1、初中物理提纲 读书是天下至乐 1光现象和透镜一 光的直线传播1 光在同种均匀介质中,沿直线传播。这里务必注意,介质必须是均匀的,光线才是直线传播。如果介质是不均匀的,光线将沿弯曲的路径传播。(想一想:介质怎么样就是均匀的,怎么样就是不均匀的?)【阅读材料】 夜晚,仰望星空,繁星在夜空中闪烁不定。 这是什么原因呢?由于地球周围包围着一层密度不均匀的大气层,星光通过大气层时不是直线传播的。由于大气层在不断运 动变化,它的密度也在不断变化,星光 传播的路径也在不断变化,有 时会射入我 们的眼睛,有时不会;有 时射入我们眼睛的光多,有时射入我们眼睛的光少,因此我 们看到星光闪烁不定。2 光源自身能发光
2、的物体是光源。自身不能发光而只能反射光的物体是非光源。(想一想:有没有既不发光又不反射光的物体?)光源的例子:燃烧的蜡烛,太阳,恒星非光源的例子:月亮,行星,卫星光源可分为两种:点光源,平行光源。点光源:向四面八方发射光线的光源。例如:电灯泡。平行光源;发射出平行光束的光源。例如:探照灯和手电筒是近似的平行光源。太阳是相当标准的平行光源。 (想一想:太阳向四面八方发射光线,为什么不是点光源而是平行光源 ?)3 影子 小孔成像 影子:由于物体的阻挡形成的光照不到的黑暗区域。影子与阻挡物外形“相似” ,上下位置不颠倒,左右位置也不互换。( 想一想:这里说的“相似” 与数学中的“相似”一不一样?什么
3、时候一样?什么时候不一样?参见数学八年级下册相似图形数学九年级上册视图与投影)【阅读材料】 小东做手影游戏时,发现手影的大小经常在改变。影子的大小与哪些因素有关?他猜想:影子的大小可能与光源到物体的距离有关。他借助如图所示的实验装置,来探究影子高度与光源到物体距离的关系。手电筒 黑板擦 墙初中物理提纲 读书是天下至乐 2实验中,把手电筒正对黑板擦由近及远,先后放在距离黑板擦不同位置。保持其他因素不变,分别测量影子在墙面上的高度, 记录 数据如下表:分析数据后,他发现:若保持其他因素不变当手电筒由近处逐渐远离黑板擦时,影子的高度随之变小。为了进一步发现其中的规律,他根据数据绘制了影子高度 H 随
4、手电筒到黑板擦距离 L 变化的图象:从图象中可以看出,当手电筒由近处逐渐远离黑板擦时,影子高度变小的 “速度”逐变慢。 (参见数学 九年 级上册 反比例函数)可以设想,当手电筒离黑板擦非常非常远时,影子高度就几乎不变了。 小孔成像:(想一想:为什么必须是小孔?大孔为什么不行?)小孔成像成的是倒立的实像。(想一想:能否是放大的?)手电筒到黑板擦的距离 L(cm) 20 30 40 50 60 70黑板擦影子的高度 H(cm) 20 17 14.5 13.5 13 12.6介质 光速(m/s)真空 3108空气 3108冰 2.30108水 2.25108酒精 2.2108玻璃 2.0108初中物
5、理提纲 读书是天下至乐 34 光的传播速度光在真空中的传播速度(即真空中的光速)是宇宙间最快的速度,在物理学中用字母 c 表示。 (有的物理学家提出的猜想说,可能存在比真空中的光速更快的速度,但尚未被证实。 )空气中的光速略小于真空中的光速,通常把这两个数据都近似为3108m/s 。【阅读材料】日食的发生:站在月亮的影子里看太阳地球绕着太阳运行,月球绕着地球运行。若是地球运行的轨道平面和月球的轨道平面重合,那么月球每绕地球一周就会有一次出现在日地连线上。这时,阳光照射月球产生的月影就会落到地球表面上,在月影里的地面上的人就能观察到太阳被月球遮挡的现象,这现象就称为日食。图2给出了日食形成的示意
6、图。图中实线表示太阳边缘发出的光照到月球与地球的情况。图2 日全食、日偏食形成图图3 日环食、日偏食形成图从图2可以看到,地面上 T 区里的人完全看不到太阳 发光表面,只能看到太初中物理提纲 读书是天下至乐 4阳边缘以外发生的事情。他们看到的这种现象称为日全食,存在于月球与地球之间的使他们看到日全食现象的暗黑区域称为本影。位于地球表面上 P 区里的观测者分别能看到太阳发光表面的上部分和下部分,他们看到的是日偏食,他们看到日偏食的月影为半影。图3画出了与图2不同的日食情况。地球和月球的轨道都是椭圆形,月球到地球的距离和他们到太阳的距离是时时变化的,当月球到地球的距离大于月球到本影锥顶端的距离时,
7、若发生了日食,就相当于 图3所描绘的情形。 这时地面上的 C 区里的人看不到太阳表面的中间部分,只能看到一个环形的太阳发光表面,这种现象称为日环食。图3中 K 代表本影锥顶点,从 K 点到月球的涂成黑色的部分称为本影,K 点到地球表面由本影延伸 线包围的涂黑部分称为伪本影。如果日食发生时,地球表面正位于 K 点附近,则在日食期间可以看到日环食和日全食,这种现象称为全环食。日全食的过程:初亏、食既、食甚、生光、复圆月球绕着地球运行,我们把向上的方向定为北,那么月球总是从西往东绕地而行。相对地球上的人来说,太阳的最右端 为太阳的西边缘,最左 侧为太阳的东边缘,月球位置的描述也是如此。所以月球遮挡太
8、阳总是以月球的东边缘遮挡太阳的西边缘开始,日食也就从这个时刻开始。每次日食大约要两个小时,按照一次日食过程中各种现象出现的时间顺序,可用几个时间来表示日全食的时间过程,如图4所示。将地球上观测者观察到日食开始的时刻被称为初亏, 这时在天空中看到月亮圆面的东边缘与太阳圆面的西边缘开始接触,两圆相外切,偏初中物理提纲 读书是天下至乐 5食开始,月亮不停的相对地球东移,当月面的 东边缘与太阳面的东边缘相切(相内切)的时候,日全食开始,这个时刻被称为食既。月面中心与太阳面中心与太阳面中心最接近的时刻被称为食甚。随着月球的继续东移,月面西边缘与太阳面西边缘接触形成两圆第二次内切时,被称为生光,阳光开始照
9、到了原来的本影区,日全食结束,偏食复现。再过约1小时,月面西边缘与太阳面东边缘相切(第二次相外切),月面与太阳面完全分开,被称为复圆,日食 结束。在日全食期间可以看到很多平时难以一见的景色:(a)在食既之前的短时内,可以看到呈现为窄月牙状的红色太阳,红色的光是来自太阳大气的中层色球层,其颜色与平时我们见到的阳光不同,平常看到的阳光是从太阳大气的底层光球层射出来的;(b)接着可看到月影东边处出现了称为贝利珠的奇观,看起来像是放射着光芒的珠宝,这是由于阳光从月面边缘凹凸不平处的空隙处反射过来所形成的;(c)食既之后生光之前,能看到形状不整的泛着弱光的弥漫的物质围绕着黑色的月影,这就是在通常条件下看
10、不到的太阳大气的最外层日冕。有时候还能见到在日冕某处的下部,即靠近月影的地方,看到发红色光的突出物, 这是从日冕中的强度较高的磁场局部区域约束的色球物质形成的,这样的突出物形象地被专业人员定义为日珥-就像太阳的耳朵;(d)除了日冕的整体形态外,用比较好的望远镜在全食时段内还能看到日冕的丰富细节,或者拍摄照片留待日后欣赏。下一节将会提到的这些细节;(e) 日冕的一些部分,随着时间有明显的变化。初中物理提纲 读书是天下至乐 6如果在日全食期间,特别是全食时间较长全食期间,对日冕做了连续的拍摄,那么在非常偶然的情况下,有可能从连续的拍摄记录中发现令人好奇的日冕瞬变现象;(f)日全食期间,还有望在太阳
11、右侧看到平日不易见到的水星。总之,日全食为我们提供了宝贵的观测时机。二 光的反射与平面镜成像1 光的反射现象光射到两种介质的交界面时,在界面处会被反射回原介质(全部光线都被反射回原介质或部分光线被反射回原介质) 。2、反射定律:三线同面,法线居中,两角相等,光路可逆.即: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于法线的两侧,反射角等于入射角。3、光的反射过程中光路是可逆的。4、分类: 镜面反射:定义:射到物面上的平行光反射后仍然平行条件:反射面平滑。 漫反射:定义:射到物面上的平行光反射后向着不同的方向 ,每条光线遵守光的反射定律。条件:反射面凹凸不平。5、面镜:平面镜: 成像特点:等大,等距,垂直,虚像初中物理提纲 读书是天下至乐 7像、物大小相等像、物到镜面的距离相等。像、物的连线与镜面垂直物 体 在 平 面 镜 里 所 成 的 像 是 虚 像 。成像原理:光的反射定理作 用:成像、 改变光路实像和虚像:实像:实际光线会聚点所成的像虚像:反射光线反向延长线的会聚点所成的像球面镜:定义:用球面的内表面作反射面。性质:凹镜能把射向它的平行光线 会聚在一点;从焦点射向凹镜的反射光是平行光应 用:太阳灶、手电筒、汽车头灯 定义:用球面的外表面做反射面。性质:凸镜对光线起发散作用。凸镜所成的象是缩小的虚像应用:汽车后视镜6.光污染。凹面镜凸面镜