3.小孔成像和影子的形成说明了 光是沿直线传播 的. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

沈括

  沈括(约1031~1095)中国古代科学技术鼎盛时期(北宋)最博学的科学家,字存中,钱塘(今浙江杭州)人。小时勤奋好学,14岁就读完家中藏书,他随父母到过许多地方,广闻博见,知识丰富。历任沭阳县主簿(县令助理)、太史令,参与过整理盐政,考察水利及任司天监、翰林学士等技术性官职,几乎包办了当时朝廷中的科学事务,如修历法,改良观象仪器,兴水利,制地图,监造军器等。他十分虚心求教,勤于思考,能向一切内行学习,“历访镜工”,“问教坊老乐工”,“问老医”,“凡所到之处,山林隐者,无不求访,及一药一术,皆至诚恳切而得之”,“发明考证,洞悉源流”。例如他三十多岁开始研习数学天文时,就常请教当时的女数学家胡淑修。沈括比她及其丈夫年长十余岁,仍能如此虚心下问,并屡叹曰:“得为男子,吾益友也。”他在天文、历法、数学、物理、地学、生物、化学、医药、水利、兵工、治金、建筑、文史、乐律等多学科领域,都有很高造诣。有《梦溪笔谈》、《长兴集》、《苏沈良方》等著名(据《宋史·艺文志》记载他的著述有22种155卷,但不少已散失)。研究中国科学史的专家李约瑟誉他为“中国通”。

  沈括十分重视调查、观察、实测、实验,并且要“原其理”,“以理推之”。他倡导“见简即用,见繁即变,不胶一法”,这也是他取得天文、物理等方面独创性成就的原因之一,他的科学思想受儒、道、元气说等的影响,同时注意核查他人在实测中的数据。例如在天文学方面,他详细观察五星运行轨迹(“如柳叶边缘”)和陨石坠落时的情景;为测量北极星与北天极的真实距离设计了窥管,每夜3次,连续三月,得200余图,得出当时极星“离天极三度有余”的粗测结论;作晷漏实验十余年,首次推出冬至日昼夜“百刻有余”,夏至日“不及百刻”的结果。他还设计了“一弹丸,以粉涂其半,侧视之则粉处如钩,对视之则正圆”(《梦溪笔谈》卷七)的演示实验,证明了“月本无光,日耀之乃光耳”,以及月相变的道理。对历代历法的积弊改进,推行了比较合理的“奉元历”,在此基础上又提出了更科学的“十二气历”设想:即以节气定月份,大小月相间的纯阳历。 

  沈括对指南针进行了深入研究,他把“方家以磁石磨针锋”而得的人工磁化针用来作试验,提出四种装置方法(水浮法,碗沿法,指甲法和单丝悬挂法)并分别评论,指出悬丝法“最善”及具体办法(“独丝、”“粘蜡”),还记载与验证了磁针“常微偏东、不全南也”的磁偏角现象,比西欧记录早400年。

  在光学方面,沈括对小孔成像、凹镜成像等成倒影(像)的诸种现象进行比较,得出“碍”(焦点)的概念(参见“中国古代对光的认识”),并具体描述了焦点处“大如麻菽著物则火发”的现象,他称光通过“孔”“碍”成象为“本末相格”之术。他亲自查看了虹的成因而得出“虹两头都垂洞中”的记录,并说当时“自西望东则见”。通过“红光验尸”记录了民间利用新赤油伞滤光验出尸身上的青紫伤痕的方法。对透光镜将背面花纹字迹透现在镜面上的原因也从铸造工艺作了考察:“铸时薄处先冷,唯背文(纹)上差厚(厚度有差别),后冷而铜缩多,文虽在背,而鉴面隐然有迹”。

  在声学上沈括用纸人来放大琴弦上的共振,以便形象地观察(英国人诺布尔和皮戈特在500年后才有类似的琴弦上纸游码试验),还记录了兵土用皮革箭袋作枕时“虚能纳声”的空穴效应,并深入分析了各种乐器制作、制钟等音乐声学问题。

  在《梦溪笔谈》中,他还记录了许多宝贵科技资料如《木经》(喻皓)、活字印刷(毕异),水利施工(合龙方法)等等。

  沈括在政治、军事、外交上亦展示了才能。他积极参与王安石变法运动,1075年曾出使契丹,驳斥其争地要求,1080年抗击西夏侵略时受连累遭贬,1087年退居润州(镇江)梦溪园写出《笔谈》巨著。

选自:《物理教师手册》


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人教版第二章  光现象 复习提纲

一、 光的传播

1、光源:一切自身能发光的物体都称为光源。光源可分为天然光源和人造光源。

注意:依靠反射光而发亮的物体不是光源。

2、光的直线传播:光在同一种均匀介质中沿直线传播。通常用一根带箭头的直线—光线来表示光的传播方向。

光的直线传播的现象:影子、小孔成像、日食和月食。

3、光速:光在不同介质中传播的速度不同。

光在真空中传播的速度为3×108m/s。

光在空气中的传播速度与在真空中相差不多:光在水中的传播速度约是真空中的3/4:光在玻璃中的速度约是真空中的2/3。

注意:光在一年时间内传播的距离称为1光年,光年是距离单位。

二、光的反射

1、光的反射现象:光从一种介质射向另一种介质表面时,在分界面处有一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。

人眼看到物体是由于物体发出的光线或反射的光线进入人眼。

2、光的反射定律:

反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角,可以总结为“三线共面、法线居中、两角相等”。

重点提示:要注意入射角和反射角指的是入入射光线和反射光线与法线的夹角。入射角变化,反射角也变化,但一定相等。在反射现象中,光路是可逆的。

3、镜面反射和镜面反射:

射到光滑镜面上的平行光线经反射后仍然是平行的,这种反射叫做镜面反射。平行光线射到表面凹凸不平的物体表面时,反射光线向着不同的方向,这种反射叫做漫反射。漫反射使我们从不同方向都能看到本身不发光的物体。

重点提示:

发和生镜面反射的条件是反射面是光滑的平面。镜面反射和漫反射的每一条光线都遵守光的反射定律。

三、平面镜成像

1、平面镜成像的特点:平面镜成的像是虚像,像和物体到镜面的距离相等,像和物体的大小相等,像和物体的对应点的连线与镜面垂直,即平面镜成的像与物体关于镜面对称。

2、平面镜成像的原理:平面镜成像时,满足光的反射定律。

小结:影子和像的联系与区别

影子

原理

光的直线传播

特点

光照不到的黑暗区域

由光线或光线的反向延长线会聚面成、明亮面有色彩

3、平面镜的应用

①利用平面镜改变光的传播方向,起到控制光路的作用。     ②利用平面镜成像。

4、凹面镜和凸面镜

①凹面镜对光线有会聚作用:平行光线经凹面镜后会聚于凹面镜的焦点,从焦点射向凹面镜的光线经凹面镜反射后成为平行光线。

②凸面镜对光线有发散作用:平行光线经凸面镜后发散。

四、光的折射

1、光的折射现象: 光人从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射。

2、光的折射规律:折射光线与入射光线、法线在同一平面内。折射光线与入射光线分居于法线两侧。

①光从空气斜射入其他介质中时,折射光线向法线方向偏折;而从其他介质余射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折。

②当入射角增大时,折射角也增大。

③光的折射现象中光路是可逆的,即光线方向颠倒时,光的传播路径不变。

④当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。

重点提示:在光的折射规律中有“空气中总是大角”,即不论空气中的角是入射角还是折射角,总是要比其他介质中的角要大一些(垂直入射除外)。也就是说,在空气与其他介质的界面上发生的折射现象,如果折射角大于入射角,那么折射角所在介质为空气;如果入射角大于折射角,那么入射角所在的介质为空气。

3、生活中的折射现象:斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折;往脸盆中倒水,看起来盆底深度变浅;潜入水中的人看岸边的人变高:从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”。

4、光折射与光的反射的区别

光的反射

光的折射

联系

光从一种介质斜射入另一种介质时,二者同时发生

区别

反射光线和入射光线在同一种介质中

折射光线和入射光线分别 在两种介质中

反射角与入射角相等

折射角与入射角不相等

五、光的色散

1、光的色散现象:太阳光通过棱镜后,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,形成一条彩色的光带,这就是光的色散现象,它是英国物理学家牛顿发现的。

2、色光的三原色:红、绿、蓝:颜料的三原色:红、黄、蓝。

重点提示:色光的混合与颜料的混合规律不同。两种色光混合后使眼睛感觉到产生了另一种颜色,而两种颜料的混合是它们都能反射的色光。

3、物体的颜色:透明物体的颜色是由通过它的色光决定的,不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。

4、不同的色光照射到不同颜色的物体时,出现的情况是:

①白纸可以反射各种色光,纸出现的颜色与光的颜色相同。

②黑纸吸收各种色光,无论什么颜色的光照在黑纸上,纸都是黑色的。

③各种色纸反射和它颜色相同的光,对其它不同颜色的光都吸收。

④白光照在不同颜色的纸上,纸出现的颜色与纸的颜色相同。

5、不同的色光照射在不同颜色的透明物体时,透色光的情况是:

光的颜色志透明物体颜色相同时,光可透过物体。若兴的颜色志透明物体颜色不同时,光就透不过物体。

六、看不见的光

1、红外线:在光谱中,在红光以外有一种看不见的光叫做红外线。

红外线有热作用(即热效应),可应用在红外夜视仪、诊断疾病、遥控等方面。

重点提示:红外线进不可见光,任何物体都向外辐射红外线。当物体温度升高时,它向外辐射的红外线会大大增强。

2、紫外线:在光谱中,在紫光以外有一种看不见的光叫紫外线。

紫外线的化学作用、荧光作用、生理作用,它有助于人体合成维生素D、能杀菌、能使荧光物质发光。

七、 难点专攻

1、光速的计算:光速特别大,通常利用来求距离,有两种方法:一是通过反射;二是通过时间差。利用光的反射测距离时,要注意光走过的路程是所测距离的二倍。

2、反向改变光路:利用平面镜和光的反射定律,可以有目的地改变光的传播方向。

①入射光线不变,旋转镜面:一束光线照射到平面镜上,若保持入射光线方向不变,把平面镜绕入射点旋转α角,则反射光线与入射光线的夹角将随之改变,且反射光线相比原来转过2α角。

②镜面不动,光线旋转:一束光线照射到平面镜上,若保持镜面不动,当入射光线旋转θ角,反射光线也旋转θ角。

重点提示:制作潜望镜、改善室内光照条件等都会用到反射改变光路。无论是镜面旋转还是入射光线旋转,都可能有两种情况,即沿顺时针方向旋转和沿逆时针方向旋转,讨论时两种情况都要考虑。

3、作图

①平面镜成像作图

平面镜成像作图的两种方法:一是根据反射定律;二是根据平面镜成像特点。

A、根据反射定律作图的步骤:a、从点光源S引出两条光线,射到平面镜上。b、作两条入射光线的法线。c、根据反射定律,反射角等于入射角,作反射光线,将反射光线反向延长,反射光线的反向延长线的交点即为点光源S的像点S'。

B、根据平面镜成像特点作图的步骤:a、过S点作平面镜的垂线(像与物的连线跟镜面垂直)。b、截取S'点,让S'点到镜面的距离等于S点到镜面的距离(像与物到镜面的距离相等)。c、画出像点S'(像与大小相等)。

重点提示:作图时,光线要标明传播方向,光线和界面用实线表示,法线和反向延长线要用虚线表示。

②光的折射作图

光的折射作图步骤:垂直于界面作出法线:根据折射规律作出折射光线(注意空气中角大)。4、平面镜成像特点的实验探究

实验器材:玻璃板、一张大纸、两枝完全相同的蜡烛、刻度尺。

①在光具座上竖立一块薄玻璃板作为平面镜,把一支点燃的蜡烛入在玻璃板前面,可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。

②另外拿一支相同的没有点燃的蜡烛在玻璃板后面移动,直到看上去它跟像完全重合,这个位置就是前面蜡烛像的位置。

③观察比较蜡烛和它所成的像的大小,从光具座上读出两支蜡烛到玻璃板的距离,就可以总结出平面镜成像的规律。

说明:取一块薄玻璃板作为平面镜的目的是为了更好地观察所成的像。用手去摸所成的烛焰的像,我们会发现它并不烫手,这说明平面镜所成的像是虚像。实验中应注意:应将没有点燃的那枝蜡烛放在玻璃板的后面,并调整其位置,直至它与烛焰的像重合,即从玻璃板正面观察,几乎分不出哪个是原蜡烛的像,哪个是后放过去的蜡烛。

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