物理光学思维导图

光的直线传播：小孔成像：若孔较大，则成小孔形状的光斑；小孔成像与孔的形状无关，成的是物体的像；自制针孔照相机。

光—在光的世界里

• 光的直线传播
  • 小孔成像
    • 特点
      • 若孔较大，则成小孔形状的光斑
      • 小孔成像与孔的形状无关，成的是物体的像
        • 自由主题
    • 自制针孔照相机
  • 光的直线传播
    • 实验
      • 将激光束射向光滑物体表面，观察径迹
      • 将激光束射向玻璃，观察径迹
      • 将一束激光射进密度不均匀的糖水，观察径迹
    • 结论
      • 光在同种均匀介质中沿直线传播
        • 影子
        • 小孔成像
    • 应用
      • 激光垂准仪
• 光的反射
  • 反射
    • 光的反射定律
      • 实验探究
        • 实验方法
          • 归纳法
        • 器材
          • 激光笔
          • 画有刻度的白纸板
            • 显示光路
            • 探究反射光线入射光线以及法线是否在同一平面内
            • 便于比较反射角与入射角的关系
          • 量角器
          • 平面镜
        • 摆放调整
          • 把一个平面镜放在水平桌面上，在平面镜上竖直放置一张白色纸板，纸板上画有直线ON和角度刻度，使ON与镜面垂直
        • 操作过程
          • 探究“三线共面”
            • 使激光笔发出一束光，沿与镜面垂直的纸面射向镜面上的O点，观察到纸板上有反射光线和入射光线。保持左侧值班不动，沿ON以不同角度多次翻折右侧纸板，观察右侧纸板上是否有反射光线的出现
          • 探究“等角”
            • 使激光笔发出一束光，沿与镜面垂直的纸面射向镜面上的O点，观察到纸板上有反射光线和入射光线。分别多次改变入射角的大小，用量角器测量并记录入射角与对应反射角，比较反射角与入射角的大小关系，得出普遍规律
        • 结论
          • 反射光线与入射光线以及法线在同一平面内
          • 反射光线和入射光线分居法线两侧
          • 反射角等于入射角
      • 反射光路的可逆性
        • 让光线逆着反射光线的方向射向镜面，观察到反射光线逆着原来的入射光线方向射出
        • 结论
          • 在反射时，光路是可逆的
      • 镜面反射和漫反射
        • 在较暗的教室里，把一个小平面镜粘在白纸上，用手电筒的光照射白纸和平面镜。从侧面观察，白纸亮，镜面暗。
          • 镜面反射
            • 类似光滑镜面的反射
          • 漫反射
            • 把来自光源的光向四面八方反射
            • 漫反射遵循光的反射定律
            • 外层空间黑暗是因为那里缺少灰尘来反射光
      • 平面镜成像
        • 平面镜
          • 平静水面，平板玻璃，平滑金属面都可看做平面镜
          • 作用
            • 改变光的传播方向
            • 成像
          • 应用
        • 平面镜成像规律
          • 实验探究
            • 实验方法
              • 等效替代法
            • 器材
              • 两支完全相同的蜡烛
                • 便于比较像与物的大小管系
              • 玻璃板
                • 好处
                  • 玻璃板既能反光又能透光，便于确定像的位置，便于比较像与物的大小关系
                • 目的
                  • 便于确定像的位置
              • 刻度尺
                • 测量像距与对应物距
              • 白纸
                • 记录像，物体以及玻璃板的位置
            • 摆放调整
              • 在水平桌面铺一张白纸，在白纸中央画一条直线，将玻璃板垂直于桌面摆放到白纸上，使玻璃板前表面与直线重合。在镜前竖直放一支点燃的蜡烛
            • 操作过程
              • 探究“像与物等大”
                • 器材摆放好后，将蜡烛A点燃竖放在玻璃板前某一位置，在玻璃板前透过玻璃板观察点燃蜡烛A的位置。拿出一支没有点燃的完全相同的蜡烛B，竖直放在玻璃板后面来回移动。在点燃蜡烛A一侧观察到蜡烛B和点燃蜡烛A的像是否完全重合
              • 探究“是否为虚像操作过程”
                • 器材摆放好后，将蜡烛A点燃竖放在玻璃板前某一位置，在玻璃板前透过玻璃板观察点燃蜡烛A的位置，在成像位置处竖直放一个光屏，直接观察光屏上能否承接到A的像
              • 探究“相距与物距的关系”
                • 用笔在白纸上记录每一次B与A的像完全重合时物和像以及镜面的位置。用刻度尺测量每组对应像与物到平面镜的距离，并加以比较。
            • 结论
              • 平面镜所成的像是虚像
              • 像与物体的大小相等
              • 像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离
            • 像与物体关于平面镜对称
• 光
  • 光源
    • 能自行发光的物体
  • 光传播能量和信息
    • 能量
      • 太阳灶烧水
      • 激光打孔
    • 信息
      • 光线传递病灶信息
      • 红绿灯
  • 光传播的速度
    • 在真空中
      • c=3*108
    • 在水中
      • v水=3/4c
    • 在玻璃中
      • v玻=2/3c
  • • 光线
      • 一条表示光的径迹和方向的带箭头的直线
    • 法线
      • 过入射点垂直于镜面的直线
    • 入射角
      • 入射光线与法线的夹角
    • 反射角
      • 反射光线与法线的夹角
    • 折射角
      • 折射光线与法线的夹角
  • 光的三原色
    • 红
    • 绿
    • 蓝
• 光的折射
  • 光的折射
    • 光的折射
      • 定义
        • 光从一种介质进入另一种介质，光路发生偏折
    • 光的折射规律
      • 实验探究
      • 结论
        • 折射光线与入射光线以及法线在同一平面内
        • 折射光线和入射光线分居发现两侧
        • 光从空气斜射入玻璃或其他介质时，折射光线靠近法线偏折，折射角小于入射角
        • 当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变
    • 折射光线的可逆性
      • 在折射时，光路是可逆的
  • 凸透镜成像
    • 透镜
      • 凸透镜
        • 中间厚边缘薄
        • 远视眼镜
      • 凹透镜
        • 中间薄边缘厚
        • 近视眼镜
      • 透镜对光的作用
        • 实验操作
          • 取一个大烧杯，里面充以烟雾，倒扣在桌上。然后在杯底放一个凸透镜或凹透镜。用手电筒射出一平行光束，垂之镜面射入烧杯中，从烟雾中观察透镜对平行光的作用。
          • 烟雾
            • 显示光路
        • 结论
          • 光从空气射入透镜时，凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用
    • 凸透镜成像规律
      • 实验探究
        • 实验方法
          • 控制变量法
            • 物距与焦距
        • 器材
          • 凸透镜
          • 蜡烛
          • 刻度尺
          • 光屏
        • 摆放调整
          • 摆放
            • 用蜡烛作物体，把蜡烛，凸透镜，光屏沿一直线依次放在水平桌面上
          • 调整
            • 点燃蜡烛，使烛焰，凸透镜，光屏中心大致在同一高度
        • 操作
          • 先把蜡烛放在离透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜移动，分别在u>2f,f<u<2f,u<f三个区域内每个区域至少完成三次实验，并移动光屏，直到光屏上的像最清晰时，记录像的情况。
        • 结论
          • u>2f，凸透镜成倒立缩小实像
            • 照相机
          • u=2f，凸透镜成倒立等大实像
          • f<u<2f，凸透镜成倒立放大实像
            • 幻灯机
          • u=f，凸透镜不成像
          • u<f，凸透镜成正立放大实像
            • 放大镜