  • 表述顺序不能错:是"反射角 = 入射角",不能说"入射角 = 反射角"(因入射角先有)。
  • 光路可逆:光逆着反射光线射入,会逆着原入射光线射出。
  • 镜面反射(光滑表面,平行光入射仍平行射出,易刺眼)与漫反射(粗糙表面,向各方向反射,能从各角度看清)——都遵循反射定律。

2.2 反射光路演示拖动改入射角

拖动滑块改变入射角,观察反射角始终等于入射角,光路实时重绘。

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反射定律核心:反射光线、入射光线、法线共面;分居法线两侧;反射角 = 入射角。
关于光的反射,下列说法正确的是( )
入射角增大反射角也增大;反射角始终等于入射角;无论镜面反射还是漫反射都遵循反射定律;反射光线与入射光线分居法线两侧。
教室里每位同学都能看清黑板上的字,这是因为光在黑板上发生了( )
黑板粗糙,光在其上发生漫反射,把光反射到各个方向,所以各个位置的同学都能看清。
🎯 学习目标:探究并记住平面镜成像的特点;了解其应用。

3.1 平面镜成像特点等大虚像

  • 平面镜所成的像是正立、等大的虚像;
  • 物距 = 像距(像到镜面的距离等于物到镜面的距离);
  • 像与物的连线垂直于镜面;
  • 像与物左右相反;
  • 虚像不能用光屏承接(用眼睛看好像在镜后,其实光并未真的到达)。
💡 应用:① 成像(梳妆镜、舞蹈镜);② 改变光路(潜望镜由两块平行平面镜组成)。

3.2 平面镜成像对称性(拖动改物距)对称作图

拖动"物到镜面距离",物体左右移动,虚像关于镜面对称地同步移动;观察反射光及其反向延长线始终交于虚像。

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平面镜成像特点:
① 正立、等大的虚像;② 像与物到镜面距离相等(物距 = 像距);③ 像物连线垂直于镜面;④ 左右相反;⑤ 虚像不能用光屏承接。
成像特点
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人站在平面镜前 2 m 处,他在镜中的像离他( )
像距镜面 = 物距镜面 = 2 m,所以像离人 = 2 m + 2 m = 4 m。
关于平面镜成像,正确的是( )
平面镜成的是正立、等大、虚像,左右相反,像距等于物距,虚像不能用光屏承接。
🎯 学习目标:理解光的折射规律;能用它解释池水变浅、筷子弯折等现象。

4.1 光的折射规律空气角大

  • 折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折。
  • 折射规律:① 折射光线、入射光线、法线在同一平面;② 分居法线两侧;③ 光从空气斜射入水/玻璃,折射角小于入射角(折射光线向法线偏折);光从水/玻璃斜射入空气,折射角大于入射角;④ 垂直入射时不偏折。
  • 光路可逆。
  • 现象:池水看起来比实际浅、插入水中的筷子看起来弯折、海市蜃楼。
⚠️ 折射角与入射角的大小关系取决于介质:谁的密度(光速)小(如空气),光线在那里更"斜"。记忆口诀:"空大、水小"——光在空气中对应的角更大。

4.2 折射光路演示拖动改入射角

拖动滑块看光从空气斜射入水中时,折射光线如何向法线偏折。

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空气→水/玻璃:折射角 小于入射角,折射光线靠近法线偏折;反之(水→空气)折射角大于入射角,且当入射角过大时会发生全反射。
在岸上看清澈的池水,会觉得水很浅,这是因为( )
池底反射的光从水斜射入空气时折射角大于入射角,光线远离法线,人眼逆着光线看去觉得池底变浅了——这是折射现象。
下列光现象中,属于折射的是( )
筷子在水中"弯折"是光在空气-水界面折射造成的;其余都是直线传播或反射。
🎯 学习目标:知道白光由色光组成;记住光的三原色;了解红外线与紫外线。

5.1 光的色散与三原色复色光

内容说明
光的色散白光通过棱镜分成红橙黄绿蓝靛紫牛顿发现,证明白光是复色光
光的三原色红、绿、蓝三种色光可混合成各种色光(光屏/屏幕)
颜料三原色红、黄、蓝混合颜料变暗,用于绘画印刷
💡 彩虹是太阳光被空中的小水滴色散形成的;不同色光在真空中速度相同,但同一介质中紫光偏折最大、红光最小。

5.2 红外线与紫外线不可见光

看不见的光特性 / 应用
红外线热效应强(一切物体都辐射);用于遥控器、夜视仪、测温、红外烤箱
紫外线化学/生理作用强;用于杀菌消毒、使荧光物质发光(验钞)、促进钙吸收;过量照射有害,紫外线灯/防晒
⚠️ 红外线和紫外线都是不可见光,属于电磁波;它们都遵循光的反射、折射规律。
用三棱镜把太阳光分解成彩色光带,这一现象说明( )
色散证明白光是复色光;同一棱镜中紫光偏折最大、红光最小,所以 B、C 都对。
人民币上的荧光防伪标识,在下列哪种光照射下会发光( )
防伪标识含有荧光物质,在紫外线照射下会发出可见光,验钞灯就是紫外灯。