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初中三年级物理

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    本题信息:2009年0117模拟题物理不定项选择难度一般 来源:牛青丹
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光的直线传播现象

平面镜成像的应用

透镜及其分类

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光的直线传播:
1.光沿直线传播的条件:光在同种均匀介质中是沿直线传播的。

2.光沿直线传播的现象:在有雾的天气里,可以看到从汽车头灯射出的光束是直的;穿过森林的光束是直的;在电影院中可以看到放映机射向银幕的光束是直的。由现实生活中的这些现象,我们可以知道光是沿直线传播的。生活中由于光沿直线传播造成的现象有:影子的形成,小孔成像,日食,月食等。

3.光线:由于光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,所以经常用一条带箭头的直线来表示光的传播路线,箭头的方向表示光的传播方向,这样的直线叫做光线,如图所示。光线的几何作图起着重要作用,在光的直线传播、反射与折射以及研究透镜成像中,都是必不可少且要反复用到的。应注意的是,光线不是实际存在的实物,而是在研究光的行进过程中对细窄光束的抽象。它是人们研究光现象的一种方法,即建立物理模型的方法。



光的传播规律有三:
(1)光的直线传播规律。

(2)光的独立传播规律两束光在传播过程中相遇时互不干扰,仍按各自途径继续传播,当两束光会聚同一点时,在该点上的光能量是简单相加。

(3)光的反射和折射定律。光传播途中遇到两种不同介质的分界面时,一部分反射,一部分折射。反射光线遵循反射定律,折射光线遵循折射定律。
日食、月食的成因
当月球转到地球和太阳之间,并且三者在同一直线上时,月球就挡住了射向地球的阳光,由于光的直线传播.在月亮背后会形成长长的影子。如图所示,月亮在地球的影子分为两部分,中心的区域叫做本影,外面的区域叫做半影。位于半影区的人看到的是日偏食;位于本影区的人看到的足日全食;若地月之问距离较远时,还会看到日环食。同样的道理.当地球转到月球和太阳之间,并且三者在同一直线上时,地球就挡住了射向月球的阳光,就会形成月食。 ]补充月食有全食和偏食,但没有环食,这是因为地球的影子很长,大于月地之间的距离。 

判断小孔成像情况的方法
(1)由于屏的阻碍,光源射出的光线巾,大部分光线被屏挡住,只有那些指向小孔的光线,恰可沿直线通过小孔在光屏上形成光斑。这样光源的每一个发光点射向光屏的光线,都将在光屏上对应形成一个小光斑,而无数个小光斑组合起来,便在光屏上显示出一个倒立的与光源相似的图样,这一图样就是光源的像:这个像由于是实际光线会聚而成,因此是实像。
(2)只有小孔足够小时才能成像。如果小孔太大,物体上任一点发出的光透过小孔后在光屏上形成的光斑就比较大,物体上相邻点发出的光透过小孔后,在光屏上形成的光斑就比较大,光斑重叠较多,使像模糊不清,甚至不成像。
(3)像倒立,像的形状与物体相似,与小孔的形状无关。
(4)像的大小取决于光屏到小孔的距离和物体到小孔的距离的关系。
光沿直线传播的条件:
光沿直线传播是有条件的,如果介质不均匀,光线会发生弯曲。例如地球周围的大气层就是不均匀的,离地面越高,空气越稀薄,从大气层外射到地面的光线就会发生弯曲。早晨,当太阳还在地平线以下时,我们就看见了它,就是不均匀的大气使光线变弯了的缘故,如图所示。因此应该说,光在均匀介质中是沿直线传播的。


影子的形成:
光在沿直线传播的过程中遇到不透明的物体时,光线被物体挡住,无法到达物体后面,在物体后面形成了与物体轮廓相似的黑暗区域,这就是物体的影子(如图)

如手影,路灯下的人影:

 无影灯:
  无影灯,是一种先进的光源,它的外形是一个很大的灯盘,上面装有许多射向各个方面的荧光灯,能把手术台所有的暗影都照亮,所以无影灯下就没有影子了。这样,医生为病人做手术,视线就不会受影子的影响,保证手术顺利进行。

平面镜成像的应用:
(1)利用平面镜可以改变光的传播方向,起到控制光路的作用,如制作潜望镜,在挖井、掘山洞时,用平面镜把太阳光反射到作业区照明

(2)利用平面镜成像。如制作各种镜子,商场和家庭装饰时,利用平面镜成像增强室内宽敞明亮的空间效果

(3)利用平面镜反射光来使微小的形变放大,以便观测
补充:最简单的潜望镜是用两块互相平行的、与水平方向成45角的平面镜构成的,用它可以看到高处的、被掩蔽物挡住的物体,如图所示:


透镜及透镜相关概念:
名称 概念 说明
透镜 透镜是利用光的折射来工作的光学元件,它是由透明物质(如玻璃、塑料、水晶等)制成的,表面是球面的一部分。如下图甲所示,中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜;如下图乙所示,边缘厚、中问薄的透镜叫凹透镜
按其厚薄的形状可分为两类:凸透镜和凹透镜
主光轴

通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴,如下图所示

每个透镜都有一条主光轴
光心 主光轴上有个特殊的点,通过它的光线传播方向不改变,这个点叫做透镜的光心,如上图所示 用字母“O”表示,可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心
焦点 凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这一点叫凸透镜的焦点,如下图甲所示。凹透镜能使跟主光轴平行的光线通过凹透镜后变得发散,且这些发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点,这一点不是实际光线的会聚点,所以叫凹透镜的虚焦点,如下图乙所示
凸透镜两侧各有一焦点,且对称,用字母“F”表示
焦距 焦点到凸透镜光心的距离叫焦距,如上图甲所示 凸透镜两侧焦距相等,用字母“f” 表示

透镜及其应用知识梳理:



定义:中间厚边缘薄的透镜
光学性质:对光线有汇聚作用
基本规律、概念 通过光心的光线不偏折
主光轴:两个球面所在球心的连线
平行于主光轴的入射光线会聚于焦点
焦距:焦点到光心的距离
成像规律 物距:u>2f,成缩小倒立的实像,像距:f<v<2f
物距:f<u<2f,成放大倒立的实像,像距:v>2f
物距:u<f,成放大正立的虚像


定义:中间薄边缘厚的透镜
光学性质:对光线有发散作用

日常生活 照相机:凸透镜成缩小实像的原理
投影仪:凸透镜成放大实像的原理
放大镜:凸透镜成放大虚像的原理
眼睛 眼睛成像原理:晶状体和角膜的组合相当于凸透镜
近视眼的矫正:佩戴凹透镜制成的近视镜
远视眼的矫正:佩戴凸透镜制成的远视镜
科技 望远镜
显微镜

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