第四章光現(xiàn)象人教版物理八年級(jí)上冊(cè)

第四章光現(xiàn)象第1節(jié)光的直線傳播解析1.做一做手影游戲，用光的直線傳播知識(shí)解釋影子是怎樣形成的。因?yàn)楣馐茄刂本€傳播的，且光不能穿過不明物體，所以光射到不明物體上后，在這個(gè)物體的后方就會(huì)有一個(gè)光照射不到的區(qū)域，這就是影子。解析2.“井底之蛙”這個(gè)成語大家都很熟悉。請(qǐng)根據(jù)光的直線傳播知識(shí)畫圖說明為什么“坐井觀天，所見甚小”。如圖所示。因?yàn)橥茏诰浊夜庋刂本€傳播受到井壁的阻礙，所以蛙能看到的范圍，只能看見兩線所夾范圍內(nèi)的物體。解析3.舉出一些例子，說明光的直線傳播在生活中的應(yīng)用。射擊時(shí)目標(biāo)、準(zhǔn)星、眼睛要在一條線上，影子的形成、日食、月食、小孔成像等；排隊(duì)時(shí)，如果后一個(gè)同學(xué)只能看到自己前面同學(xué)的后腦勺，說明隊(duì)伍就排直了。木工師傅檢查自己刨的家具表面是否平直。戰(zhàn)士打靶時(shí)用到的三點(diǎn)一線。解析4.太陽發(fā)出的光，要經(jīng)過大約8min才能到達(dá)地球。請(qǐng)你估算太陽到地球的距離。如果一輛賽車以500km/h的速度不停地跑，它要經(jīng)過多長時(shí)間才能跑完這段路程?太陽到地球的距離s=vt＝3×108m/??×480s＝1.44×1011m＝1.44×108km塞車跑完全程所用的時(shí)間:約33年解析5．請(qǐng)你比較光在玻璃、水、空氣中傳播速度的大小，并由此猜想光在固體、液體、氣體中傳播速度的大小關(guān)系。通過查閱資料，檢驗(yàn)?zāi)愕牟孪?。?）光在玻璃、水、空氣中的傳播速度大?。簐真空＞v空氣＞v水＞v玻璃。由此猜想，光在固體、液體、氣體中傳播速度的大小關(guān)系：v氣體＞v液體＞v固體（2）固體中的光速。在固體中，分子之間的距離較近，原子和分子的排列形態(tài)具有高度規(guī)則性和緊密性，會(huì)對(duì)光子產(chǎn)生較大的阻力。因此，光在固體中的速度通常較慢，一般不會(huì)超過3×108m/s。液體中的光速。液體是介于固體和氣體之間的狀態(tài)，其分子間的距離比固體要遠(yuǎn)，又比氣體要近。因此，光在液體中的傳播速度一般介于固體和氣體之間。在水中的光速大約2.25×108m/s，而在其他液體中，光速也會(huì)有所不同，但總體上都是比在固體中快一些的。氣體中的光速。氣體的分子間距離相對(duì)較遠(yuǎn)，其自由度比固體和液體更大，因此光在氣體中的傳播速度是最快的。常溫下的大氣，光速約為3×108m/s，與真空中的光速基本一致?？偟膩碚f，固體、液體和氣體中光速的差異主要取決于介質(zhì)的密度和分子結(jié)構(gòu)。第2節(jié)光的反射解析1.光與鏡面成30°角射在平面鏡上，反射角是多大?試畫出反射光線，標(biāo)出入射角和反射角。如果光垂直射到平面鏡上，反射光如何射出?畫圖表示出來。反射角為60°，反射光線、入射角、反射角如上右圖所示；如果光垂直射到平面鏡上，反射光將按原路返回（如右圖所示）。解析2.自行車尾燈的示意圖如圖甲所示。夜晚，用手電筒照射尾燈，看看它的反光效果。試著在圖乙上畫出反射光線。自行車尾燈由紅色塑料制成，外表面是平面，在此塑料平面的背面上有許許多多凸起的直角錐棱鏡，相當(dāng)于兩個(gè)互相垂直的平面鏡，這種特殊的設(shè)計(jì)能使在夜間汽車燈光照在它上面時(shí)，無論入射光線方向如何改變，反射光線都能返回，像發(fā)光的紅燈，保證了行車安全。解析3.如圖所示，小明想要利用一塊平面鏡使此時(shí)的太陽光豎直射入井中。請(qǐng)你通過作圖標(biāo)出平面鏡的位置，并標(biāo)出反射角的度數(shù)。太陽光豎直射入井中，所以需要先畫出反射光線，再作入射光線與反射光線夾角的平分線，也就是法線，平面鏡與法線垂直，便可作出鏡面位置。由圖可知，反射光線和入射光線的夾角∠AOB=30°+90°=120°，則反射角∠BON=∠AOB/2=60°。解析4.雨后晴朗的夜晚，為了不踩到地上的積水，人們根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)判斷：迎著月光走，地上發(fā)亮的是水；背著月光走，地上發(fā)暗的是水。請(qǐng)你依據(jù)所學(xué)光的反射知識(shí)進(jìn)行解釋。光射到水面上發(fā)生的是鏡面反射，射到地面上發(fā)生的是漫反射。因此，迎著月光走，水面上由于發(fā)生鏡面反射而進(jìn)入人眼的光明顯多于地面上由于漫反射而進(jìn)入人眼的光。因此，迎著月光走，水面亮。同理，背著月光走，水面上由于發(fā)生鏡面反射，幾乎沒有光進(jìn)入人眼；而地面上由于發(fā)生漫反射，有一部分光能夠進(jìn)入人眼。因此，背著月光走，地面亮。解析5.激光測距技術(shù)廣泛應(yīng)用在人造地球衛(wèi)星測控、大地測量等方面。例如，激光測距儀向目標(biāo)天體發(fā)射激光束，并接收反射回來的激光束，測出激光往返所用的時(shí)間，就可以算出所測天體與地球之間的距離。已知一束激光從激光測距儀發(fā)出并射向月球，大約經(jīng)過2.56s被反射回來，則地球到月球的距離大約是多少千米?激光測距儀是通過發(fā)射激光后接收反射回來的激光束來測距離的。如測月球與地球之間的距離時(shí)，首先測出從地球激光測距儀發(fā)射的激光束射到月球后，經(jīng)過多長時(shí)間返回地球，根據(jù)公式即可求出。由題意可知激光從地球到月球所用時(shí)間t=2.56s/2=1.28s地球到月球的距離大約是:s=vt=3.0×108m/s×1.28s=3.84×108m=3.84×105km第3節(jié)平面鏡成像解析1.我們知道平面鏡成像非常清晰，為什么在探究平面鏡成像的特點(diǎn)時(shí)用玻璃板而不用平面鏡?實(shí)驗(yàn)中用玻璃板代替平面鏡，在物體一側(cè)能看到物體的像，便于確定像的位置；而鏡子不透光，無法確定像的位置；解析2.小芳面向穿衣鏡站在鏡前1m處，鏡中的像與她相距多少米?若她遠(yuǎn)離平面鏡后退0.5m，則鏡中的像與她相距多少米?鏡中像的大小會(huì)改變嗎?根據(jù)平面鏡成像的原理：小芳站在穿衣鏡前1m處，鏡中的像與她相距2m；若她遠(yuǎn)離平面鏡0.5m，則鏡中的像與她相距3米，鏡中像的大小不會(huì)改變。解析3.京劇被列入我國第一批國家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄。請(qǐng)?jiān)趫D中分別畫出京劇演員通過平面鏡看到的A點(diǎn)和B點(diǎn)的像。根據(jù)平面鏡成像規(guī)律可知，像和物關(guān)于平面鏡對(duì)稱，分別畫出A、B兩點(diǎn)關(guān)于平面鏡的對(duì)稱圖即AB的像A'、B'；分別連接A‘、B’兩點(diǎn)到眼睛，即通過平面鏡看到的A點(diǎn)和B點(diǎn)的像。解析4.如圖所示，A'O'是AO在平面鏡中的像。畫出平面鏡的位置。平面鏡所成的像和物體是以鏡面為對(duì)稱軸的軸對(duì)稱圖形，連接AA′，OO′，做AA′和OO′這兩條線段的垂直平分線，即平面鏡的位置，在A’、O’像的一側(cè)畫上斜杠杠表示平面鏡的背面，如圖所示。解析5.檢查視力的時(shí)候，視力表放在被測者頭部的后上方，被測者識(shí)別對(duì)面墻上鏡子里的像。視力表在鏡中的像與被測者相距多遠(yuǎn)?與不用平面鏡的方法相比，這樣安排有什么好處?根據(jù)平面鏡成像的原理，視力表在鏡中的像與被測者的距離是：2.7m+2.7m-0.4m=5m。與不用平面鏡的方法相比，這樣安排的好處是節(jié)約空間。解析6.潛水艇下潛后，艇內(nèi)的人員可以用潛望鏡來觀察水面上的情況。我們利用兩塊平面鏡就可以制作一個(gè)潛望鏡（如圖所示）。請(qǐng)你制作一個(gè)潛望鏡并把它放在窗戶下，看看能否觀察到窗外的物體。如果一束光水平射入潛望鏡鏡口，它將經(jīng)過怎樣的路徑射出?請(qǐng)你畫出光路圖來。根據(jù)光的反射規(guī)律，過反射點(diǎn)做豎直向下的反射光線，再根據(jù)光的反射規(guī)律，作出經(jīng)過二次反射點(diǎn)，且垂直于入射光線的反射光線，如圖所示：第4節(jié)光的折射解析1.在圖中，哪一幅圖正確地表示了光從空氣進(jìn)入玻璃中的光路?根據(jù)光的折射特點(diǎn)，當(dāng)光從空氣中斜射到玻璃中時(shí)，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角。故丙圖正確.解析2.一束光射向一塊玻璃磚，并穿過玻璃磚。畫出這束光進(jìn)入玻璃和離開玻璃后的光線（注意標(biāo)出法線）。光從空氣斜射入玻璃中，再從玻璃斜射入空氣中，發(fā)生兩次折射，要注意判斷折射角與入射角的關(guān)系?？諝庵械慕谴?。解析3.在平靜的湖邊可以看到“云在水中飄，魚在云上游”的現(xiàn)象。請(qǐng)你說一說這個(gè)有趣的現(xiàn)象是怎么形成的?！霸圃谒酗h”是光的反射現(xiàn)象，“魚在云上游”是魚通過水的折射所形成的虛像和云在水面下的虛像同時(shí)出現(xiàn)所形成的現(xiàn)象。解析4.如圖所示，一束光射入杯中，在杯底形成光斑。逐漸往杯中加水，觀察到的光斑將會(huì)如何移動(dòng)?光線斜射到水面上時(shí)，會(huì)發(fā)生折射，當(dāng)光由空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角。往杯中加水，入射角不變，折射角也不變，根據(jù)作圖可知光斑向右移動(dòng)。解析5.兩位同學(xué)想用激光筆去照亮水中漂亮的小石子。同學(xué)甲往他看到的小石子的下方去照射；同學(xué)乙往他看到的小石子的方向去照射。他們誰能照亮小石子?請(qǐng)你作圖說明。乙能照亮小石子。因?yàn)槿丝吹降氖^B是水中石頭A的虛像，光是從水中射向空氣中進(jìn)入人眼，人眼逆著進(jìn)入人眼光線的方向看去，就看到了石頭的虛像。用激光筆要想照亮石頭，只需逆著進(jìn)入人眼光線的方向照去，在水面處發(fā)生折射，正好就能照到水中的石頭。解析6.我們能看到斜放入水中的筷子在水面處發(fā)生彎折。動(dòng)手做一做，你看到水中的筷子是向上彎折還是向下彎折?為什么?看到水中的筷子是向上彎折。設(shè)筷子尖端為A點(diǎn)，光從水中斜射入空氣中進(jìn)入了人的眼睛，折射角大于入射角，人感覺光是沿直線傳播的，逆著光看去，好像是從光的反向延長線的交點(diǎn)B處來的，B是A點(diǎn)的虛像，B比實(shí)際位置要淺，所以水中的筷子好像向上彎折了，如圖所示。第5節(jié)光的色散解析1.除了雨后，我們?cè)诤芏嗲闆r下也會(huì)看到彩虹，請(qǐng)你舉兩個(gè)例子。瀑布和噴水池上面常見到彩虹；肥皂泡上出現(xiàn)的彩色等；灑水車在太陽下灑水時(shí)，你會(huì)看到水珠噴灑時(shí)出現(xiàn)的彩虹；我們背著陽光方向噴水霧實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以出現(xiàn)弧形彩帶，這和自然界彩虹形成的原理是一樣的。解析2.通過如圖所示的實(shí)驗(yàn)，我們知道太陽光由各種色光混合而成，各種色光偏折的程度不同，哪種色光偏折程度最小?哪種色光偏折程度最大?三棱鏡對(duì)不同顏色的光的折射程度不同，對(duì)紅光折射最小，對(duì)紫光折射最大，所以才會(huì)產(chǎn)生白光的色散現(xiàn)象。3.在辦公軟件中建立一個(gè)空白文檔，繪制一個(gè)矩形框，設(shè)置填充顏色為白色，打開“顏色”對(duì)話框的“自定義”選項(xiàng)卡，可以在屏幕中看到白色是由紅、、綠、藍(lán)三種色光混合而成的（如圖所示），其亮度等級(jí)均為255（255是最高亮度等級(jí)）。請(qǐng)把藍(lán)色光亮度等級(jí)調(diào)為0，看看由紅色光和綠色光混合而成的矩形框顯示什么顏色。再把綠色光亮度等級(jí)調(diào)為0，保持紅色光亮度等級(jí)最大，然后慢慢增加藍(lán)色光亮度等級(jí)，看看矩形框的顏色是怎樣變化的。請(qǐng)隨意改變?nèi)N色光的亮度，說出你對(duì)色光混合的一些認(rèn)識(shí)或體會(huì)。解析（1）把藍(lán)色光亮度等級(jí)調(diào)為0，由紅色光和綠色光混合而成的矩形框顯示黃顏色，如圖所示。（2）再把綠色光亮度等級(jí)調(diào)為0，保持紅色光亮度等級(jí)最大，然后慢慢增加藍(lán)色光亮度等級(jí)，矩形框的顏色變化如圖所示。隨意改變?nèi)N色光的亮度，說出你對(duì)色光混合的一些認(rèn)識(shí)或體會(huì)。結(jié)論：把紅、綠、藍(lán)三種色光按不同比例混合后，能產(chǎn)生各種顏色的光.解析4.醫(yī)院的手術(shù)室和病房里常配備紫外線燈來滅菌，一些學(xué)校的餐廳也裝有紫外線燈，有的公交車也會(huì)采取紫外線燈封閉照射的方式消毒。紫外線燈一般會(huì)發(fā)出淡紫色的光。這種淡紫色的光是紫外線嗎?為什么?紫外線燈的燈泡發(fā)出的光