第一部分：知识要点
♥§一，光的直线传播：
♦（一）光源：能够发光的物体叫做光源。
光源可分为自然光源和人造光源两类。
自然光源是指自然存在的光源，如太阳、星星、闪电、萤火虫、磷火、水母、灯笼鱼、斧头鱼等都是自然光源；
人造光源是指人为制造的光源，如篝火、火把、油灯、烛光、电灯等是人造光源。
♦（二）光的直线传播：
1、光线：用一根带箭头的直线表示光的传播径迹和方向，这样的直线叫做光线。
2、光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中是沿直线传播的。这里要注意“同种”、“均匀”两词。【注意】光在真空中或均匀介质中是沿直线传播的。常见的均匀介质如：空气、水、玻璃等。
光在不均匀介质中，如不均匀的空气、不同介质的界面处，传播方向发生改变，即光线会发生弯曲。
♦（三）光沿直线传播的有关现象：
影子的形成、日食、月食、小孔成像、昼夜的形成等都与光的直线传播有关：
☀1、影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面光不能到达的区域便形成一个阴暗区域，这就是影子。
☀2、日食：当月球转到地球和太阳之间，并且在同一直线上时，月球就挡住了射向地球的太阳光，这就是日食。太阳光完全照不到的地方叫日全食；只有部分太阳光照射到的地方叫日偏食；只有太阳边缘的光照射的地方叫日环食。
☀3、月食：当地球转到月球和太阳之间，并且在同一直线上时，地球就挡住了射向月球的太阳光，由于光的直线传播，月球在阴影区的部分就不能反射太阳光，这就是月食。
☀4、小孔成像：发光体通过小孔在另一侧的光屏上，能成倒立的实像。由于光的直线传播，发光体上部发出的光通过小孔射到了光屏的下部，发光体下部发出的光通过小孔射到了光屏的上部，在光屏上就形成了物体倒立的实像，这就是小孔成像原理。小孔成像的大小跟物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离有关，与小孔的形状无关。
♦（四）光沿直线传播的应用：激光准直、射击要“三点一线”、手影、皮影戏等。
♦（五）光速：
1、光可以在真空中传播，真空中的光速是目前宇宙中最快的速度，用字母C表示，其值是C=3×10⁸m/s。
2、光在不同介质中传播速度不同。光在空气中的速度十分接近真空中的速度，约为m/s，在一般问题中也把空气中的光速取作3×10⁸m/s。
【光年是光在一年里传播的距离，因此，光年是距离的单位。1光年=9.4608×10¹⁵m。】
♥§二，光的反射：
♦（一）光的反射现象：光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射。
♦（二）光的反射定律：在光的反射现象中，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居在法线的两侧；反射角等于入射角。
【特别注意】①由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头，“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居在法线的两侧；反射角等于入射角。”；②发生反射的条件：两种介质的交界处；③发生处：入射点； ④结果：返回原介质中； ⑤反射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度。
【对“一点二角三线”的认识】
①一点：入射光与反射面的交点叫入射点，用“O”来表示。
②三线：射向反射面的光线叫入射光线，用“AO”来表示，不能说成“OA”；
经反射面反射后的出射光线叫反射光线，用“OB”来表示，不能说成“BO”；
过入射点O并垂直反射面的直线叫做法线，用“ON”来表示。
③二角：入射光线与法线的夹角叫做入射角，用“i”来表示， 反射光线与法线的夹角叫做反射角，用“r”来表示。
【在光的反射现象中，光路是可逆的。】
【作图常用到的知识：
①法线过入射点且垂直于镜面（或镜面过入射点且垂直于法线）；
②法线是过反射光线与入射光线夹角的平分线的直线；
③入射光线与镜面的夹角和入射角互余，反射光线与镜面的夹角和反射角互余。】
♦（三）两种反射现象——镜面反射和漫反射 ：
1，镜面反射：平行光射到平滑物体表面，反射光平行射出，只能在某一方向接收到反射光线，这样的反射叫镜面反射；
2，漫反射：平行光射到凹凸不平的物体表面，反射光不再是平行的，而是杂乱地射向四面八方，即在各个不同的方向都能接收到反射光线，这样的反射叫漫反射。
【注意】①无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律 。
②漫反射能够使我们从各个方向看到本身不发光的物体。
♥§三，平面镜成像：
♦（一）平面镜 ：
1、平面镜的定义：表面平滑的面镜叫平面镜。平整的玻璃表面、平静的水面等都可看作平面镜。
2、平面镜的作用：①成像；②改变光路。
♦（二）平面镜成像原理：
光的反射。
平面镜所成的像是物体发出（或反射出）的光线射到镜面上发生反射，由反射光线的反向延长线在镜后相交而形成的。
物体在镜后的像并不是由实际光线会聚而成的，所以像是虚像。
♦（三）平面镜成像特点: 像与物关于镜面对称。具体特点为：
1、像与物大小相等（等大）；
2、像到镜的距离与物到镜的距离相等（等距）；
3、像与物的对应点的连线与镜面垂直（垂直）；
4、像与物左右相反（反向）；
5.平面镜所成的像是正立的虚像（虚像）。
【实像与虚像的区别 】 实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到；虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。
♦（四）平面镜的应用：潜望镜、反光镜、后视镜、水中倒影等。
♦（五）平面镜成像作图法：
1，根据平面镜成像特点作图（几何对称法作图）：
①过发光点作平面镜的垂线；
②截取像点，使像点到镜面的距离等于物点到镜面的距离；
③用同样的方法画出各像点，并按照物体形状用虚线连接成物体的虚像。
2根据光的反射定律作图：
①从发光点任意引出两条入射光线（画实线）；
②作两条入射光线的法线（过入射点作镜面的垂线）（画虚线）；
③根据反射定律画反射光线（反射角等于入射角）（画实线）；
④做两条反射光线的反向延长线（画虚线），它们的交点就是发光点的虚像；
⑤用同样的方法画出各像点，并按照物体形状用虚线连接成物体的虚像。
♦（六）凹面镜和凸面镜 ：
1、凹面镜：
①凹面镜的概念及对光的作用：用球面的内表面作反射面的面镜叫做凹面镜，凹面镜能把射向它表面的平行光会聚于一点，这一点叫做凹面镜的焦点，常用F表示。如图1所示。根据光线的可逆性，由焦点的点光源发出的光线，经凹面镜反射后能获得平行光，如图2所示。
②凹面镜的应用：利用它会聚光线的特点，制作太阳灶、太阳能焊机、反射式望远镜；利用它产生平行光的特点制作手电筒、汽车头灯，探照灯等的反光面。
2、凸面镜：
①凸面镜的概念及对光的作用：用球面外表面作反射面的 面镜叫凸面镜。凸面镜能使入射到它表面的平行光变得发散，这些发散光线好像是从镜后的某一点出发的，这一点叫做凸面镜的焦点，只不过它不是实际光线的交点，而是反射光线反向延长线的交点，叫做虚焦点，通常也用F表示，如图3所示。
②凸面镜的应用：街头拐弯处的反光镜、汽车的后视镜等。
♥§四、光的折射：
♦（一）光的折射的概念：
光从一种介质斜射入另一种介质中时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。
光的折射可分为两种情况：
①当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变；
②当光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不变，按原方向传播。
♦（二）光的折射规律 ：
1，折射光线、入射光线、法线在同一平面内；
2，折射光线、入射光线分居法线两侧；
3，当光从空气斜射入水或其它介质中时，折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也增大；当垂直射入时，方向不变。
【说明】①当光从空气斜射入玻璃、水等介质中时，折射光线向法线方向偏折；
光从水、玻璃等介质斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折。
即斜射时，不论空气中的光线是入射光线还是折射光线，总是空气中的角度偏大。
②当光线垂直射向两个介质的分界面时，光线的传播方向不变，入射光线、折射光线均与法线重合。
③在光的折射现象中，光路是可逆的。
♦（三）光的折射规律与光的反射定律的区别：光的反射定律中，反射光线和入射光线在界面的同侧，光的传播速度不变；
光的折射规律中，反射光线和入射光线分别在介质分界面的两侧，光的传播速度发生改变。
♦（四）法线的重要地位：它具有双重身份，①它是两种介质分界面得垂线；②它是作图中画出反射光线和折射光线的参照标准。
♦（五）用光的折射规律解释光的折射现象：
课本中列举了几个光的折射现象的例子，现利用光的折射规律等光学知识逐一进行分析说明。
1、鱼儿在清澈的水里面游动，可以看得很清楚，然而，沿着你看见鱼的方向去叉它，却叉不到。有经验的渔民都知道，只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到。
【解析】如图所示（下面的两个题也可以用上面的图），根据光的折射规律，水中鱼漫反射出的两条光线斜射到介质分界面处发生偏折，
折射光线偏向水和空气的分界面，人从折射光线传来的方向看，
由于人眼习惯于光沿直线传播，从折射光线反向延长线上看到了鱼在水中的虚像，像在鱼的上方。
所以有经验的渔民和学过光的折射规律的人，都知道只有瞄准鱼的下方，才能叉到鱼。
2、从上面看水、玻璃等透明介质中的物体，会感到物体的位置比实际位置要高一些。
【解析】根据光的折射规律，玻璃或水中的物体S发出或反射的光线，斜射到介质界面处时发生偏折，折射光线偏向玻璃或水与空气的界面，人眼逆着光传来的反向看去，却只看到了S的虚像S′。S′在S的上方，所以会感到物体的位置比实际位置高一些。
3、由于光的折射，池水看起来比实际的浅，所以千万不要贸然下水，以免因为对水深估计不足，发生危险。
【解析】如果在池底取一点S，S反射的光线斜射到水面，根据光的折射规律，该斜射光线在水面发生偏折，折向水面，人眼逆着折射光线，在其反向延长线交点处看到S的虚像S′，S′在S上方，离水面偏近了，所以池水看起来比实际要浅。
（4）把一块厚玻璃放在钢笔的前面，笔杆看起来好像“错位”了，这种现象也是光的折射引起的。如图所示。
为了说明这一现象，我们在玻璃砖下的钢笔上取一点S， 如图所示，根据光的折射规律，
S反射的光斜射到空气和玻璃交界处发生偏折，偏向法线方向并继续在玻璃中传播，在玻璃和空气界面处再次发生的偏折，
折射光线偏向界面方向，人眼逆着反射光线，在其延长线上只看到S的虚像S′，S′偏离开S一段距离，如果对比着玻璃砖下来被挡住的其他部分看，S′的确发生了“错位”。
♥§五，光的色散：
♦（一）色散：
1、色散的概念：太阳光（白光）通过三棱镜，被分解成各种颜色的光，在白 屏上形成一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、 蓝、靛、紫，这种现象叫做光的色散。
由白光分解出来的这七种色光都是单色光；分解后的色光也可以混合在一起成为白光，白光是复色光。
2、光谱：如图所示，让一束白光射向三棱镜，通过 三棱镜偏折后照到白屏上，出现一条不同颜色依次排列的 光带。这条光带叫做光谱。这个实验就是著名的色散实验。
【光的色散说明光是由各种单色光混合而成的】
3、 色光的三原色与颜料的三原色：
①色光的三原色：红、绿、蓝三色光混合能产生各种色彩，其中也包括白色，因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。
②颜料的三原色：品红、黄、青三色颜料混合能产生各种颜色，其中也包括黑色，因此把品红、黄、青三种颜色叫做颜料的三原色。
③色光的三原色与颜料的三原色的区别：
a.它们的原色组成不同：色光的三原色：红、绿、蓝。颜料的三原色：品红、黄、青。
b.它们的混合规律不同：色光的三原色混合后为白色； 颜料的三原色混合后为黑色。
c.它们的混合原理不同：
色光的混合原理是：两种色光混合后产生另一种色光。
颜料的混合原理是：两种颜料混合后是它们能反射的色光，其余都被这两种颜色吸收掉了。
♦（二）色光的混合：色光的三原色是红、绿、蓝,这三种色光按不同比例混合，可以产生各种颜色的光。
例如：红光+绿光=黄光、 红光+蓝光=紫红色光、绿光+蓝光=青色光……。
♦（三）物体的颜色：
当光照射到物体表面时，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收，如果物体是透明的，还有一部分光透过物体。不同物体对不同颜色的光的反射、吸收和透过的情况不同，因此呈现不同的色彩。
1，透明物体的颜色是由通过它的色光决定的：
①一束复色光（太阳光、白光）照射到玻璃上，如果全部色光都能透过，那么这块玻璃就是无色的。
②当没有任何色光透过透明物体时，透明物体就是黑色的。例如：在封闭黑暗的房间里，看任何透明体都是黑色的；一束绿色光照射到红色玻璃上，绿色光被红色玻璃吸收，没有任何光透过玻璃，人们看到的玻璃是黑色的；一束红色光照射到蓝色玻璃上，红色光被玻璃吸收，没有任何光透过玻璃，人们看到的玻璃是黑色的……
③一束复色光（太阳光、白光）照射到红色玻璃上，只透过了红色光，人们看到的玻璃是红色；当白光照射到绿色玻璃上，只透过了绿色光，人们看到的玻璃是绿色……
2，不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
①黑色的物体把所有的色光都吸收了，不能反射任何色光，所以看上去是黑色的。白色的物体反射所有的色光，所以看上去是复合色——白色。例如：当白光照射到不透明物体上，如果这个物体反射所有的色光，那么这个物体就是白色的；当白光照射到不透明物体上，如果这个物体不反射任何色光，所有的色光都被吸收，那么这个物体就是黑色的。
②如果一个物体只反射一种单色光，这个物体的颜色由这种单色光决定。例如：如果这个物体只反射红色光，那么这个物体就是红色的；如果这个物体只反射蓝色光，那么这个物体就是蓝色的……
【一束红色光照射到绿布上，人们这时看到的布却是黑色的。为什么？】
♦（四）看不见的光：
1，光谱：把光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列起来就是光谱。
2、红外线 的概念、特性和应用：在光谱上红光以外的部分叫做红外线。红外线的频率范围在1×1012Hz～5×1014 Hz，一切物体都在不停地辐射红外线。物体的温度越高，辐射出的红外线越多。物体在辐射红外线的同时，也在吸收红外线。
红外线有以下三个特性：
①红外线的主要特性是热作用强。
②红外线穿透云雾的能力比较强。
③红外线可用来进行遥控。
红外线的应用 ：
①根据红外线的热作用强，利用红外线来加热物体：例如工业上用红外线烘干汽车表面的喷漆，家庭用红外线烤箱烤制食品，浴室用红外线灯来取暖，医疗上利用红外线来进行诊断和理疗。
②根据红外线的穿透能力强，利用红外线探测：例如利用红外遥感技术可以对地球勘测，寻找水源、监视森林火灾、估测大面积农作物的长势和收成、预报风暴和寒潮等，红外线还可以进行遥控。
3、紫外线 的概念、特性和应用：在光谱上紫光以外的部分叫做紫外线。紫外线的频率范围是7.5×1014Hz～5×1016Hz，在光谱上位于可见光紫光之外，人眼看不见。高温物体如太阳、弧光灯和其他炽热物体发出的光中都有紫外线，汞灯气体放电如日光灯发出的光中也含有紫外线。
紫外线有如下特征：
①紫外线的主要特性是化学作用强，很容易使照相底片感光。
②紫外线的生理作用强，能杀菌，剂量大时能伤害人体。
③紫外线具有荧光效应。
④适当的紫外线照射可以帮助人体补钙。
⑤夏天，在强烈的太阳光下晒谷物可利用太阳光的紫外线，杀死虫卵。
紫外线的应用 ：
①根据紫外线的化学作用强，主要用来感光；
②根据紫外线的生理作用强，在医院里经常用紫外线来杀菌，适当的紫外线照射有助于人体健康。夏天常把粮食放到日光下晒，用阳光中的紫外线来杀死粮食里的虫卵，以利用长期保存。
③根据紫外线的荧光效应，验钞机上利用紫外线分辨真伪，还可以用紫外线鉴别古字画。有时甚至用紫外线摄影。我们还可以利用紫外线知识宣传环保意识，保护我们的家园。
