【本讲教育信息】

一. 教学内容：

新课预习

新课预习知识点（一）

光学的知识点我们在生活中大都接触过，只是没有将其规范化、系统化。甚至还会有一些不准确和错误的认识夹杂其中。尤其是对一些相近相似的概念更容易引起混淆。所以我们要注意运用对比的方法，准确地把握好这些方方面面的概念。

（一）光的直线传播、反射与折射

光的直线传播是指光在同种均匀介质中沿着直线传播。它的要求很严格。即介质必须是同一种，而且分布要均匀。一般要求不太严格的情况下，我们将日常生活中的空气当成同种均匀介质；光的反射指光在传播到两种介质的分界面上时，传播方向发生改变又返回到原来介质中的现象；光的折射是指光由一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象．这三种现象常常在一个过程中出现。比如晚上我们将手电筒照向水面，此时我们能看到透过水面淡淡的雾气有一条光柱射向水面，这就是光的直线传播现象；还能看到水面上有另一条较暗的光柱射向另一方向。这就是光的反射现象，光线较暗是因为反射回来的光只是入射光的一部分；除此以外，我们还看到一束光向下偏折照亮水底，这就是光的折射现象。

（二）两种反射

镜面反射是指平行入射光经反射后仍以平行光出射的现象。典型的代表就是平面镜对光线的反射类型；漫反射指平行入射光被反射后指向各个方向的现象。一般情况下，在没有特别说明时，我们将平静的水面、光滑的金属面等看成是平面镜。而漫反射是我们日常生活中最常见的反射类型，也正是这种反射，才让我们能够从不同方向看见同一物体。不过，无论是哪种反射，它们反射出的每一条光线，都严格遵守光的反射定律。

（三）面镜和透镜

面镜只能对光线起反射作用，它依据镜面的形状分为两种：反射面是光滑平面的叫平面镜；反射面是球面一部分的叫球面镜，比如凹面镜、凸面镜。透镜对光线主要起折射作用，顾名思义，它是让光线“透”过去的镜子。根据镜子的形状，它也分为两类：一类中间比边缘薄的凹透镜，一类中间比边缘厚的凸透镜。

（四）会聚光线与会聚作用、发散光线与发散作用

会聚光线指经过折射或反射后交于一点的光线；会聚作用指经过折射或反射后使得出射光线范围变小，该出射光线可能交于一点，也可能不相交。发散光线指经过折射或反射后不相交的光线；发散作用指经过折射或反射后使得出射光线范围变大，该出射光线可能交于一点，也可能不相交。

（五）实像和虚像

实像是肉眼能观察到、并且能显示在光屏上的一类像。虚像是仅仅能通过肉眼观察却不能显示在光屏上的一类像。实像是物体发出或反射的实际光线经折射或反射后在视网膜或屏幕上会聚而成的；虚像是物体发出或反射的实际光线经折射或反射后的反向延长线相交而成的。这两类像的共同点是都有光线进入人眼。这也是我们看到物体的前提。

（六）放大与缩小、变大与变小

前者是指物体的像与物体本身相比较而言的；后者是指物体后来的像与开始的像相比较而言的。

（七）正立与倒立

正立与倒立都是像与物体本身相比较而言的。尽管在投影仪屏幕上所看到的字是正立的，但是这是我们与屏幕及屏幕四周的物体比较得出的，如果与物体（胶片）本身相比较，字还是倒立的。

（八）影与像

影是由于光在沿直线传播的过程中，遇到不透明物体，因而在光线达不到的区域形成的与物体大体相似的黑暗部分；像是物体发出或反射的光线经折射或反射后形成的，与物体相似的亮的部分自始至终都有光线的存在。

（九）光的三原色与颜料的三原色

光的三原色指红、绿、蓝；颜料的三原色指品红、黄、青。通过光的三原色按不同比例去混合，可得到各种色光；而通过颜料的三原色按不同比例的混合，可得到其他各种颜色的颜料。

（十）光速与光年

光速是指光在一秒内传播的距离，在数值上与具体的介质有关，一般情况下的规律是：气体中最大，液体中次之，固体中最小。光年是一长度单位，它的大小等于光在真空中一年内传播的距离，等于。特别容易引起混淆的是，光年这一概念中尽管有一表示时间的“年”，但它并不表示时间，而表示距离，即表示长度。

（十一）近视与远视

近视指物体的像落在视网膜的前面，因而眼睛只能看到远处物体一个模糊的像；远视指物体的像落在了视网膜的后面，因为像超过了视网膜，所以眼睛也看不到近处物体清晰的像。

（十二）近视眼镜与远视眼镜

前者是凹透镜，用来将光线发散一些，使得光线经眼睛折射后所形成的像后移至视网膜上，从而对近视眼进行矫正；后者是凸透镜，用来将光线会聚一些，使得光线经眼睛折射后所形成的像前移至视网膜上，从而完成对远视眼的矫正。

以上是我们在具体学习光学时的一些易混概念，我们一定要有一个清楚准确的识记。

【典型例题】

例1. 潜水员从水下看岸边的树木，问所看到的树木比实际情况高还是低？

解析：潜水员在水中看到岸上的树木，是因为岸上树木反射的光线通过空气传入水中，而光线在从空气向水中传播的过程中发生了折射现象，使得水下的光线向法线偏折。树木变高还是变低，取决于树木最高处的一点最后被看到的位置，作图时只要作出树木最高处的那点的像点即可作出正确判断。基于此，可选择来自最高点的一条任意光线和一条垂直于水面的特殊光线进行作图。如图甲、乙所示，潜水员在水下看到的是折射光线OB、O'C，所以当他沿着这两条折射光线的反向延长线看过去时，A点的像点在其正上方的A'处，因此，像点被提高，树木看起来比实际情况高。同理，我们可作出在岸边看水下物体时的情况，结果也是像点被提高，不过产生的视觉效果是池底变浅。这一点同学们可自行作图试试看。因此，无论是从岸边看水下物体，还是从水中看岸上物体，最后物体的像都被提高。

新课预习知识点（二）熟悉理解有关透镜的一些概念

①透镜的光心 主光轴

②透镜的焦点(F)和焦距(f) ：

焦点：跟主轴平行的光线经凸透镜折射后会聚在主轴上的点叫做凸透镜的焦点，用F表示。

实焦点：凸透镜的焦点是实际的光线的会聚点，叫实焦点。

焦距：焦点到透镜的距离叫焦距，用f表示。

虚焦点：凹透镜的焦点不是实际的光线的会聚点，叫虚焦点

③透镜对光线的控制作用

凸透镜对光线产生会聚作用（凸透镜又叫会聚透镜）

凹透镜对光线产生发散作用（凹透镜又叫发散透镜）

④三条特殊光线：

平行于主光轴的光线经过凸透镜会聚于焦点

通过焦点的光线经过凸透镜平行于主光轴

通过光心的光线不改变传播方向

【典型例题】

例题1. 在空茶杯里放一枚硬币，眼睛刚好看不见，如图甲所示。慢慢向杯中注水，保持眼睛和杯子的位置不变，则下列说法中正确的是（ ）。

甲 乙

图一

A. 随着水的增多眼睛能看见硬币了，而且感觉到硬币逐渐降低；

B. 随着水的增多眼睛能看见硬币了，而且感觉到硬币逐渐升高；

C. 注水后能看见硬币，但感觉不到硬币升高或降低；

D. 注水后仍看不见硬币。

分析与解答： 当杯中装有水时，硬币所发出的光（实际为反射光）在水面发生折射，如图一乙所示。由于光是从水射向空气的，所以折射光线远离法线，折射角大于入射角。由图可见，人能看到原来被茶杯壁挡住的光，也就能看到原来无法看到的硬币。可见，选项D不正确。

人总是认为光沿直线传播，认为沿光线向后就能找到这个物体。由图可知，人应当认为硬币位置比实际所在位置高些。选项C不正确。

如图二所示甲、乙分别为杯中水面高度不同时的情况。当水面较低时，从B点折射的光能到达人眼E；当水面较高时，从C点折射的光能到达人眼E，可以看出，水面低时的折射角α小于水面较高时的折射角β。人认为物体的位置在水面上升时升高。故选项B正确，选项A不正确。

例题2。 如图：用激光笔将光束射入空烧杯的底部，在杯底a处形成光斑，然后往杯中逐渐加水，则光斑将：( )

A向右移动 B向左移动 C向上移动 D不动

分析与解答：如图所示光束直接射入空烧杯在杯底a处形成光斑，当往杯中加水，光射到水面下，光束与原来方向相比，向右发生了偏折，于是光斑向右移动，继续加水，光束方向不变，但入射点向右移动，入射角不变，折射角也不变，所以光斑随入射点向右移动而同方向移动，选A。

例题3. 潜水员从水下看岸边的树木，问所看到的树木比实际情况高还是低？

甲 乙

分析与解答：潜水员在水中看到岸上的树木，是因为岸上树木反射的光线通过空气传入水中，而光线在从空气向水中传播的过程中发生了折射现象，使得水下的光线向法线偏折。树木变高还是变低，取决于树木最高处的一点最后被看到的位置，作图时只要作出树木最高处的那点的像点即可作出正确判断。基于此，可选择来自最高点的一条任意光线和一条垂直于水面的特殊光线进行作图。如图乙所示，潜水员在水下看到的是折射光线OB、O'C，所以当他沿着这两条折射光线的反向延长线看过去时，A点的像点在其正上方的A'处，因此，像点被提高，树木看起来比实际情况高。同理，我们可作出在岸边看水下物体时的情况，结果也是像点被提高，不过产生的视觉效果是池底变浅。因此，无论是从岸边看水下物体，还是从水中看岸上物体，最后物体的像都被提高。

例题4.如图所示，请你填上合适的透镜。

分析与解答：究竟应填何种透镜，关键是对光线会聚和发散的理解。这主要看若没有透镜时，光应沿直线传播如图C₁，C₂所示。但实际光线虽没有会聚在一起，但仍比原来靠近很多，表明光线是会聚了，所以应填上凸透镜。

解答：应填凸透镜，如图所示。

说明：凸透镜对光束有会聚作用，是指折射光线的方向比入射光线的方向“收拢”了。显然不是指经透镜折射的光线是否相交来判定。经凸透镜折射的光线可能是平行光束，也可能是会聚光束或发散光束。

例题5.简述利用太阳光聚焦法粗略测定凸透镜焦距的方法。

分析与解答：使凸透镜对着太阳，下面放一张白纸，调节透镜到白纸的距离直到白纸上的光斑最小最亮为止。用刻度尺量出透镜到纸上光斑间的距离，就是凸透镜的焦距。

【模拟试题】（答题时间：45分钟）

一. 填空题：

1. 下列现象中，属于光的反射的是______________，属于光的折射的是__________（填序号）。

（1）阳光下的树影； （2）桥在水中的倒影；

（3）日食； （4）观看圆形金鱼缸中的鱼变大了。

2. 检查视力时，人与视力表之间的距离应为5m，现因屋子太小而使用了一个平面镜（如图1所示），视力表到平面镜的距离为3m，那么人到镜子的距离应为_________m，若视力表全表为0.8m，则视力表在镜中像的长度为__________m。

图1

3. 现有六种光学元件的截面图，可分为 透镜，图2中是（ ）

另一种为 透镜图中是（ ）

图2

4. 晋代张华的《博物志》记载：“削冰命圆，举以向日，以艾承其影，则得火”。“削冰命圆”就是把冰制成____________镜，要得火，应把“艾”放在镜的__________位置。

5. 为了检查一块木板的棱是否直，可以闭住一只眼睛，用另一只眼睛沿棱的长度方向看去，这是利用了__________原理，要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜____________处。

二. 选择题：

6. 下列现象中，属于光的反射的是：（ ）

A. 立竿见影； B. 在岸边观察水中游动的鱼；

C. 树木在水中形成倒影； D. 阳光照射浓密的树叶时，在地面上出现光斑。

7. 当太阳、水星、地球运行到一条直线上时，在地球上可以观察到太阳上有一个小黑斑在缓慢移动，这种现象称为“水星凌日”，是难得的天文奇观，下列关于该现象的说法正确的是：（ ）

A. 小黑斑是水星在太阳上形成的像；

B. 小黑斑是由于水星挡住了太阳射向地球的一部分光而形成的；

C. 小黑斑是地球在太阳上形成的像。

8. 下列事例中能看到物体实像的是：（ ）

A. 在岸边看到水中游动的鱼；

B. 在水下通过潜望镜看到水面上的景物；

C. 在电影院看到银幕上的电影；

D. 通过放大镜看到报上的字。

9. 下列说法中正确的是：（ ）

A. 我们能看到月亮是因为太阳光在月亮的表面发生了镜面反射；

B. 早晨我们看到太阳的位置比太阳的实际位置低；

C. 光在水中的速度小于光在真空中的速度；

D. 日食、月食现象可以用光的直线传播原理来解释。

10. 小汽车的挡风玻璃不竖直安装的主要原因是为了（ ）

A. 造型美观； B. 减少外界噪音干扰；

C. 增大采光面积； D. 排除因平面镜成像造成的不安全因素。

11. 如图3所示为光线从空气斜射入水中的光路图，其中正确的是（ ）

图3

12. 电视机的遥控器可以发射一种不可见光，叫做红外线，用它来传递信息，实现对电视机的控制。不把遥控器对准电视机的控制窗口，按一下按钮，有时也可以控制电视机，如图4所示，这是利用：（ ）

A. 光的直线传播； B. 光的折射； C. 光的反射； D. 光路可逆性。

图4

13. 一种手电筒上的聚光小电珠如图5所示，其前端相当于一个玻璃制成的凸透镜，灯丝（可看作一个点光源）发出的光通过它出射时，出射光束（图中实线所示）比无此透镜时的光束（图中虚线所示）要窄，即它可减小光束的发散，有聚光功能。那么小电珠的位置在（ ）

图5

A. 凸透镜的焦点以内。 B. 凸透镜的一倍焦距和两倍焦距之间。

C. 凸透镜的焦点处。 D. 凸透镜的两倍焦距处。

14. 下图是光通过透镜前、后的方向示意图，哪个图是正确的？（ ）

图6

三. 作图题：

15. 某发光点S所发出的两条光线经平面镜反射后形成的光线如图9所示，请完成光路并确定S的位置。

图7 图8 图9

16. 如图8所示是自行车尾灯的反射面示意图，夜间行驶时，后方汽车的灯光照射到尾灯上，尾灯变得十分明亮，便于司机看见，请画一条入射光线的反射光线。

17. 请根据如图9所示中给出的平行于主光轴的入射光线，画出它们通过凸透镜后的出射光线。

四、简答题：

18. 给你一个透镜，怎样用最简单易行的方法判断它是不是凸透镜？

19. 答出一种最简便的估测凸透镜焦距的方法。

【试题答案】

一. 填空题

1. （2），（4） 2. 2，0.8 3. 凸 ABC 凹 DEF

4. 凸透，焦点 5. 光的直线传播，焦点。

二. 选择题

6. C 7. B 8. C 9. CD

10. D 11. C 12. C 13C 14D

三. 作图题 15. 16. 17.

四. 实验题

18. 用眼睛观察（或用手摸）透镜是不是中间厚，两边薄；

19. 方法一：让阳光垂直射到镜面，调节到阳光会聚的光点至最小最亮，测出会聚光点到镜面的距离即为焦距。