1.线型(链状)结构

(一)本课预习题：

1、下述说法中，正确的是：

　　 A、光总是直线传播的；　　 B、光在同一介质中总是直线传播的；

C、小孔成像是光的直线传播形成的；　　 D、光在同一种均匀介质中总是直线传播的。2、下面的说法中正确的是：

　　 A、光源能够射出无限多条光束；　　 B、光线实际上是不存在的；

　　 C、光线是细光束的抽象说法；　　　 D、光线是用来表示光传播方向的直线。

3、关于光的反射下列说法中错误的是：

　　 A、反射光线跟入射光线在同一平面上，反射光线和入射光线分居在法线的两侧；

B、镜面反射指反射角等于入射角，是有规律的反射；漫反射时反射角不等于入射角，

是无确定方向的反射；

　　 C、当入射光线与界面夹角为30⁰时，反射角一定是30⁰；

　　 D、当入射光线与界面成90⁰角时，反射角为0⁰．

4、下面哪些现象是漫反射引起的：

　　 A、能从不同方向看到光源；　　 B、通过水面看到物体的像；

　　 C、晚上看书(在灯下)会看到纸面上发出刺眼的光泽；

　　 D、能从不同的方向看清电影银幕上的像．

5、下列说法中正确的是：

A、点光源发出的光经平面镜反射后会聚于一点成虚像；

B、物体在平面镜中的像必是等大、正立的虚像，且像和物关于镜面对称；

C、发散光束经平面镜反射后仍为发散光束；

D、平面镜能改变光线的传播方向，但不能改变两条光线间的平行或不平行的关系。

(四)反射定律的应用

1、应用光的反射定律分析讨论光反射现象的方法：

　(1)正确作出反射光路图(可先用对称法确定像点，再作出光线)；

(2)应用几何知识分析各量的关系．

2、平面镜的视场：物体发出的光经平面镜反射后能够进入观察者眼睛的范围，即

平面镜边缘反射光线所限的范围。

[例4]一人站在水池旁边(如图)，画出光路图，

说明他从水面反射光中看到水池对面的树的范围，并要

求写出作图步骤。其中A点为人眼，B、C为水池边缘。

[分析与解答]方法一：根据平面镜成像规律，由人

眼看到像的范围确定看到物的范围。步骤如下：

　　 ①利用物像关于镜面对称规律画出树的虚像；

　　 ②连接AB并延长，与像交于E^，点；

　　 ③连接AC并延长，与像交于D^，点，则E^‘D^’，为看到

虚像的范围；

　　 ④利用物像对称找出E^，和D^·所对应的发光点E和D；

　　 ⑤连接DC和EB即得光路图，DE即为通过水看到树

的范围(如图)。

　　 方法二：利用光路可逆原理，把人眼的像当作点光

　 源，它所照亮的部分就是可见范围．步骤如下：

　　 ①利用物像对称作人眼的像A^‘；

　　 ②连接A^‘C 并延长，与树交于D点，D点即为看到

树的最高点；

　　 ③连接A^‘B并延长，与树交于E点，E点即为看到

树的最低点；

　　 ④连接BA和CA即得反射线，DE即通过水看到树

的范围(如图)．

(三)反射定律、平面镜

1、反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面上，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．

　　 注意：①入射角和反射角是指入射光线、反射光线与法线的夹角；

　　　　　 ②在反射现象中，光路是可逆的．如，甲从镜子里看到乙，那么，乙必定能从镜子里看到甲．

2、镜面反射和漫反射：

　　 特点；平行光经镜面反射后仍是平行光，平行光经漫反射后射向各个方向．不管是镜面反射还是漫反射，每一光线的反射都遵守反射定律．

3、平面镜：

(1)关于平面镜所成虚象．我们能确定一个发光点S

的位置，是由于发光点S发出的光线进入两眼，使

我们觉得发光点S位于这些光线相交处(如图)．那

么，当发光点S发出的光束被平面镜反射时，所有

反射光线的反向延长线也交于同一点S^，我们就会觉

得这些反射光线好象是从S^，点射出的一样(如图)，

S^，点就是发光点S的“虚象”．

　　 (2)平面镜成像规律：成等大、正立的虚象。

　　 (3)平面镜成像作图法：

　　 ①反射定律法：从物点作任意两光线射向平面镜，由反射定律作其反射光线，由此两条反射光线的反向延长线交点即为虚像点．

　　 ②对称法：作物点到镜面的垂直线，在此垂直线上的镜面的另一侧截取与物点到镜面距离相等的点即为虚像点．

[例2]画出右图中，从光源S点发出的经镜面MN

　 反射后过P点的光线，要求写出作图步骤．

　 　[分析和解答]因从S点发出的光线经镜面MN反射

　 后过P点的反射光线，它的反向延长线必然是通过像S^’

　 点．步骤如下：

　　 ①作S点对MN的对称点S^，，S^，就是像点；

　　 ②连接S^‘P交MN于A点(S^，A要画虚线)；

　　 ③连接SA，则AP就是入射光线SA的反射光线。(如图)

　[例3]一个点光源S，放在平面镜MN前，若MN不动，光源S以速率2m／s沿与镜面成60⁰角的方向向右匀速直线运动，如右图所示，则光源在镜中的像将：

　　 A、以速率4m／s沿OS直线方向向右平移；

　　 B、以速率2m／s垂直于OS向下平移；

　　 C、从镜的另一侧向O点作2m／s的速度直线运动；

　　 D、在S上看到像以2m／s的速度向S靠近．

　　 [分析和解答]正确选项是C、D．

　　 作S的像S^‘(可用对称法)，并作经时间t后的位置S₁及像S^’₁，由几何对称关系可知SS_l=S^，S₁^’，故得像S^，将沿S^，O线以v=2m／s速率直线运动．　

　 所以C正确．　

　　 由对称关系可知，在t时间内S和S^，沿垂直于镜面的方向的变化距离SA和S^’A^’，大小相等．故它们互相靠近的

距离变化为X=SA+S^’A^’=2SA，像相对物靠近的速度为：

　 V_SS‘＝X/t =2SA/t =2v₀cos30⁰=v₀=2(m/s)，所以D正确．

　 [小结]正确画出光路图并运用平面镜成像规律(像、物关于镜面对称)，结合几何知识分析是解决平面镜成像实际问题的关键．

(二)影、日食、月食、光速

　　 (1)本影和半影：不透明物的背光面的后方。光完全照射不到的区域称为本影。只有部分光照射到的区域称为半影。

　　 注意：本影区的大小与光源的发光面有关，发光面越大，本影区越小。

　　 (2)日食和月食的成因分析：

　　 月球的影落到地球上时，地球上可观察到日食。(本影区内为日全食，半影区内为日偏食，见例题)

　　 月球进入地球的本影区，地面上可观察到月食(见例题)。

　　 注意：不管日食还是月食，一般是指在地球上观看到的。

(3)、光速：

　　 光在真空中的传播速度为3x10⁸m／s。

　　 [例1]关于日食和月食，下列说法中正确的是：

　　 A、在月球的本影区里能看到日全食；　　 B、在月球的半影区里能看到日偏食；　

　　 C、在月球进入地球的半影区时，可看到月偏食；

D、在月球全部进入地球的本影区时，可看到月全食。

　　 [分析和解答]正确选项是A、B、D。

本题应理解光直线传播形成影的原理。通过作出光线传播示意图甲可看到，在月球的本影区①里，太阳任何光线均不可能射入，故在①里可看到日全食(看不到太阳，好像太阳被“天狗”吃了)。在月球的半影区②里，只有部分太阳光线射入到，故在②里可看到日偏食(只看见一部分太阳另一部分被月球“食去”了)。

　 　所以A和B选项是正确的．

　　　 在月球的半影区③里只有靠近太阳边缘部分的光线射到，故在③可看到日环食(看到一个发光环)．

　　　 由图乙可看到，当月亮进入地球的半影区a、c时，由于仍有部分光射到整个月球，整个月球仍是亮的，只不过是比在半影区外稍暗一点，故在地球上不会看到月食。

　　　 只有当月球的一部分进入地球的本影区b时，才看到月偏食，故C错；

　　 当月球全部进入地球的本影区时，发生月全食(此时看不到月亮)，故D选项正确．

　　 [小结]分析日食和月食时，关键是分清谁“食”谁，亦即分清日、月、地三者位置的关系。当月球位于日、地之间时“日”被“食”，即出现日食；当地球处在日、月之间时，“月”可能被“食”，即可能出现月食．不管日食还月食，均是在地球上看到的．

(一)、光的直线传播：

1、光源：发光的物体称为光源。光源是把其他形式的能转化为光能的装置。

2、光的直线传播：

　　 (1)介质：光能够在其中传播的物质称为介质。

　　 (2)光在同一均匀介质中是沿直线传播的。小孔成像就是光在空气中直线传播形成的。

　　 (3)光线：在研究光的行为时用来表示光束传播方向的直线。注意：光线不是实际存在的，而是理想模型。

6、应用反射定律分析问题。

5、平面镜成像规律；

4、反射定律；

3、日食和月食；