摘要:现象与实例:光在同种均匀介质中沿直线传播,常见实例包括影子形成(如手在墙上形成手影)、小孔成像、日食和月食等。应用:激光准直、射击瞄准等,利用光的直线传播特性保证精度。
一、光现象
(一)光的直线传播
现象与实例:光在同种均匀介质中沿直线传播,常见实例包括影子形成(如手在墙上形成手影)、小孔成像、日食和月食等。
应用:激光准直、射击瞄准等,利用光的直线传播特性保证精度。
(二)光的反射
反射定律
反射光线、入射光线和法线在同一平面内(可通过实验观察:从反射光线一侧观察,当反射光线挡住法线和入射光线时,证明三线共面)。
反射角等于入射角(实验数据表明,不同入射角对应的反射角始终相等,如入射角 10° 时反射角 10°,入射角 60° 时反射角 60°)。
反射光线和入射光线分别位于法线两侧。
平面镜成像
特点:像与物体大小相等(实验中调节蜡烛 B 与蜡烛 A 的像完全重合,测量得像高等于物高)、像与物体关于镜面对称(像距等于物距)、成正立虚像。
应用:视力表成像(如体检时,视力表在平面镜中的像与眼睛的水平距离需根据实物距离和镜面位置计算,像的大小与实物相等)、穿衣镜等。
反射现象的应用:圜丘天心石说话声音洪亮,是声音反射形成的回声叠加效果;定日镜反射太阳光等。
(三)光的折射
现象与实例:光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向偏折,如硬币 “上浮”(往碗中倒水后能看到碗底硬币,是硬币反射光经水折射进入人眼)、钢勺在水面处 “折断”、海市蜃楼等。
透镜成像
当物距\(f时,成倒立、放大的实像,像距\(v>2f\),应用于投影仪(如自制投影仪中,凸透镜焦距 10cm,白墙到凸透镜距离需大于 20cm)。
当物距\(u>2f\)时,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
当物距\(u时,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
凸透镜:对光有会聚作用,成像规律如下:
凹透镜:对光有发散作用,主要用于矫正近视眼(晶状体太厚、折光能力太强,像成在视网膜前,凹透镜可发散光线使像后移到视网膜上)。
光的色散:太阳光通过棱镜分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,证明太阳光为复色光,不同色光波长不同,红光波长最长,紫光波长最短。
二、声现象
(一)声音的产生与传播
产生:声音由物体振动产生,如骨笛发声是由于空气柱振动,停止振动则声音消失。
传播:声音的传播需要介质,可在固体、液体、气体中传播,真空不能传声(如悠扬的笛声无法在真空中传播)。声音在不同介质中传播速度不同,一般\(v_{固体}>v_{液体}>v_{气体}\),且传播速度与温度有关,与音调、响度无关。
(二)声音的特性
音调:由物体振动频率决定,频率越高,音调越高。可通过波形图判断音调(相同时间内振动次数越多,频率越高,音调越高)。
响度:由物体振动振幅决定,振幅越大,响度越大;还与距离发声体的远近有关。
音色:由发声体的材料、结构决定,是区分不同发声体的关键,如不同乐器发声音色不同。
(三)声的利用与噪声控制
声的利用
传递能量:如超声波清洗眼镜,利用声波能量去除镜片污垢。
传递信息:如 B 超检查、声呐探测等。
噪声控制:从声源处(如禁止鸣笛)、传播过程中(如高架桥两侧安装隔音板,注意:隔音板是在传播过程中减弱噪声,非声源处)、人耳处(如戴耳塞)减弱噪声。
来源:月月课堂