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4
光现象
4.1
知识点一、光源
概念
分类
所有能够发光的物体都叫做光源
天然光源
人造光源
对光源
的理解
太阳及其他恒星、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、水母等
点燃的火把、油灯、手电筒、钠灯、汞灯、无影灯、
LED
灯等
光的直线传播
光源是指能够自身发光的物体，太阳、发光的电灯、点燃的蜡烛等都是光源。有些物体本身不
发光，但
由于它们能反射太阳光或其他光源发出的光，好像他们也在发光一样，不要误认
为这些物体是光源，如
月球、所有行星和反光的镜子，他们都不是光源。
规律总结：
判断是不是光源的关键是看该物体自身能
否发光。
不发光的物体一定不是光源，而
有些物体本身并不发光
，但它们能反射太阳光或其他光源射出的光，好像他们也发光一样。
知识点二、光的直线传播
1
、光的传播
①空气、水和玻璃等透明物质可以作为光传播的介质。
②探究光在介质中的传播
夜晚看到空
中有许多光柱，
光在空气中传播好像一条直线，
光在所有介质中
是否都沿直线传播？
现象
打开激光笔，
用喷雾器沿着激光射出的方向喷出水雾，
< br>观察光在空气中的传播路径
（为了能看
分析总结
光在空气中的传播
到光在空气中的传播路径，
也可以沿着激光射出的方向喷射空气清新剂或点燃蚊香制造烟雾）
路径是直的
用激光笔发出的激光束垂
直摄入水槽的水中
（在水中加入少许牛奶或墨水）
，
观察激光束在水
中的传播路径
< br>用激光笔发出的激光束紧贴玻璃砖的毛玻璃面垂直射入玻璃中，
在毛玻璃面贴一张
白纸，
观察
激光束在玻璃中的传播路径
光在水中的传播路
径是直的
光在玻璃中的传播
路径是直的
探究归纳：光在空气、水、玻璃等介质中是沿直线传播。
③应用：由于光沿直线传播，在开凿隧道时，工人们可以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。
2
、光沿直线传播的条件
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①探究光沿直线传播的条件
设计与进
行实验：
a
、在玻璃槽中放一张白屏来显示光的传播路径。
b
、配备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
璃槽中。将一束激光沿白屏表面斜向下射入糖的水溶液，
观察光的传播路径。
c
、再将激光斜
射入同种均匀的糖的水溶液中，观察光的传播路径。
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，再均匀的糖的水溶
液中
光的传播路径仍是直的。
②光在同种均匀介质中沿直线传播<
/p>
，
注意同种和均匀这两个条件缺一
不可，
必须同时满足
，否则，光将会发生弯曲。例如早晨的太阳还在地
平
线以下时，我们就看到了它，就是因为大气层不均匀，靠近地面附近的大
气稠密，越到高空越稀薄，不均匀的大气层使光的传播路径变弯了。
③太阳光能通过真空和大气层传播到地球表面，说明光可以在真空中传播。
3
、光线
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经济和方向，这样的直
线叫做光线。
我们可以用光线简洁、
明了的表示不同光源的发光情况，
如图甲是平行光源发出的
平行光的光线画法，如图乙为点光源发光的光线画法。
点拨：①画光线时，必须用箭头标明光的传播方向。
②模型法：
通过模拟来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为模型法。
模型法借助于与原型
相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型，间接地研究客体原
型的性质和规律。通俗的说即
是通过引入模型（能方便我们解释那些难以直接观察到的事
物的内部构造，事物的变化以及事物之
间的关系的符号、公式、表格、实物等）将物理问
题实际化。
光线的引入应用了模型法。光线实际上是不存在的
，是为了方便研究光的传播情况而引入的一
种表示光的传播路径和方向的物理模型。
4
、光沿直线传播的有关现象
现象
影子
成因
光在传播过程中，遇到不透明的
物体，在物体后面光不能
到达的区域便形成了一个阴暗区域，即物体的影子
图示
原理
光在同种
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日食
当月球转到地球和太阳之间，并
且在同一直线上时，月球
就挡住了射向地球的太阳光，由于光的直线传播，在地球
的阴影Ⅰ区内太阳光完全照不到，就发生了日全食；Ⅱ区
内只有部分太
阳光照射到，发生了日偏食；Ⅲ区内只由太
阳边缘的光照射到，发生了日环食
均匀介质
中沿直线
传播
月食
当地球转到月球和太阳之间，并且在同一直线上时，地球
就挡住
了射向月球的太阳光，由于光的直线传播，月球在
阴影区的部分则不能反射太阳光。月球
在Ⅰ区内时我们能
看到月全食，月球在Ⅰ与Ⅱ区之间时，我们能看到月偏食
小孔
成像
由于光的直线传播，烛焰上部发
出的光，通过小孔后，射
到了光屏的下部；烛焰下部发出的光，通过小孔后，射到
了光屏的上部，在光屏上就形成了相对于烛焰倒立的像
注意：小孔成像的特点
①在小孔成像中，物体通过小孔成一个倒立的实像（实像是由实际光线形成的），像的形状只
跟物体的形状相似，跟孔的形状无关。
②像
的大小跟物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离有关。
当物体到小孔的距离大于光屏到小
孔的距离时，成缩小的像；小于时，成放大的像；等于时，成等大的像。
5
、光沿直线传播的应用
①士兵射击瞄准；②站队时队列排直；③木工检查木板是否平直；④利用激光准直仪挖掘
隧道。
知识点三、光的传播速度
<
/p>
1
、光在真空中的传播速度：
真空中的光
速是宇宙间最大的速度，
在物理学中用字母
c
< br>表示，真
空中的光速为
c=2.99792×
10
8
m/s
，我们在计
算中，真空中的光速近似取为
c=3×
10
8
m/s=3×
10
5
km/s
。
光在空气中的速度十分接近光在真空中
的速度，可认为空气中的光速
c=3×
10
8
m/s
。光在水中的速度
约为<
/p>
?c
，在玻璃中的速度约为
?c
。
光
年
是
一
个
长
< br>度
单
位
，
1
光
年
表
示
光
在
一
年
内
通
过
的
距
离
。
1
光
年
=365×
24×
60×
60s×
3×
10
5
km/s=9.4608×
1
0
12k
m
。
2
、由于光的速度比声音的速度大得多，打雷下雨时，雷声和闪
电是同时发生的，但是我们总是
先看到闪电，侯听到雷声。
3
、声、光传播的比较
现象
特点
传播速度
在透明物质中比在真空中传
播速度小，在真空中传播最快，为
光的传播
在透明物质中传播
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在真空中传播
声的传播
在固体、
< br>液体、
气体
中传播
在真空中不能传播
c=3×
10
8
m/s
一般情
况下，在固体中传播比在液体中快，在液体中比在气体中
快。声音在
15
℃的空气中的传播速度约为
340m/s
4.2
知识点一、光的反射
1
、光的反射现象
光的反射
我们能够看见太阳、发光的
电灯等光源，是因为光源发出的光进入我们的眼
睛。
但有些物体不是光源，他们本身不发光，如桌面、玻璃、水、课本等常见的物
体，我们为什么也能看到它们呢？原来这些物体的表面反射的光进入了我们的眼
睛。
光遇到水面、桌面以及其他物体的表面都会发生反射。像这样光从一种介质
射向另一种介
质表面时，有一部分光会被介质表面反射回来，这种现象叫光的反
射。
< br>
2
、基本概念：一点、两角、三线
一点
两
入射角
角
反射角
三
入射光线
线
法线
光的入射点，用字母
“O”
表示
入射光线与法线的夹角，∠
i
反射光线与法线的夹角，∠
r
射到反
射面的光线，图中
AO
为入射光线
<
/p>
经过入射点
O
并垂直于反射面的直线叫做
法线，
它是一条辅
助线，通常用虚线表示，图中的
ON
反射光线
入射光线射到反射面上后，被反射面反射的光线，图中的
OB
3
、有关基本概念的三点说明
①入射角是指入射光线和法线的夹角，而不是入射光线跟反射面的夹角；反射角是指反射光线<
/p>
和法线的夹角，而不是反射光线跟反射面的夹角。
②发现是通过入射点所做的垂直于反射面的虚线，是为了研究问题的方便而引入的，没有具体
的物理含义，但在确定入射角、反射角时法线是关键，因为反射角和入射角都是指光线与法线的夹
角。法线与反射面垂直，知道了法线就可确定反射面；反之，知道了反射面就可以确定法
线，这一
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规律在作图题中经常出现。
③入射光
线域反射光线都有方向，用字表示时应沿光线的方向叙述，如入射光线
AO
，不能说
成入射光线
OA
，
反射光线
OB
，不能说成反射光线
BO
。
知识点二、光的反射定律
1
、实验探究：光反射时的规律
提出问题：光射向介质表面时将发生反射，改变入射光线的方向，反射光线也随着改变，光在
反射时，遵循一个怎样的规律？
器材
：光源、平面镜、用两块白硬纸板连接起来的纸板、量角器、不同颜色的笔。
进行试验并收集证据
实验准备
实验过程与现象
图例
现象分析
实验过程中应注意的问题
把
一
个
平
面
镜
放
在
桌
< br>面
上，再用两块
连
接
起
来
的
纸板
ENF
竖
直
的
立
在
平
面镜上，纸板
NOF
面
可
以
绕
ON
自由转
动，<
/p>
ON
垂直
于镜面
一束光贴着纸板
EON
面沿某一角度射
到入射点
O
，法线
ON
垂直于镜面。光线经平面镜反射，
沿另一方向射出，
调
整
NOF
面使它与
EON
面在
同一平面上，将在
NOF
面上得到反射光线，如
图甲所示，
把纸板
NOF
向前折或向后折，
在
NOF
面上观察不到反射光线，如图乙所示
反射光线、
入射
光
线
和
法
线
在
同一平面内，
且
反
< br>射
光
线
和
入
射
光
线
分
别
位
于法线两侧
在研究光的反射定律的实验
中，
注
意让光束斜射到平面镜
上，
适当调节光束照射的角度
和位置，
使纸板上出现入射光
线和反射光线，
最好能调节为
一个较容易读数的入射角，
这
样反射角也易测量了，
要求室
重新将<
/p>
NOF
面调整到与
EON
面在同一平面内得
到反射光线，
在纸板上用笔描出入射
光线和反射
光线的径迹。改变入射光线的方向，重做一次，
换另
一种颜色的笔记录光的径迹。
取下纸板，
用
量角器测量入射角
i
和反射角
r
反射角
r
和
入射
角
i
相等
内光线稍暗些，便于观察
记录数据的表格
实验序号
1
2
3
入射角
i
25°
45°
60°
反射角
r
25°
45°
60°
探究归纳：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。
注意：①纸板在试验中
的作用：
a
、显示光的传播路径；
b<
/p>
、验证反射光线、入射光线和法线在
同一平面内；
c
、显示反射角随入射角的变化。
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②实验中将纸板
NOF
折转一定角度，
是为了探究反射光线和入射光线及法线是否在同一平面
内。
<
/p>
③本实验是归纳性试验，
做多次实验目的是分析数据并归纳得出结
论，
使实验结论更具普遍性。
2
、从以下五点理解光的反射定律
①每一条反射光线对应这一条入射光线。
②注意定律中的因果关系；
先有入射光线，后有反射光线。所以叙述反射定律内容时
必须先说
反射，后说入射，即不能把
“
反射角等于入射角
”
说成
“
入射角等于反射角
”
。
③反射光线随入射光线的改变而改变，
入射光线
“
靠近
”
或
< br>“
远离
”
法线，
反射光线也相应的
“
靠近
”<
/p>
或
“
远离
”
法线，即反射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。
④当光线垂直于镜面入射时，入射角为
0°
，反射角也为
0°
，光的传播方向改变了
< br>180°
，反射光
线与入射光线在同一直线上，并不是没
有发生反射。
⑤通过镜面对入射光线的反射作用，可以看出平
面镜有改变光路的作用。
知识点三、光路的可逆性
在探究光的
反射定律的实验中，如果让光逆着反射光的方向射到镜面，那么，它被反射后就会
逆着原
来的入射光的方向射出，这表明在光的反射现象中，
光路是可逆的
。
注意：光路可逆是一种路径上的可逆性，而光线不可逆，
所以
“
光路可逆
”
不能说
“
光线可逆
”
。
知识点四、镜面反射和漫反射
1
、探究镜面反射和漫反射
阳光透过窗户射向白色墙壁，光却弥漫了全部空间，照亮了整个屋子。而当一束光线射向镜面
时，却只能在特定的方向看到耀眼的反射光，这是为什么呢？
原因：当一束平行入射的光线射到镜面上时，入射角都相等，根据光的反射定律，反射光线都
将以相同的反射角平行射出，用放大镜观察墙壁可以发现墙壁的表面凹凸不平，像许多位
置不同的
小镜子，所以一束入射光线平行入射时，由于各点的法线方向不平行，即入射角
是不相同的，造成
反射光线向不同的方向反射。
归纳：一束平行光照射到镜面后，会被平行的发射，这种反
射叫做镜面反射；
凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射。
2
、日常生活中的反射
当强烈的太阳光照射高楼大厦的玻璃幕墙、大理石墙面或路面时，就会发生镜面反射，造成
“
光
污染
”
。
日常见到的绝大部分反射面都会发生漫反射，
由于
发生了漫反射才能使我们从不同方向看到
物体。教室里的黑板用毛玻璃、电影银幕用粗布
，都是为了使光在其表面发生漫反射，使各个方向
的人都能看到字迹和影像。
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3
、镜面反射和漫反射的异同点
项目
相同点
不同点
实例
镜面反射
都遵循光的反射定律
反射面平滑；平行光照射时，反射光仍平行
黑板反光、平静的水面反光
反射面凹凸不平，平行光照射时，反射光不平行
各个方向都能看清黑板上的字、电影银幕用粗布不用玻璃
漫反射
4.3
知识点一、平面镜成像的特点
1
、什么是像
平面镜成像
我们在照镜子的时候，可
以在镜子里看到另外一个自己，镜子里的自己就是我们的像。
像是相
对于实物而言的，是实物形状的另一种表现形式。
2
、实验探究：平面镜成像的特点
<
/p>
提出问题：平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系？
设计和进行试验：①在桌上铺一张大白纸，纸上竖一块玻璃板作为平面镜。
在纸上沿玻璃板画
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，如图所示。再拿另一
只外形相同但没有点燃的蜡烛，
竖立着在玻璃板后面移动，
直到看上去它跟前面那支蜡烛的像重合，
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在纸上记下两支蜡烛的位置
，如图所示。实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。
< br>③改变点燃的蜡烛的位置，重做上面的实验，用直尺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他们到玻璃板的距离，比较他们的大小和位置关系。
实验
序号
1
2
3
物体到玻璃板
的距离
/cm
10
15
20
像到玻璃板
的距离
/cm
10
15
20
像与物体大小比较
（放大、等大或缩小）
等大
等大
等大
分析与论证：
< br>未点燃蜡烛和像完全重合说明像和物体大小相等；
蜡烛和像到玻璃板的距离相等。
平面镜成像的特点：①平面镜所成像的大小与物体的大小相等
；②像和物体到平面镜的距离相
等；③像和物体的连线与镜面垂直。
利用对称的知识，平面镜成像的特点也可以表述为：平面镜所成的像与物体关于镜
面对称。
点拨：等效替代法：
保证某
种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的，复杂的物理问题
和物理过程转化为等效
的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程的处理方法。
探
究平面镜成像特点的实验中应用了等效替代法：一是用玻璃板代替平面镜；二是将另一支未
点燃的蜡烛放到点燃的蜡烛所成的像的位置，使之完全重合，来确定像的位置，即利用未点燃的蜡
烛替代点燃蜡烛的像。
注意：
①为了使观察到的像更为清晰，本实验最好在较暗的环境中进行。
②用玻璃板代替平面镜，虽然成像清晰度降低，但便于确定像的位置和大小。
③实验中宜选择较薄的玻璃板，避免因玻璃板前后两个面所成的像不重合而有一定错位，
用较
薄的玻璃板便于确定像的位置。
④在桌子上铺白纸的目的是便于记下蜡烛、玻璃板和像的位置，从而确定物与像到玻璃板的距
离关系及物、像的连线与镜面的位置关系。
⑤玻璃板要垂
直于桌面放置，这样避免使像偏上或偏下，便于使后面的物体与前面的物体的像
重合，从
而更好的确定像的位置。
⑥用相同的蜡烛是为了比较像与物体的大小关系。
⑦多做几次实验是为了使实验结论更具有普遍性。
⑧如何验证平面镜成的像是虚像：实验时在玻璃板后面放一张白纸作为光屏，观察像是否呈现
在白纸上。
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