第二章 光現象
必考知識點
一、光的直線傳播
l、光源的特點
光源指自身能發光的物體，太陽、發光的電燈、點燃的蠟燭都是光源，有些物體本身不發光，但由於它們能反射太陽光或其它光源射出的光，好像它們也在發光一樣，不要被誤認為是光源，如月亮和所有行星，它們並不是物理學所指的光源。
2、光的傳播規律：光在同一均勻透明介質中沿直線傳播。
例子：種樹、排隊、挖掘隧道、打槍、影子、手影、日食、月食 、小孔成像
3、光的傳播速度
光速與介質有關，光在不同介質中的傳播速度不同，光在真空中的傳播速度最 大，真空或空 氣中的光速取為c=3×108m/s。光在水中的速度約為真空中的3/4；光在玻璃中的速度約為真空 中的2/3。
4、光年（距離單位）：光在1年內傳播的距離。
5、光線：用一條帶有箭頭的直線表示光的傳播徑跡和方向，這樣的直線叫光線。
光線並不是真實存在的，而是為了研究方便，假想的理想模型。
二、光的反射
1、光的反射及反射定律
反射：是指光從一種介質射到另一種介質表面時，有部分光返回原
介質中傳播的現象。光的反射所遵循的規律稱為光的反射定律。
反射定律：
①反射光線和入射光線、法線在同一平面上；
②反射光線和入射光線分居法線兩側；
③反射角等於入射角。
入射點：入射光線與鏡面的交點。
法線：從光的入射點O所作的垂直於鏡面的線ON叫做法線。 入射角：入射光線與法線的夾角叫做入射角，用符號i表示。 反射角：反射光線與法線的夾角叫做反射角，用符號r表示。注意：①對應於一條入射光線，只有一條反射光線；
②反射光線的位置是隨入射光線的改變而改變的，即入射光線是“因”，反射光線是“果”，所以敍述反射定律時不能説成“入射角等於反射角”。
2、反射現象中光路是可逆的
光線沿原來的反射光線的方向射到界面上，這時的反射光線定會沿原來的入射光線的方向射出去。
3、反射類型：
①漫反射：反射面凸凹不平，使得平行光線入射後反射光線不再
平行，而是射向各個方向。
光
②鏡面反射：反射面很光滑，使得入射的平行光線反射後光線仍
然平行鏡面反射和漫反射的相同點與不同點：
鏡面反射和漫反射都是反射現象，每一條光線反射時，都遵守光的反射定律。
③鏡面反射和漫反射不同點：
鏡面反射的反射面是表面光滑的平面，平行光束反射後仍為平行光束；
漫反射的反射面是粗糙不平的，平行光束反射後射向各個方向， 利用鏡面反射可以改變光路，例如用平面鏡反射日光照亮地道； 利用漫反射可以從不同方向看到本身不發光的物體，例如用粗糙的白布做幕布放映電影。
④例子：
日常見到的絕大部分反射面都會發生漫反射，由於漫反射才能夠使我們從不同方向看到物體，教室裏的黑板用毛玻璃、電影幕布用粗布，都是為了使各個方向的人都能看到。而黑板用久了，會出現“反光”現象，就是因為發生了鏡面反射，使有些方向沒有反射光線，從而看不見了。
⑤光的反射現象例子：
水中的倒影、平面鏡成像、潛望鏡、凸面鏡、凹面鏡、能看見不發光的物體。
三、平面鏡
1、平面鏡成像的特點：
①像和物體到鏡面的距離相等。②像與物體的大小相等。 ③平面鏡成正立、等大的虛像。④像和物的連線與鏡面垂直。
2、平面鏡中像的形成
平面鏡所成像是物體發出（或反射出）的光線入射到鏡面，發生反射，由反射光的延長線在鏡後相交而形成的。如圖2所示，光源S在平面鏡後的像並不是實際光
線會聚而成的，是由反射光線的反向延長線會聚而成，這樣的像就叫虛像。如果用光屏放在平面鏡後的S'處，是接收不到這個像的。
3、平面鏡的應用
①成像； ②改變光路（光的傳播方向），如潛望鏡就是利用兩塊互相平行的平面鏡可以從水下觀察水面上的船隻。
4、虛像：非實際光線而是光線的反向沿長線會聚而成的像。 實像：實際光線會聚而成的像叫實像。
在光學中涉及到的像可分成實像和虛像。
它們的共同點是都能被人眼觀察到，即都有光線射入人眼。它們的不同點是：實像可以成在光屏上，如小孔成像，照像機成像、幻燈機成像均是實像；而平面鏡成像，放大鏡成像均是虛像。實像是光線的實際會聚而成，而虛像則是由發散的反射光線或折射光線的反向延長線會聚，形成虛像。
5、會用垂直等距和光路圖兩種方法找物體的像。最關鍵是光路圖法。
6、畫圖中的實線和虛線：
（1）實際光線用實線畫，加箭頭表示光線的行進方向。
（2）反向延長線不是實際光線，所以用虛線畫，不加箭頭。
（3）實像用實線畫，虛像用虛線畫，都要加箭頭表示像的正倒。
（4）法線等輔助線要用虛線畫。
四、光的折射
1、光的折射：
光從一種介質射入另一種介質時，傳播方向一般會改變這現象。
2、折射角：折射光線與法線之間的夾角。
3、折射定律：
①1折射光線、入射光線和法線在同一平面上；
②折射光線和入射光線分居在法線兩側；
注意：折射角隨着入射角的增大而增大，隨着入射角的減小而減小。
在折射中光路也是可逆的。
4、光的折射：
在這個定義中，我們要注意以下幾點：
①光能射入某種介質，則這種介質一定是透明的`。否則光只會被反射。
②在兩種介質的交界面上，光一定會發生反射，若介質透明，則還能發生折射。③光的傳播方向一般會發生變化，但特殊情況下，
一、光的反射
1、光源：能夠發光的物體叫光源
2、光在均勻介質中是沿直線傳播的
大氣層是不均勻的，當光從大氣層外射到地面時，光線發了了彎折
3、光速
光在不同物質中傳播的速度一般不同，真空中最快，
光在真空中的傳播速度：C = 3×108 m/s，在空氣中的速度接近於這個速度，水中的速度為3/4C，玻璃中為2/3C
4、光直線傳播的應用
可解釋許多光學現象：激光準直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等
5、光線
光線：表示光傳播方向的直線，即沿光的傳播路線畫一直線，並在直線上畫上箭頭表示光的傳播方向（光線是假想的，實際並不存在）
6、光的反射
光從一種介質射向另一種介質的交界面時，一部分光返回原來介質中，使光的傳播方向發生了改變，這種現象稱為光的反射
7、光的反射定律
反射光線與入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居在法線的兩側；反射角等於入射角
可歸納為：“三線一面，兩線分居，兩角相等”
理解：
（1）由入射光線決定反射光線，敍述時要“反”字當頭
（2）發生反射的條件：兩種介質的交界處；發生處：入射點；結果：返回原介質中
（3）反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小，當入射角為零時，反射角也變為零度
8、兩種反射現象
（1）鏡面反射：平行光線經界面反射後沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光線
（2）漫反射：平行光經界面反射後向各個不同的方向反射出去，即在各個不同的方向都能接收到反射光線
注意：無論是鏡面反射，還是漫反射都遵循光的反射定律
（1）電勢能
電荷在電場中具有的勢能。
（2）電場力做功與電勢能變化的關係
在電場中移動電荷時電場力所做的功在數值上等於電荷電勢能的減少量，即WAB=εA-εB。
①當電場力做正功時，即WAB>0，則εA>εB，電勢能減少，電勢能的減少量等於電場力所做的功，即Δε減=WAB。
②當電場力做負功時，即WAB<0，則εA<εB，電勢能在增加，增加的電勢能等於電場力做功的絕對值，即Δε增=εB-εA=-WAB=|WAB|，但仍可以説電勢能在減少，只不過電勢能的減少量為負值，即ε減=εA-εB=WAB。
説明：某一物理過程中其物理量的增加量一定是該物理量的末狀態值減去其初狀態值，減少量一定是初狀態值減去末狀態值。
（3）零電勢能點
在電場中規定的任何電荷在該點電勢能為零的點。理論研究中通常取無限遠點為零電勢能點，實際應用中通常取大地為零電勢能點。
説明：①零電勢能點的選擇具有任意性。
②電勢能的數值具有相對性。
③某一電荷在電場中確定兩點間的電勢能之差與零電勢能點的選取無關。
光學包括兩大部分內容：幾何光學和物理光學。幾何光學（又稱光線光學）是以光的直線傳播性質為基礎，研究光在煤質中的傳播規律及其應用的學科；物理光學是研究光的本性、光和物質的相互作用規律的學科。
1、基本概念
光源發光的物體。分兩大類：點光源和擴展光源。點光源是一種理想模型，擴展光源可看成無數點光源的集合。光線——表示光傳播方向的幾何線。光束通過一定面積的一束光線。它是温過一定截面光線的集合。光速——光傳播的速度。光在真空中速度。恆為C=3×108m/s。丹麥天文學家羅默第一次利用天體間的大距離測出了光速。法國人裴索第一次在地面上用旋轉齒輪法測出了光這。實像——光源發出的光線經光學器件後，由實際光線形成的。虛像——光源發出的光線經光學器件後，由發實際光線的延長線形成的。本影——光直線傳播時，物體後完全照射不到光的暗區。半影——光直線傳播時，物體後有部分光可以照射到的半明半暗區域。
2、基本規律
（1）光的直線傳播規律先在同一種均勻介質中沿直線傳播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直線傳播的例證。
（2）光的獨立傳播規律光在傳播時雖屢屢相交，但互不擾亂，保持各自的規律繼續傳播。
（3）光的反射定律反射線、人射線、法線共面；反射線與人射線分佈於法線兩側；反射角等於入射角。
（4）光的折射定律折射線、人射線、法織共面，折射線和入射線分居法線兩側；對確定的兩種介質，入射角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一個常數。介質的折射串n=sini/sinr=c/v。全反射條件①光從光密介質射向光疏介質；②入射角大於臨界角A，sinA=1/n。
（5）光路可逆原理光線逆着反射線或折射線方向入射，將沿着原來的入射線方向反射或折射。
3、常用光學器件及其光學特性
（1）平面鏡點光源發出的同心發散光束，經平面鏡反射後，得到的也是同心發散光束。能在鏡後形成等大的、正立的虛出，像與物對鏡面對稱。
（2）球面鏡凹面鏡有會聚光的作用，凸面鏡有發散光的作用。
（3）稜鏡光密煤質的稜鏡放在光疏煤質的環境中，入射到稜鏡側面的光經稜鏡後向底面偏折。隔着稜鏡看到物體的像向項角偏移。稜鏡的色散作用複色光通過三稜鏡被分解成單色光的現象。
（4）透鏡在光疏介質的環境中放置有光密介質的透鏡時，凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發散作用。透鏡成像作圖利用三條特殊光線。成像規律1/u+1/v=1/f。線放大率m=像長/物長=|v|/u。説明①成像公式的符號法則——凸透鏡焦距f取正，凹透鏡焦距f取負；實像像距v取正，虛像像距v取負。②線放大率與焦距和物距有關。
（5）平行透明板光線經平行透明板時發生平行移動（側移）。側移的大小與入射角、透明板厚度、折射率有關。
4、簡單光學儀器的成像原理和眼睛
（1）放大鏡是凸透鏡成像在。
（2）照相機是凸透鏡成像在u>2f時的應用。得到的是倒立縮小施實像。
（3）幻燈機
（4）顯微鏡由短焦距的凸透鏡作物鏡，長焦距的透鏡作目鏡所組成。物體位於物鏡焦點外很靠近焦點處，經物鏡成實像於目鏡焦點內很靠近焦點處。再經物鏡在同側形成一放大虛像（通常位於明視距離處）。
（5）望遠鏡由長焦距的凸透鏡作物鏡，轅焦距的〕透鏡作目鏡所組成。極遠處至物鏡的光可看成平行光，經物鏡成中間像（倒立、縮小、實像）於物鏡焦點外很靠近焦點處，恰位於目鏡焦點內，再經目鏡成虛像於極遠處（或明視距離處）。
（6）眼睛等效於一變焦距照相機，正常人明視距約25釐米。明視距離小子25釐米的近視眼患者需配戴凹透鏡做鏡片的眼鏡；明視距離大於25釐米的遠視25者需配戴凸透鏡做鏡片的眼鏡。
1、審題要仔細，關鍵字眼不可疏忽
審題時一定要仔細，尤其要注意一些重要的關鍵字眼，不要以為是“容易題”“陳題”就一眼帶過，要注意“陳題”中可能有“新意”。也不要一眼看上去認為是“新題、難題”就畏難而放棄，要知道“難題”也只難在一點，“新題”只新在一處。由於疏忽看錯題或畏難輕易放棄都會造成很大的遺憾。
2、物理過程的分析要注意細節，要善於找出兩個相關過程的連接點（臨界點）
對於一個複雜的物理問題，首先要根據題目所描述的情景建立正確的物理模型，然後對物理過程進行分析，對於多過程的物理問題，考生一定要注意分析物理過程的細節，弄清各個過程的運動特點及相關聯繫，找出相關過程之間的物理量之間的關係，做到了這一點，也就找到了解題的突破口，難題也就變得容易了。
圖象法
應用圖象描述規律、解決問題是物理學中重要的手段之一、因圖象中包含豐富的語言、解決問題時簡明快捷等特點，在大學聯考中得到充分體現，且比重不斷加大。
涉及內容貫穿整個物理學、描述物理規律的最常用方法有公式法和圖象法，所以在解決此類問題時要善於將公式與圖象合一相長。
對稱法
利用對稱法分析解決物理問題，可以避免複雜的數學演算和推導，直接抓住問題的實質，出奇制勝，快速簡便地求解問題。像課本中伽利略認為圓周運動最美（對稱）為牛頓得到萬有引力定律奠定基礎。
估算法
有些物理問題本身的結果，並不一定需要有一個很準確的答案，但是，往往需要我們對事物有一個預測的估計值、像盧瑟福利用經典的粒子的散射實驗根據功能原理估算出原子核的半徑。
採用“估算”的方法能忽略次要因素，抓住問題的主要本質，充分應用物理知識進行快速數量級的計算。
微元法
在研究某些物理問題時，需將其分解為眾多微小的“元過程”，而且每個“元過程”所遵循的規律是相同的，這樣，我們只需分析這些“元過程”，然後再將“元過程”進行必要的數學方法或物理思想處理，進而使問題求解、像課本中提到利用計算摩擦變力做功、導出電流強度的微觀表達式等都屬於利用微元思想的應用。
整體法
整體是以物體系統為研究對象，從整體或全過程去把握物理現象的本質和規律，是一種把具有相互聯繫、相互依賴、相互制約、相互作用的多個物體，多個狀態，或者多個物理變化過程組合作為一個融洽加以研究的思維形式。
大學聯考物理學習技巧
一、不要“題海”，要有題量
談到解題必然會聯繫到題量。因為，同一個問題可從不同方面給予辨析理解，或者同一個問題設置不同的陷阱，這樣就得有較多的題目。從不同角度、不同層次來體現教與學的測試要求，因而有一定的題目必是習以為常，我們也只有解答多方面的題，才得以消化和鞏固基礎知識。那做多了題就一定會陷入“題海”嗎？我們的回答是否定的。
對於缺乏基本要求，思維跳躍性大，質量低劣，幾乎類同題目重複出現，造成學生機械模仿，思維僵化，用定勢思維解題，這才是誤入“題海”。至於富有啟發性、思考性、靈活性的題，百解不厭，真是一種學習享受。這樣的題解得越多，收穫越大。解題多了，並不就一定加重學生負擔，只有那些脱離學習對象實際，超過學生的承受能力的，才會加重他們的負擔。雖然題目不多，但積重難返，猶如陷入題海。所以，為了提高學習成績和質量，離不開解題，而且要有一定的題量給予保證，並以真正理解熟練掌握為題量的下限。
二、不求模型，要求思考
教學有法，教無定法。同樣的道理，解題有法，但無定法。所以，我們不能用通用模型的方法解多種不同的題。首先，文理科的思維特點有差異，文科側重理性思維，而理科側重邏輯思維。數學偏重圖文與函數關係的分析推導，而物理突出具體問題高度概括，抽象出物理模型。
其次，解題方法也是隨題而變，不同題目的解題方法一般是不同的，不太可能用一成不變的方法統攬，或者用幾種既定模型搞定。再者，題目是千變萬化的。儘管解題要經歷審題（理解題意），解題（具體過程），答題（説明結果）幾個環節，但解題的方法是靈活的，因題而變。可能是簡單的，也可能是複雜的；可能是基本的方法，也可能是巧妙方法或綜合方法的適用。
蒙田範文網