光现象是我们日常生活中不可或缺的一部分.但它们的背后却充满了奇妙的科学奥秘,今天.我们将一起踏上这段探索光的直线传播、反射与折射的奇幻旅程,揭开光现象的神秘面纱.通过学习这些光现象,我们不仅能更好地认识自然世界,还能在生活中利用这些原理.
光的直线传播
光在同种均匀介质中沿直线传播,这一现象为我们理解和应用光提供了重要的基础.许多光学设备和日常现象都基于这一基本原理,光在同种均匀介质(如空气、水、玻璃)中传播时,不受外界干扰,会沿直线传播,均匀介质意味着物质的各部分性质相同.光的直线传播遵循的规律是,光的传播方向不变.光在透明均匀介质中前进时,路径是笔直的,不会自然弯曲;当光遇到不透明物体时,物体阻挡光线形成影子,影子的边缘清晰,这是光沿直线传播的结果.我们在生活中碰到的日食、月食、小孔成像等现象,都是光沿直线传播形成的.
例1 阳光灿烂的日子,我们行走在绿树成荫的街道上,常常见到地上有一些圆形的光斑,这些光斑是( ).
A.树叶的影子 B.树叶的实像
C.太阳的虚像 D.太阳的实像
解析:影子、日食、月食、小孔成像都是光沿直线传播形成的,树荫下的地面上出现的圆形光斑,是太阳光通过浓密的树叶中的小孔所成的太阳的像.是实像,是光沿直线传播形成的.
答案:D
光的反射
光照射到物体表面时。有一部分光会被物体的表面反射回来,这样的现象叫作光的反射,光的反射在光滑的表面(如镜子)和粗糙的表面(如墙壁)均可以发生,所以反射分为镜面反射和漫反射两种,镜面反射发生在光滑的表面,漫反射发生在粗糙的表面,光的反射遵循光的反射定律:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内:反射光线和入射光线分别位于法线两侧:反射角等于入射角.可简单归纳为“三线共面,两线分居,两角相等”,反射现象在日常生活中十分常见,例如平面镜成像和水面倒影等.
例2 (2023.镇江)图1为探究光的反射定律的实验,平面镜水平放置,白色纸板竖直立在镜面上.入射光线AO紧贴纸板射向镜面,纸板上能看到反射光线OB(图中未画出),O点为入射点,ON为法线,则( ).
A.反射光线OB的位置在OⅣ的左侧
B.仅增大图中角α,反射光线OB将远离ON
C.仅将平面镜在水平面内绕O点旋转.反射光线OB位置不变
D.仅将纸板取走,反射光线OB将不存在
解析:在反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内:反射光线和入射光线分别位于法线两侧:反射角等于入射角.反射光线OBubtQ7ol7iEohhUKMsu85y1+4kxB3Rg6fMl0xkDHZAC8=和入射光线AO分别位于法线两侧,反射光线OB的位置在ON的右侧,A错误;仅增大图中角α,入射角减小,则反射角减小,反射光线OB将靠近ON,B错误;仅将平面镜在水平面内绕O点旋转,纸板仍然和平面镜垂直,法线位置不变,入射光线位置不变,则反射光线OB位置不变,C正确;仅将纸板取走,反射光线OB仍然存在,只是不能显示在纸板上,D错误.
答案:C
光的折射
当光从一种介质(如空气)中斜射入另一种介质(如水)中时,由于光在不同介质中的传播速度一般不同,故光的传播方向会发生改变.从而使光线在不同介质的交界处发生偏折.我们把这样的现象叫作光的折射,光的折射遵循的规律为:折射光线、入射光线和法线在同一平面内:折射光线和入射光线分别位于法线的两侧:折射角随入射角的增大而增大.当光从空气中斜射入水中时.折射光线偏向法线,折射角小于入射角:当光从水中斜射入空气中时.折射光线偏离法线,折射角大于入射角,当光垂直于界面入射时.传播方向不变,当我们把筷子斜插入水中时,筷子看起来好像弯折了,这是因为,光从水中斜射向空气中时,发生了折射,游泳池看起来比实际浅,这是因为.池底反射的光从水中斜射向空气中时,发生了折射,人逆着折射光看去,就会感觉池底的位置升高了,即池水看起来比实际的浅.