物理八年级上册：在光的世界里

八年级上册部编版物理第四章全部知识点总结。内容包括：光的直线传播、光的反射、通过透镜看世界、平面镜成像、光的折射等。

第四章 在光的世界里

• *4.1光的直线传播
  • 光源
    • 能发光的物体叫做光源
    • 两种光源
      • 自然光源
        • 太阳，灯笼鱼，萤火虫，水母，闪电，火山
      • 人造光源
        • 发光二极管，火把，点燃的蜡烛，发光的灯泡，手电筒
      • 考点
        • 月亮不是光源
        • 星星不一定是光源
        • 行星、宝石、夜明珠、正在放映电影的银幕都不是光源
        • 只说灯泡或蜡烛不是光源（应说发光的灯泡、点燃的蜡烛）
  • 光沿直线传播
    • 同种均匀介质
      • 光在空气中沿直线传播
      • 光在水中沿直线传播
      • 光在玻璃中沿直线传播
    • 光在真空中也能传播
    • 人眼看到东西（有光进入人眼）
    • 当光在不均匀的糖水中传播时发生偏折（折射）
    • 光射入两种介质的分界面时，光路发生偏折（反射）
    • 光可以传递信息和能量
    • 光速
      • 光在真空中的传播速度：c＝3×10的八次方m/s
      • 光在空气中的传播速度稍小于真空中
      • 光在水中的传播速度约为在真空中的3/4
      • 光在玻璃中的传播速度约为真空中的2/3
    • 声和光的不同之处
      • 在真空中，声音不能传播，光可以传播，而且传播得最快
      • 在15度空气中，声速=340m／s，光速为3×10的八次方m/s
      • 空气中，声速最慢，光速仅次于真空中的速度
      • 声音传播需要介质，光不需要
    • 现象及其应用
      • 影子
        • 定义：光在直线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影子。
      • 日食，月食
        • 日食（月亮的影子）
          • 当月球进入太阳与地球之间时，太阳的部分光线被月球遮住，在地球形成阴影，此处的人看不到太阳，形成日食。
          • 日环食图
        • 月食（地球的影子）
          • 当月球进入地球的阴影区域时，太阳的光线无法照到月球，人无法看到月球，于是出现月食。
          • 月食图
      • 小孔成像
        • 烛焰上部的光线，由于光沿直线传播，通过小孔后射到了下部；下部的光线，射到了上部，就形成了倒立的像
        • 特点
          • 倒立的实像（能在光屏上）
          • 成的像是倒立的且左右颠倒
          • 物到孔的距离与孔到像的距离之比等于物与像的大小之比
          • 像的形状与物体的形状有关，与孔的形状无关
          • 像的清晰程度与小孔大小有关，小孔越小成像越清晰，跟小孔的形状无关
        • 小孔成像原理
          • 光沿直线传播
          • 应用实例：针孔照相机
      • 激光准直技术（修隧道）
• *4.2光的反射
  • 定义：当光射到物体的表面时，被物体表面反射出去
  • 能看见不发光的物体：是因为有光从物体射入你的眼睛
  • 点光源和平行光源
    • 点光源
    • 平行光源（太阳光线是平行光线）
  • 光的反射定律：
    • 一点两角三线
      • 三线共面
        • 反射光线、入射光线、法线在同一平面内
      • 两线分居
        • 反射光线，入射光线分居法线两侧
      • 两角相等
        • 反射角等于入射角
      • 光线垂直入射，反射角等于入射角等于0度它将被垂直反射回去
      • 自制潜望镜
    • 实验器材：激光笔（光源），平面镜（反射面），画有刻度的白纸板（显示光的传播路径），量角器
    • 光线：表示光的径迹和方向的一条带箭头的直线
    • 两块平面镜怎样组合，才能把射向它的光偏转180度，沿原方向反射回去？
    • 激光测距（光线偏转180度）
    • 镜面反射和漫反射
      • 镜面反射
        • 类似光滑镜面的反射叫做镜面反射
        • 图示：
      • 漫反射
        • 它把来自光源的光射向四面八方
        • 图示：
• *4.6神奇的眼睛
  • 眼睛
    • 眼睛就是一个活的照相机
    • 原理同照相机
    • 眼睛的结构
      • 晶状体和角膜相当于凸透镜
      • 视网膜相当于光屏
    • 正常的眼睛相当于一个精巧的变焦系统
      • 看远处的物体，睫状肌放松，晶状体变薄
      • 看近处的物体，睫状肌收缩，晶状体变厚
  • 近视眼，远视眼的成因及矫正
    • 近视眼
      • 晶状体太厚，会聚能力太强，导致成像在视网膜之前
      • 应佩戴具有发散作用的凹透镜矫正
    • 远视眼
      • 晶状体太薄，汇聚能力太弱，导致成像在视网膜之后
      • 应佩戴具有会聚作用的凸透镜矫正（老花镜也是远视镜）
  • 模拟近视眼
    • 摘掉近视镜，像变模糊，想要再次得到清晰的像
      • 左移光屏
      • 右移蜡烛
    • 光屏能得到清晰的像，戴上眼镜之后不清晰，光屏左移又得到清晰的像——说明戴的是凸透镜
• *4.7通过透镜看世界
  • 望远镜和显微镜都由两个凸透镜组成
  • 望远镜
    • 目镜：相当于放大镜
    • 物镜：相当于照相机。u＞2f，倒缩实
  • 显微镜
    • 目镜：相当于放大镜
    • 物镜：相当于投影仪。f＜u＜2f，倒放实
• *4.8走进彩色世界
  • 光的色散
    • 牛顿的三棱镜分光实验
    • 彩虹——光的色散
    • 白色的太阳光是由多种色光混合而成的。 白光被分解成多种色光的现象叫做光的色散。 这些色光排列成的光带叫做光谱
  • 色光三原色
    • 红，绿，蓝
  • 物体的颜色
    • 不透明
      • 不透明的物体，只反射本身颜色的光，其它颜色的光被吸收。
      • 黑色的物体将光全部吸收
      • 白色的物体反射所有光
    • 透明
      • 透明的物体只透过本身颜色的光
• *4.5科学探究——凸透镜成像
  • 透镜分类
    • 凸透镜：中间厚边缘薄的透镜
    • 凹透镜：中间薄边缘厚的透镜
  • 透镜作用
    • 凸透镜：当光从空气射入透镜时，对光有会聚作用
    • 凹透镜：当光从空气射入透镜时，对光有发散作用
    • 将烧杯中充以烟雾的作用：显示光路 实质：漫反射
  • 相关物理概念
    • 光心：透镜的中心（O）
    • 焦点：用透镜正对太阳光，来回移动，直到得到一个最小最亮的光斑，这个点就叫透镜的焦点（F）（两个实焦点）
    • 主光轴：光心与焦点的连线（虚线）
    • 焦距：光心到焦点的距离（f） 两边焦距相等
    • 凹透镜的焦点：发散光线的反向延长线的交点就是凹透镜的焦点。 两个虚焦点
  • 凸透镜成像原理：光的折射规律
  • 凸透镜的曲度越大，焦距越小，对光的会聚能力越强。 凹透镜的曲度越大，焦距越小，对光的发散能力越强。
  • 透镜的焦距描述了对光的折射本领
    • 凸透镜的焦距描述了对光的会聚本领
    • 凹透镜的焦距描述了对光的发散本领
  • 三条特殊光线
  • 凸透镜成像规律
    • 物距（u）：物到凸透镜的距离
    • 像距（v）：像到平面镜的距离
    • 实验器材：凸透镜（焦距已知，不已知也可测），蜡烛（或新型光源），刻度尺（或带有刻度的底座）（或光具座），光屏
    • 实验操作
      • 摆放：分别将蜡烛，凸透镜，光屏依次摆放到光具座上（依次沿直线摆放在白纸上）
      • 调整：点燃蜡烛，使烛焰，凸透镜，光屏的中心大致在同一高度（目的是使烛焰完整的像始终成在光屏的中央）
      • 选物距：将蜡烛放在距离凸透镜较远的地方，然后由远及近地向凸透镜移动，然后u＞2f，f＜u＜2f，u＜f，分别在这三个范围内至少取三个不同的位置，在u＝2f，u＝f至少取一个位置（总共至少11个位置）
      • 找实像：当蜡烛的位置固定时，来回移动另一侧的光屏，直到光屏上得到一个最清晰的烛焰的像为止（使像经历从模糊到清晰，再从清晰到模糊过程），并记录（像距，物距以及像的特点）（像的特点指大小，虚实，正倒）
      • 找虚像：当移动光屏，光屏上始终得不到蜡烛的像时，取下光屏，在光屏的一侧，折射光线的范围内，眼睛逆着折射光线的方向观察，凸透镜中的蜡烛的像的情况，并记录
      • 表格
      • 总结
        • 实像是倒立的，虚像是正立的。
        • 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小
        • 成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小 成虚像时，物近像近像变小，物远像远像变大
        • 像的调节方法（偏上）
          • 将光屏上移
          • 将凸透镜下移
          • 将蜡烛上移
      • 其它：
        • 无论如何都不能让光屏承接到烛焰的像：
          • 蜡烛在凸透镜一倍焦距内
          • 蜡烛凸透镜光屏没有依次放在光具座上
          • 没有调整使烛焰，凸透镜，光屏的中心在同一高度上
        • 照相机原理
          • 凸透镜成像时，u＞2f，成倒立缩小实像（照相机镜头相当于凸透镜，利用物体到凸透镜的距离大于二倍焦距时成倒立缩小的实像）
        • 幻灯机，投影仪，电影的原理：凸透镜成像时，f＜u＜2f，成倒立放大实像（放投影片时，底片应该倒插）
        • 放大镜原理：
          • 凸透镜成像时，u＜f，成正立放大虚像
• *4.4光的折射
  • 定义：当光从一种介质进入另一种介质时，光路发生偏折，叫光的折射
  • 物理量：一点两角三线
    • 三线共面：反射面、入射光线、法线在同一平面内
    • 两线分居：反射光线，入射光线分居法线两侧
    • 当光从空气中斜射入玻璃或其它介质中时，折射光线靠近法线偏折（折射角小于入射角）
    • 当光从其它介质斜射入空气中时折射光线远离法线偏折（折射角大于入射角）
    • 当光垂直射入介质表面时，传播方向不改变
    • 在光的折射规律中，光路是可逆的
    • 当光线从空气射入水中时，一部分在水中发生折射，一部分被反射到空气中，两种现象是同时发生的
    • 全反射
• *4.3科学探究——平面镜成像
  • 平面镜
    • 定义：平静的水面，平板玻璃，平滑的金属面，都可以看作是平面镜
    • 作用
      • 成像
      • 改变光的传播路径
  • 实验：探究平面镜成像特点
    • 原理：光的反射定律
    • 器材：两只完全相同的蜡烛，白纸，薄玻璃板，刻度尺，光屏，量角器。
    • 器材作用：
      • 玻璃板：玻璃板既能反光成像，又能透光看到玻璃板另一侧情况，便于观察和找到像的位置，比较像于物的大小关系。
      • 薄玻璃板：防止玻璃板过厚，前后两面所成的像不能完全重合，无法确定像的位置，便于比较像与物的大小关系。
      • 白纸：记录玻璃板反射面的位置及每组所对的像点与物点的位置
      • 光屏：探究平面镜成像是实像还是虚像
      • 刻度尺：连接每组对应的像点和物点，测量每组对应像距与物距的大小。
      • 量角器：测量像和物的连线与玻璃板反射面所在直线所成角度
      • 重点
    • 实验过程
      • 将白纸铺在水平桌面上，在白纸的中央画一条直线，将薄玻璃板竖直放置在白纸上，保证玻璃板的一面与直线重合作为反射面
      • 将点燃的蜡烛A置于反射面的一侧，白纸上的某一位置，通过反射面观察蜡烛A在玻璃板上所成像，将光屏置于玻璃板的另一侧，来回移动，直到在点燃蜡烛一侧观察到光屏与蜡烛A的像的位置重合时为止，人眼到光屏的一侧观察光屏上是否有蜡烛A的像（没有像出现，平面镜成像是虚像）
      • 取下光屏，将与蜡烛A完全相同未点燃的蜡烛B置于玻璃板的另一侧，来回移动，直到在点燃蜡烛的一侧观察到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时为止（确定了此时像的位置。平面镜成像，像与物等大），记录蜡烛A与像上对应的像点与物点位置
      • 多次改变蜡烛A到镜面的距离，重复上述操作（平面镜成像时像与物大小相等）
      • 取下玻璃板，过每组应得的像点与物点，做玻璃板所在直线的垂线，并用刻度尺测出每组对应的物距和像距的大小，并加以比较（像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离）
      • 连接对应的像点和物点，用量角器测出每组连线与玻璃板所在直线所成角度（平面镜成像时，像与物的连线与平面镜垂直）
      • 重点
    • 平面镜成像特点
      • 成像是虚像
      • 像与物大小相等
      • 像距等于物距
      • 像与物的连线与平面镜垂直
      • 正立，左右相反
      • 重点
    • 问题
      • 环境：较暗
      • 运用的方法：等效替代法
        • a.比较像与物的大小时，蜡烛B代替蜡烛A
        • b.确定像的位置时，蜡烛B代替蜡烛A的像
      • 无论如何移动蜡烛B，都不能与蜡烛A的像完全重合，原因是
        • 玻璃板没有竖直放置在水平白纸上
        • 玻璃板过厚，前后两面所成的像不能重合
      • 沿白纸中央的直线将白纸对折，观察每组对应的像点与物点是否重合，可用来探究像距等于物距且连线与镜面垂直的问题。
      • 用方格纸的优点：便于确定像物与镜面的位置关系
    • 表格