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初中二年级物理

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    生活、生产中常用到光学知识:在开凿大山隧道中,用激光引导掘进机掘进方向,如图所示,是利用了光沿______________;有时人们把电视机遥控器的红外线发射窗,对着电视机对面墙壁发射,也能控制电视机,这是利用了光的______________现象;有经验的渔民都知道,只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到,这是利用了光的______________现象;照相机是利用凸透镜成倒立、缩小、______________像的性质制成的。

    本题信息:2011年同步题物理填空题难度一般 来源:马凤霞
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本试题 “生活、生产中常用到光学知识:在开凿大山隧道中,用激光引导掘进机掘进方向,如图所示,是利用了光沿______________;有时人们把电视机遥控器的红外线发射窗...” 主要考查您对

光的直线传播的应用

光的反射规律及其应用

光的折射现象

生活中的其他透镜(照相机,放大镜,投影仪等)

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 光直线传播的应用:
1.激光准直:在开凿大山隧道时,T程师们常常用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,保证隧道方向不出偏差。(如图)

 
2.射击时利用“三点一线”进行瞄准。(如图)


3.站队成直线:前面的人挡住了后面人的视线,使后面的人只能看到前面相邻人的后脑勺。

4.木工检测木料的表面是否平滑。



反射定律:
入射光线、反射光线和法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角(∠i=∠r)。

光的反射定律描述了“三线”“两角” 的关系,可简记为:“三线共面,法线居中(三线位置关系),两角相等(两角量值关系)”。
特殊情况垂直入射时,入射角反射角都是零度,法线、入射光线、反射光线合为一线。

对于光的反射定律,应掌握以下五点:
1、根据光的反射定律可知,任何一条反射光线都对应一条入射光线。

2、定律的叙述有一定逻辑因果关系:先有入射,后有反射。表达时不能把“反射角等于入射角”说成 “入射角等于反射角”,因为反射角等于入射角的意思是“反射角随着入射角的变化而变化”,若倒过来说意思就反了,不符合逻辑因果关系。

3、两角量值关系的变化是相对应的。即反射角随着入射角的变化而变化,入射角增大时反射角也增大,入射角减小时反射角也减小,入射角变为0,反射角也变为0,此时,入射光线、反射光线、法线重合,“三线合一”。

4、法线起“准则”的作用,是过入射点始终与反射面垂直的直线。当反射面转动一定角度时,法线仍与反射面垂直,也随之转过相同的角度。法线不仅过入射点与反射面垂直,而且还是入射光线与反射光线夹角的平分线。

5、在描述光的反射定律的光路图中,有两个重要的角度关系,即反射角等于入射角,r=i;入射角与入射光线和反射面的夹角互余,i+α=90

自行车尾灯的设计:
   利用直角平面镜的反射规律,制成了自行车的反光灯,如图所示。夜晚,汽车灯发出的光射到自行车的反光灯上时,经自行车上互成直角的两个反射面的反射,反射光将以平行于入射光的方向反向射入司机眼睛,使司机容易发现骑自行车的人,有利于夜间行车安全。

例  自行车是一种便捷的交通丁具,它包含了许多物理知识。例如,自行车尾灯就包含了光学知识。它本身不发光,但在夜晚,当有汽车灯光照射到尾灯上时,就会发生反射,以引起司机注意。尾灯的结构如图所示,请在图中画出反射光线,并说明反射光线有什么特点。

解析:利用光的反射定律作用,当两个反射面垂直时,一条光线经两个表面反射后光线平行于入射光线且方向相反
答案:如图所示

入射光线平行射入,反射光线平行射出。反射光线与入射光线方向相反。(答出一条即给分)
概念:
概念 说明
光的折射现象 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播的方向发生偏折,这种现象叫做光的折射。光从空气斜射入水或其他介质时,折射光线向法线方向偏折,如图所示
(1)对光发生折射现象的理解:入射光和折射光分别在两种不同的介质中,因此它们的传播速度不同,传播方向也往往发生改变
(2)通常在发生光的折射现象时,在界面上也同时会发生光的反射现象
(3)光线垂直射人界面时,将不会看到折射现象,即光的传播方向不发生变化

生活中的折射现象:
斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折;往脸盆中倒水,看到盆底深度变浅;潜水中的人看岸边的人变高;从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”等。
常见折射现象及解释:
1.光的折射现象光的折射会造成许多光学现象,如水底看起来比实际的浅,一半斜捅入水中的筷子变弯曲,鱼缸中的鱼看起来变大,海市蜃楼等。要解释这些现象,首先要知道看见的并非实际物体,而是物体经折射后成的虚像。

2.举例分析光的折射现象以池水看起来“变浅”为例,其原因我们可以作如下分析:
      我们能够看见物体是由于有光射入我们的眼睛里,假设从水池底的一点A射出的两条光线经折射后射入人眼(如图甲所示),眼睛根据光沿直线传播的经验(人的感觉总认为光沿直线传播),逆着折射光线看过去,就会觉得光好像是从水中的A’射入我们眼睛里的,因此我们会觉得A’比A高了,即看起来池底升高,池水“变浅”了。有经验的渔民都知道,在叉鱼时,只有瞄准鱼的下方,才能把鱼叉到。

    若从水中去观察岸上的物体,P点的位置将会升高,如图乙所示。例如跳水运动员在水下观察10m跳台,就会感到其高度超过10m。
    因此可以得出结论:从岸上看水里和从水里看岸上相同,都是看到升高了的虚像。
    补充:人眼之所以看到物体的虚像,都是因为折射光线(或反射光线)进入人的眼睛,而人眼总认为光沿直线传播,这就使人在折射光线(或反射光线)的反向延长线上看到一个虚像。
光的折射的特殊情况:
全反射
1. 定义:光由光密(即光在此介质中的折射率大的)媒质射到光疏(即光在此介质中折射率小的)媒质的界面时,全部被反射回原媒质内的现象。

2. 原理:
公式为n=sin90°/sinc=1/sinc
sinc=1/n
(c为临界角)
     当光射到两种介质界面,只产生反射而不产生折射的现象.当光由光密介质射向光疏介质时,折射角将大于入射角.当入射角增大到某一数值时,折射角将达到90°,这时在光疏介质中将不出现折射光线,只要入射角大于或等于上述数值时,均不再存在折射现象,这就是全反射.所以产生全反全反射全反射射的条件是:①光必须由光密介质射向光疏介质.②入射角必须大于或等于临界角(C).
    所谓光密介质和光疏介质是相对的。两物质相比,折射率较小的,光速在其中较快的,就为光疏介质;折射率较大的,光速在其中较慢的,就为光密介质。例如,水折射率大于空气,所以相对于空气而言,水就是光密介质,而玻璃的折射率比水大,所以相对于玻璃而言,水就是光疏介质。
    临界角是折射角为90度时对应的入射角(只有光线从光密介质进入光疏介质且入射角大于临界角时,才会发生全反射)

3. 全反射的应用:光导纤维是全反射现象的重要应用。蜃景的出现,是光在空气中全反射形成的。
照相机
照相机是利用“凸透镜能成倒立、缩小的实像”这个原理制成的(如图所示)。照相机的镜头相当于一个凸透镜,来自物体的光经镜头后会聚在胶卷上,形成被照物体的像。胶卷上涂着一层对光敏感的物质,它在曝光后发生化学变化,物体的像就被记录在胶卷上经过显影、定影后成为底片,再用底片洗印就可以得到相片。照相时,物体离照相机镜头比较远,像是缩小、倒立的。


幻灯机
幻灯机是利用“凸透镜能成倒立、放大的实像”这个原理制成的(如图所示)。镜头相当于一个凸透镜,幻灯片相当于“探究凸透镜成像规律”实验中的蜡烛(物体),屏幕相当于光屏。

幻灯机构造:镜头、画片框、聚光镜、光源和反光镜、机箱等。
说明:反光镜用凹面镜,聚光镜为一组凸透镜,光源发出光经反光镜和聚光镜作用后集中射向幻灯片。把幻灯片放在比镜头的焦距稍大的位置,存强光的照射下,就能在屏幕上成放大的像。

投影仪

投影仪是利用“凸透镜能成倒立、放大的实像”这个原理制成的(如图所示)。镜头相当于一个凸透镜,投影片相当于“探究凸透镜成像规律”实验中的蜡烛(物体),屏幕相当于光屏。

投影仪构造:结构与幻灯机相似,主要区别是投影仪用两块大的塑料螺纹透镜作聚光器,同时用一块平面镜把像反射到屏幕上
说明:投影仪能放映大画面的幻灯片,也可以投射直接书写在透明胶片上的文字,使用方便。

放大镜
放大镜实际上就是一个短焦距的凸透镜(如图所示)。当物体位于凸透镜焦点以内,即物距小于焦距时,对着凸透镜观察,就可以看到物体成正立、放大的虚像。像和物位于凸透镜的同侧。当物体越靠近凸透镜的焦点时,所成的虚像越大。它可以将小的、眼睛不易辨清的物体“放大”,以便人们能看得更清楚。放大镜放大的倍数一般只有几倍,最多不过20倍,要想进一步提高放大倍数,就要用显微镜。

照相机的使用和调节方法
照相机的镜头相当于一个凸透镜,胶片相当于光屏,选定被拍摄的景物后,调节镜头到胶片的距离,可得到倒立、缩小的实像。

例1用一架焦距不变的照相机,给一个人照了一张全身像,若要再给这个人照一张半身像,应该(  )
A.使照相机的镜头离人远些,并减小镜头到底片的距离
B.使照相机的镜头离人远些,并增大镜头到底片的距离
C.使照相机的镜头离人近些,并增大镜头到底片的距离
D.使照相机的镜头离人近些,并减小镜头到底片的距离 _
解析:底片大小不变,从全身像到半身像,实际上是人的像变大了,根据照相机的调节方法,要想使底片上的像变大,人离镜头要近一些,像离镜头要远一些。因此照相机镜头应离人近一些,同时镜头往前伸,使暗箱长一些.
答案:C

投影仪的使用和调节方法
1.  投影仪的镜头相当于凸透镜。投影片(物体)放置于镜头的2倍焦距以内1倍焦距以外的某位置,投影片上的画面通过镜头在屏幕上成倒立、放大的实像。

2.若要使屏幕上的画面(像)大一些,可以把投影仪到屏幕上的距离增大一些,同时将投影片到镜头的距离减小一些(下降镜头高度)直到屏幕上得到清晰的像为止。
例2在练习调节投影仪(如图所示)的实践活动中,小明通过调节,使屏幕上出现了清晰画面。这时,教室后排同学要求他将屏幕上的画面再调得大一些,为此,小明的操作应当是:适当____(填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕的距离,并将凸透镜适当向_____(填“上”或 “下”)移动。

解析:投影仪的镜头足凸透镜,放映时成倒立放大实像,物体离透镜越近,所成的实像越大越远,所以要增大投影仪到屏幕的距离相当于增大像距,将透镜下移,相当于减小物距。
答案:增大 下
照相机的构造及各部分作用
1.照相机的主要构造:镜头、调焦环、光圈环、快门、暗箱、胶片。如图所示。
      作用:照相机调物距是通过调整照相机与物体的距离来实现的,调胶片与镜头的距离则是通过调镜头的位置来实现的,调整时旋转镜头的调焦环,拍摄近的景物时,镜头往前伸,离胶片远一些;拍摄远的景物时,镜头往后缩,离胶片近一些,调焦环上刻有数字,表示拍摄的景物到镜头的距离,适当调整调焦环能使景物在胶片上产生清晰的像。

2.光圈和快门的作用:光圈控制进入镜头的光的多少,快门控制曝光时间,光圈和快门上的数字表示出光圈可以开大或缩小的光圈数和曝光时间,选择合适的光圈和快门可以拍出亮度适当的照片。
补充:
(1)“傻瓜相机”简介:这种相机能自动测量景物到相机的距离,进行自动调焦,高度自动化,即使缺乏摄影经验的人也能照出清晰的相片。
(2)数码相机,又名数字式相机,简称DC,是一种利用电子传感器把影像转换成电子数据的照相机。
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