八年级物理上学期知识详解

作者:分享快乐的喵 / 公众号:zx15735149 发布时间:2019-10-28

第一章:走进实验室
一、物理学基本常识:
1、物理学是认识世界的科学;物理学是改变世界的科学;物理学是产生科学思想、科学方法和科学精神的科学,因而是对人的科学素质培养具有特殊教育功能的科学。
2、物理学是一门研究自然界物质结构、物体间相互作用和物质运动变化最一般规律的科学。它是一门自然科学。
3、物理学的研究对象是各类物理现象:如力的、电的、磁的、光的、热的、声的、核变化……等现象。物理研究的主要任务是找出运动变化的规律,并阐明其原因。物理研究的主要目的是认识自然、改造自然,为人类服务。
4、物理学是一门以观察和实验为基础的科学;研究物理问题的主要方法是进行观察和实验。观察时,要有明确的观察目的,并注意引起运动变化的原因和条件。
5、科学探究的7个基本环节依次是:提出问题、猜想与假设、制定计划设计实验、进行实验收集证据、分析论证、评估、交流与合作。其中最基本的环节是观察思考、提出问题,最主要的环节是进行实验、收集证据,而贯穿整个过程的则是交流与合作。
6、物理学发展的三个主要历史阶段:1、“日心说”的建立和“相对运动”理论的建立,主要代表人物是哥白尼、伽利略;2、经典物理学(经典力学)的建立,主要代表人物是牛顿;3、量子理论的建立和“相对论”的创立,主要代表人物是玻尔和爱因斯坦。
二、测量的基础知识:
( 一 )常用的测量工具:
长度:基本工具是刻度尺,其次有游标卡尺、千分尺等。
时间: 基本工具是钟表。根据不同的实际要求还有停表等。(如何做周期性变化的事物都可用来测量时间,如脉搏等)。
质量:基本工具是天平,其次还有台秤、案秤、杆秤等。
力 :基本工具是测力计。实验室最常用的测力计是弹簧测力计。
电流:基本工具是电流表。
电压: 基本工具是电压表。
体积: 液体体积通常用量筒或量杯测量。
温度:基本工具是温度计。实验室里最常用的温度计是液体温度计,它是利用液体热胀冷缩的性质制成的。
( 二 )长度(L)、时间( t )的单位:
1、长度的国际主单位(或称SI基本单位)是“米”,符号为“m”。
1 m = 1000 mm ;1 mm = 1000 µm ;1 µm = 1000 nm ;1 km = 1000 m
(1 m = 10 dm , 1 dm = 10 cm , 1 cm = 10 mm )
1光年 ≈ 9 . 46×1012km (天文学单位) 1埃 = 10- 10m(微观学说用)
2、由长度单位组成的“面积”和“体积”的单位:
面积:主单位是“平方米”( m2)。1 m2= 100d m2= 10000 cm2= 106mm2
体积:主单位是“立方米”(m3)。1 m3= 1000 d m3 = 10 6cm3(mL)
1立方分米( d m3 )又叫“1升”或“公升”;1立方厘米(cm3)又叫1“毫升”;
1立方米在工程学上通常又简称“1方”或“1立方”。
3、时间的国际主单位是“秒”,符号为“ s ”。
1 h = 60 min 1 min = 60 s 1 h = 3600 s
1天( d ) = 24 h = 86400 s 1平年 = 365天 1闰年366天
(三)长度的测量:
1、刻度尺的使用:
使用前必须作到:
(1)“三观察”并记录:
A、观察“ 0 ”刻度线是否磨损;
B、观察其量程;
C、分度值(必须明确单位)。
(2)根据要求选择适当的刻度尺(只要能满足测量要就行,别以为越精密越好)。
使用时必须做到和应注意的事项:
A、放置:a、必须使有刻度的一边与被测长度线段重合或平行,从刻度尺的“0”刻度线或某一完好刻度线量起;
b、“0”刻度线已磨损的刻度尺必须从某一完好刻度线两起;
c、 使用厚刻度尺时,必须使其有刻度的一边紧贴被测物。
B、读数:a、视线必须与尺面垂直;
b、必须估读并记录到分度值的下一位;
C、必须在数字后面写上所用的单位;
d、若不是从“0”刻度线量起,则必须分别读出起点和终点的读数,然后用终点读数减去起点读数。
2、特殊长度的测量方法:
A、曲线长度测量:“化曲为直”——采用“重合法”或“转轮法”;
B、隐含长度测量:“化暗为明(即等量替代)法”:
柱、锥、台的高和球体的直径用1直尺加1三角板配合的方法在水平台面上测量;硬币直径用2三角板加1直尺配合的方法测量。——“直尺三角板配合法”;
C、微小长度测量:“测多算少”——用“积累法”测量:
细铁丝直径用“绕线法”测——紧密缠绕,测出线管长L和线圈匝数n ,然后用d = L / n 计算出直径;
一张纸的厚度用“重叠法”测量:将一叠纸压紧,先测出总厚度L ,再数出总张数n ,然后用L/= L / n计算出1张纸的厚度。
( 注意:1张纸有2个页码,纸的张数 = 总页码数÷ 2 )
(四)误差的初步知识:
1、误差的概念: 测量的结果与真实值间的必然差异叫做误差。
2、误差的产生原因:主要与测量的工具的精密程度和测量者本身的因素有关。(还跟环境因素有关)
3、误差与错误的区别:误差是必然存在,无论怎样也不能完全避免而只能相对减小的;而错误则是操作不正确或粗心大意造成的,它是可以避免而且应该避免的。
4、减小误差的常用方法:适当选用精密度较高的测量工具;用多次测量的平均值作为测量结果。
注意:在计算平均值时,错误的数据一定要剔除,不能纳入计算,平均值的小数位数必须与每次的测量值相同(单位一致时)。
三、科学探究的方法:
(一)基本方法:科学探究的方法很多,常见的有:提出假设、建立理论,观察法,模型法,实验验证法,控制变量法,类比法,比较法……等。其中最常用的方法是“控制变量法 ”(也叫变量控制法)。
(二)控制变量法:是指在研究一个物理问题与多个因素的关系时,常采用分步探究的方法。即对各个因素分别进行探究。当探究与某一个因素的关系时,把其他因素控制为相同(不变),只让要探究的因素发生变化,然后把各步的探究结果综合起来得出总的探究结论。这是初中物理学中最常用的探究方法。
第二章:运动与能量
一、物质世界的运动:
(一)、运动的普遍性:
1、整个物质世界都是运动着的,绝对不动的物质(和物体)是没有的。
2、我们平常所看到的和所说的“物体运动或静止”都是相对的。
(二)、运动的分类:
(三)、分子动理论、扩散现象:
1、、分子动理论基本内容:物质是由分子组成的;一切物质的分子都在永不停息地做无规则的运动;分子间存在着相互作用的引力和斥力。
2、分子的特征、结构:
(1)特征: 很小。 体积小:直径最大只有几埃(1埃 = 10-10m),通常的物体中所含分子数目是非常巨大的;质量小:比如18 g的水(18 cm3水)里就有6 . 02×1023个水分子。
(2)结构:由原子核和核外电子组成,原子核居于原子中心,电子在核外绕核高速旋转。( 原子的核式结构模型 是卢瑟福首先建立的)
3、分子的运动:一切分子都在永不停息地运动,并且是无规则的。
4、分子见的作用力:
(1)、分子间既有引力又有斥力,并且阴历和斥力是同时存在的。
(2)、分子间的作用力是相互的。
(3)、分子间的作用力(无论是引力还是斥力)随分子间距离的增大而减小,而斥
力减小得更快一些。
5、扩散现象:
(1)定义:不同物质互相接触时彼此进入对方的现象,叫做扩散。
(2)发生条件: 不同物质、互相接触。(不需任何其他条件)
(3)本质:分子的无规则运动造成的(应把它同物体由于外力作用而形成的机械运
动现象区分开来)。
(4)说明的问题:一切物质的分子都在永不停息地做无规则的运动。(还能间接说明分子间有间隙。)
(5)扩散现象的解释:主要用分子的无规则运动来解释。
(6)影响扩散快慢的因素:扩散现象是一种热现象。温度越高,分子运动越快,扩散也就越快。
二、能量:
1、能量的概念:
(1)能量是一个与运动有关的物理量,不同的特地对应着不同的能量。
(2)物理学上对能量的初步定义是:如果一个物体能够做功,我们就说这个物
体具有能量。
2、衡量一个物体是否具有能量和比较能量多少的依据:
衡量:看是否能够做功,(原则上讲,任何物体都具有能量,因为它至少有内能)而不是看实际做功没有。
比较:比较所能做功的多少,而不是比较实际做功的多少。
3、能量的单位:在国际单位制( S I )中,能量的单位和功、热量的单位一样,都是“焦耳”,符号“ J ”。
4、多种形式的能量:自然界中的能量有多种形式。一般说来,宇观物体的运动对应的有机械能和其他能;宏观物体的运动对应的能属机械能;微观粒子的运动中,分子的运动对应的是内能,原子的运动对应化学能,电子、原子核、质子、中子等微粒的运动对应电磁能、核能、光能等。
5、能量的转移与转化:
(1)能量的转移:能量从一个物体转移到另一个物体,而能的种类、数量不发生改变;
能量的转化:能量从一种形式改变为另一种形式,而能的数量不发生改变。
(2) 各种形式的能量在一定条件下都可以发生转移或转化(条件是做功)。
(3) 能量的守恒:能量在转移和转化过程中,能的总量保持不变。
三、相对运动:
1、运动和静止的相对性:
(1)、机械运动的概念:一个物体相对于另一个物体的位置变化叫做机械运动。
(2)、参照物:研究机械运动时,事先选定的、假定为不动而作为标准的物体叫做参照物(又叫参照系)。
(3)、相对运动和相对静止:不选定参照物,就无法描述物体的运动情况;我们平常所说的“运动”和“静止”都是相对的,总是相对于某一参照物而言的。
(4)、参照物的选择:同一物体以不同物体为参照物,其运动情况的描述结果可能不同。原则上任何物体都可以作为参照物,但为了统一起见:描述物体的运动情况时,通常以固定在地面上的物体作参照物;描述在地面上运动的物体里的物体的特地情况时,通常以在地面上运动的物体上的固定问题为参照物;任何物体以自身为参照物都是静止的(因此不能作这种选择)。
(5)物体的运动状态:包括“相对运动或相对静止”、“运动快慢(速度)”和“运动方向”3个方面。只要其中任何一个方面发生了改变,都表明物体的运动状态发生了改变。
2、运动的速度:
(1)速度的初步概念和物理意义:
初步定义:物体在单位时间内通过的路程叫做速度。
物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量。
(2) 速度的公式:
V =S/t
(3) 速度的单位:国际单位制中,速度的主单位是“米 / 秒”,符号“m / s”。
交通运输中常用“千米 / 时”(km / h )作单位。
1m / s = 3.6 km / h
(4) 匀速直线运动的速度等于物体在单位时间里通过的路程;
变速直线运动的快慢常用“平均速度”表示:即用物体在某段路程或某段时间里平均单位时间内通过的路程表示。它必须对应于某段路程或某段时间。
(5) 匀速直线运动的 定义、特征:
定 义: 物体在一条直线上运动,在任何相等的时间内通过的路程都相等。
特 征: 快慢(速度)不变,运动经过的路线是一条直线。
共通性: 任何时刻、任何时间段、任何路程段的速度都相等。
3、有关速度、路程和时间的计算:
共通注意事项: A、 必须统一单位:s →m , t → s , v → m / s
S — km ,t — h , v — km / h
B、 要有一定的格式,必须写出所用的公式和必要的文字叙述,不能当作数学题解答,答案不能用分数、循环小数和无理数,若除不尽,应用有限小数表示。
(1)基本计算:A、已知s 和 t ,求 v ;
B、已知s 和 v ,求 t ;共同依据:V = S / t
C、已知 v和 t ,求 s ;
(2)特殊计算:
A、过桥类问题:关键是明确过桥时车辆通过的路程等于桥长加车长。即:
S车= L车+ L桥 (即 V车·t =L车+L桥)
B、爆破类问题:关键是明确导火线燃烧的时间不得短于人安全撤离所需时
间。即: S线/V线 ≥ S安/ V人。
C、植树类问题:关键是应除去开始的那一基数。如:在计算火车的速度时,
所用的式子应为 V =(n - 1 )L / t 。
D、回声类问题:关键是应明确:
a、若车鸣笛后静止, 则 S声= 2 S距 (即 V声· t = 2 S距 )
b、若车鸣笛后继续行驶:
则 S声+S车 =2S距 ( 即V车·t + V声·t = 2 S距 )
E、追击、相遇问题: 关键是须明确:
追击时二者所行路程之差等于原来相距的路程。即:
V1·t-V2·t = S距
相遇时二者所行路程之和等于原来相距的路程。即:
V1·t +V2·t = S距
F、平均速度问题:关键是找准相应的路程和对应所用的时间。途中停留时间是否计算或计算在哪一段内。
当一物体在两段路程上连续运动时:
a、若所通过的两段路程相等,则有:
V=2 V1·V2/(V1+ V2)
b、若所通过两段路程所用的时间相等,则有:
V=(V1+ V2)/ 2
c、若路程与时间均不等,则应是:
V = (V1 ·t1+ V2·t2 )/(t1+t2 )
第 三 章: 声
一、声音的产生与传播:
(一)、声源:一切正在发声的物体都叫做声源。
(二)、声音的产生:
1、产生:声音是由物体振动发生的。
(但需注意:不是只要有振动就一定会发声,也不是只要在发声就一定能听到声音)
2、发声体的性质:一切正在发声的物体都在振动。振动停止,发声也就停止。
(但需注意:某些情况下,可能由于回声的原因,发声虽已停止但仍可听到声音)
(三)、声音的传播:
1、传播形式:以声波的形式,以声源处为中心向四周传播。
声波具有能量。利用声波可以传递信息和能量。
2、传播条件:声音必须依靠介质(传播声音的媒介物质)传播。真空不能传声。
声音能够在各种介质(固体、液体和气体)中传播。
我们平常听到的声音是声波沿空气传来的。( 我们平常听到自己讲话的声音则是通过自身的骨骼传来的 )
3、传播速度:声音在不同的介质中的传播速度不同,传声性能也不同。
一般说来:在固体中传播得最快,在液体中较慢,而在气体中传播得最慢。
空气中的声速: 15 ℃ 时340 m / s; 25 ℃ 时 346 m / s 。
真空中:0 。
(四)、声波的频率:
1、产生声波的振动频率: 10- 4 ~ 1012 Hz 。
2、人的听觉频率范围: 20 ~20000 Hz 。
3、次声波的频率范围: 低于20 Hz (10- 4 ~20 Hz )。
4、超声波的频率范围: 高于 20000 Hz 。(20000 ~ 1012 Hz )
二、乐音的基本特征:
(一)、音调:
1、概念:人耳听到的声音的高低。
2、决定因素:发声体(声源)振动的频率。(频率越高,音调越高。反之则越低)
(二)、响度(音量):
1、概念:人耳听到的声音的大小(又叫音量)。
2、决定因素:发声体振动的振幅(振动幅度)大小(振幅越大,响度越大)。
影响因素:到声源的距离、声音在传播过程中的分撒播内程度。
注意:音调和响度是两个不同的概念,一定要区分清楚。
(三)、音色(音品):
1、概念:声音的品质、特色。(又叫音品)
2、决定因素:主要由发声体自声的因素决定。
3、应用:是辨别不同声音的主要依据。
※※※ 扩音器的作用、要求:扩音器的作用主要是增大声音的响度(音量),但必须保证不改变声音的音调和音色(即所谓的“增益、保真”)。
三、回声、混响与共鸣:
(一)、回声:
声波在传播过程中若遇到障碍物时,会像光一样发生反射。
1、回声、回声现象:
我们直接听到的从声源发出的声音,叫做原声。
因声波在传播过程中若遇到障碍物时被反射回来而使我们再次听到的声
音,叫做回声。 (这种现象叫做回声现象。)
2、人耳区分原声和回声的条件:
人耳要能区分原声和回声,回声必须比原声晚到达人耳0 . 1秒以上。(在教室里听不到老师讲课的回声,就是因为其时间间隔短于0. 1秒)
3、声音的叠加:
若原声与毁伤到达人耳的时间间隔短于0. 1秒,则回产生原声与回声互相叠加的现象,而使听到的声音更加响亮。
(二)、混响:
1、概念:声波在室内传播时,被障碍物不断反射、吸收。这样,当声源停止振动后,声音还回持续一段时间。这种现象叫做混响 。
混响持续的时间叫做混响时间。
2、利弊: 混响可使声源听起来更加丰满、圆润而具有立体感。(利)
混响时间过短,声音干涩不丰满;过长时,各种声音混在一起而听不清楚。(弊)
( 影、歌剧院的墙壁和天花板制成凹凸不平 —— 燕子泥形状,就是为了增强反射而适当减弱回声,缩短混响时间。 )
3、本质: 混响现象的本质就是回声现象。
(三)共鸣现象:
1、概念:两个相同(固有频率相同)的物体,当它们间的距离接近到一定距离时,若其中一个物体因震动而发声,则另一个物体也会发出同样的声音。这种现象叫做共鸣。
2、本质:共鸣现象是由于共振而引起的。
3、应用、实例: 弦乐器的共鸣箱.……,古代著名的‘钟鸣磬响“现象……等。
(四)、动物与声音:
其实,各种动物也都有它们各自的发声器官和听觉器官。只是由于它们的发出的声音有些我们听不见(超出人的听觉频率范围),我们讲话的有些声音它们听不见(超出了它们的听觉频率范围)的缘故。
请记注本章第三节中《动物与声音》部分的相关介绍的内容。
四、噪声:
(一)噪声的定义:
1、物理学定义:物体做杂乱无章的不规则震动所发出的声音叫做噪声。
2、环境保护上的定义:一切干扰人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们健康不利的声音,都叫做噪声。
3、噪声与乐音的区别、转化:
区别:从本质上(声源的震动情况)和效果上(给人的感觉)两方面区别。
转化:噪声难以成为乐音。而乐音在不该出现的场所、时间出现,或音量超出某一限度时就会转化为噪声。
(二)、声音的等级表示:
1、声强级:声音的强弱等级叫做声强级。
2、声强级的单位:分贝 ,符号为“d B ”。
3、一些声音的分贝数和人们相应的主观感受:见课本P50 。
(三)、噪声的危害:
1、 污染环境:噪声会对环境造成污染。“噪声污染”是当代社会四大污染之一。
2、危害:主要有两大方面:
A、防碍人们的正常休息、学习和工作,影响学习和工作的效率、效果。
B、危害人体健康。
另 外: 噪声过大还有可能使某些设备遭到损害。
需注意: 噪声也可以加以利用。如用噪声除草、推迟或提前使植物种子发芽、探测病灶、显示水底情况……等。
(四)、减弱和防止噪声危害的主要途径:
减弱、控制噪声和防止噪声的危害,主要从声音的产生、传播和接收三个环节入手,应着眼于消声、隔声、吸声三个环节。
其基本途径为: 1、在声源处减弱。2、在传播过程中减弱。3、在人耳处减弱。
五、超声、次声的应用与危害防止,声技术:
(一)、超声:
1、概念:频率高于20000 Hz 的声波叫做超声波( 简称“超声” )。
超声是由物体做高频率振动而产生的。一些动物(如大象、蝙蝠等)和设备都能产生超声波。
2、特点:(1) 频率高,人耳听不见。(具有较强的隐蔽性)
(2) 具有较强的穿透力和破碎力。
3、应用:主要表现在以下几个方面:
(1) 超声诊断:医学上 、 生产中设备内部检查等。
(2) 超声治疗:如超声碎结识等。
(3) 超声消毒、清洗:医疗器械消毒,某些设备表面清洗等。
(4) 超声乳化:如使水和油均匀混合形成乳浊液等。
(5) 超声定位、测距及超声通信。(如超声雷达——声纳)
(6) 超声加湿。
(7)用于生物技术。
(二)次声:
1、概念:频率低于20 Hz 的声波叫做次声波( 简称“次声” )。
次声是由物体做高频率振动而产生的。一些动物(如大象、海豚等)、车船行驶、某些设备工作和核爆炸、地震、火山爆发、台风、热带风暴等都能产生次声波。
2、特点:(1) 频率低,人耳听不见。
(2) 传播时能量损失小,传播距离大,传播的定向性好。
(3) 具有很强的破坏作用力。
3、危害:(1) 损毁设备:强次声可使设备破碎、建筑物裂缝、飞机解体等。
(2) 危害人体健康:破坏人体平衡器官功能,甚至危及生命。
4、利用:(1) 监测、预报:如核爆炸、地震、火山爆发、台风、热带风暴等。
(2) 次声武器(用于军事)。(3)次声除杂草。
5、危害防止:(1) 尽量远离次声源。
(2) 尽量消除次声源。
(三)、声识别技术:根据声音的特点,结合计算机,可以制成声音识别系统,用于自动化管理、刑侦及智能设备(智能玩具、机器人)等。
第四章: 在光的世界里
一、光的传播:
(一)、光和光源:
光是有物体内部的微粒(如电子、光子等)发生运动而产生的。
光的本质是一种电磁波。
光具有能量。利用光可以传递信息和能量。
1、概念:本身能够发光的物体叫做光源。( 月亮不是光源 )
2、分类:通常有两种分类法:
(1) 按光的来源分: A、 天然光源;B、 人造光源。
(2) 按光源的发光原理分: A、 冷光源;B、 热光源。
( 例:萤火虫属于天然光源中的生物光源,也属于冷光源;白炽灯属于热光源,而荧光灯属于冷光源。)
(二)、光的传播:
1、光的传播方式:A、直线传播;B、反射传播;C、折射传播。
2、光的直线传播规律:
A、规律:光在真空或同种均匀介质沿直线传播。
B、现象:小孔成像、影子的形成、日月食的形成、黑夜的手电筒光束……
C、条件:在真空或同种均匀介质中。
( 若介质不均匀或出现不同介质则会改变传播方向而发生反射或折射 )
D、现象解释:
a、小孔成像:b、影子的形成:c、日月食的形成:
3、光的传播特点:
(1) 光的传播不一定需要介质,在真空中也可以传播。
(2) 光的传播有方向(是沿一定方向传播的)。
(三)、光线、光路图:
1、光线:用来表示光的传播路径的射线叫做光线。
光线有方向。(光线并不实际存在,是人们为了表示光的传播路径和方向而画出来的,是一种模型——“模型法”)我们平常所画的光线实际上是表示的由多条平行光线所组成的光束。
2、光路图:用光线来表示光的传播路径的图叫做光路图。
注意:光路图中必须标出光线的方向(用箭头表示),否则无效。
二、光的反射:
(一)、反射现象与基本概念:
1、现象及概念:
(1) 光从一种介质射到与另介质的界面上时,一部分光线改变传播方向而反射回原来介质中的现象叫做光的反射。
(2) 光发生反射时的特点:
A、传播方向发生了改变(方向改变的角度如图中的∠ C0B )。
B、 反射光和入射光在同一介质中 (在界面同侧)。
C、 反射光和入射光各自仍是直线。其方向改变只在界面处发生。
2、基本概念:
如右上图所示:
(1)入射线:射到界面上的光线(图中的A○ )
(2)界面:发生反射的物体表面,也叫反射面(图中已标)
(3)入射点:光线投射到界面上的位置(图中的○ )
(4)反射线:反射回去的光线(图中的○B )
(5)法线:经过入射点而垂直于界面的直线(图中的N N/ )
(6)入射角:入射光线跟法线的夹角(图中的∠AON)
(7)反射角:反射光线跟法线的夹角(图中的∠BON)
特别应注意: a、 绝不能把光线与界面的夹角作为入射角或反射角。
b、 法线并不真实存在,是为了方便描述光的反射规律而人为画出的一种直线(类似于证明几何题时所作的辅助线),因此作图时应作成虚线。
几个关系:a、反射角等于入射角:∠BON = ∠AON
b、法线于截面的夹角为90 0 。
c、入射线、反射线与界面的夹角也相等,分别为:
90 0 - ∠AON , 90 0 - ∠BON 。
d、法线平分入射线与反射线的夹角(即N N/是∠AOB的平分线)。
(二)、光的反射定律:
1、文字内容:光在发生反射时,反射光线与入射光线以及法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居法线的两侧;反射角等于入射角。
( 其3项内容分别为空间位置关系、同一平面内位置关系和几何数量关系。)
简记方法: “三、二、一”( 三线共面; 二线分侧; 一组等角 )。
注意:反射定律中的“反射角等于入射角”绝对不能说成“入射角等于反射角”!因为反射角的大小是随入射角的大小变化而变化的,反射角的大小是由入射角的大小决定的。
2、光的反射形式:光的反射通常有镜面反射和漫反射两种形式。
(1)镜面反射:平行光在平滑的表面发生反射时,反射光也是平行的,这种反射叫做镜面反射。(如在平玻璃板、平静水面等平整而光滑的表面发生的反射)
镜面反射具有单向性(只在某一个方向上有反射光,所以又叫单向反射或规则反射)和规则性(反射时,若入射光互相平行,则反射光也是互相平行的)两大特点。
(2)漫反射:来自光源的光射到粗糙的表面上时,被向四面八方反射出去。这种反射叫做漫反射(也叫不规则反射或多向反射)。
(3)必须注意:无论是镜面反射还是漫反射,都是遵循光的反射定律的,漫反射虽又叫不规则反射,但不是乱反射。它们在现象上的不同,是由于反射面的情况(粗糙程度)不同造成的。
3、人眼看清物体的条件:
人眼能看见物体,是由于物体上有光进入人眼的缘故;
人眼能看见那些本身不发光的物体,是由于有光在这些物体表面发生反射的缘故;
人眼能从各个方向看见那些本身不发光的物体,是由于有光在这些物体表面发生漫反射的缘故。
4、光的反射定律的应用:
(1) 计算:关键是掌握“反射角等于入射角”这一规律和“法线平分入射线与反射线的夹角”这一特点。
a、求角:已知反射角求入射角,已知入射角求反射角;
已知入射线与反射线的夹角,求入射角或反射角;
已知入射线或反射线与界面的夹角,求入射角或反射角;
已知入射角或反射角以及入射线或反射线与界面的夹角,求光在反射过程中传播方向改变的角度。
b、关于镜面转动:根据反射光转过的角度,求镜面转过的角度;根据镜面转过的角度,求反射光转过的角度;关键是明确:反射光转过的角度是镜面转过的角度的2倍。
c、综合计算。
(2) 作图:通常有以下几种类型:
基本作图:已知入射线作反射线或已知反射线作入射线;(直接利用光的反射定律中的“反射角等于入射角”作)
特殊作图: a、 光在互成角度的多个平面镜的反射作图;
b、 固定反射光线方向而按要求作图;
c、 “饮马问题”类作图;
d、 已知入射线和反射线作界面;
e、 已知入射线和反射线或已知两条反射线,求作光源。
平面镜成像作图:a、 已知物体做像或已知像作物体;
b、 已知像和物体,做平面镜;
各种作图的注意事项及灵活处理方法:
共通注意事项为:法线必须作成虚线;光线必须标出方向;该标的角及数值必须标明;角度必须正确、法线必须与镜面垂直… …
平面镜作图时,a、看清题目要求。若未做特别要求的,一律根据平面镜成像特点作;若要求做光路图或根据光的反射定律作,则可先根据平面镜成像特点作出,然后添上入、反射光和法线即可,但必须擦除原来根据平面镜成像特点作图所留下的痕迹。
b、法线和像以及镜后的所有线条都必须作成虚线。
(3) 解释现象:主要注意以下几类现象:
“黑板反光”现象;
“光污染”现象;
雨后初晴、有月光的夜晚,在有水坑的路面行走;
汽车夜间行驶,车内不许开灯;
平静水面可见岸上景物倒影,而水面起涟漪时却看不见。
(三)、平面镜成像:
表面平滑、光在它上面主要发生反射的镜子叫做平面镜。
平静的水面、平板玻璃、平滑的金属表面、抛光的大理石表面等平滑物体表面等都可看做是平面镜。
1、现象:(略)
2、原理:物体通过平面镜所成的像,是由于光的反射形成的。是由于光在反射过程中改变了传播方向,而人眼却根据光的直线传播确定物体位置,因而使人在镜中看到了物体。因此,平面镜所成像属于光的反射成像。(小孔成像属于光的直线传播成像)
3、特点、规律:
(1) 是虚象【不是由实际光线会聚而成,(是由反射光线沿反向延长相交而形成)不能用光屏接收;
(2) 像与物的连线垂直于镜面;
(3) 像与物的大小相等;
(4) 像与物到镜面的小距离相等。
可归纳为一句话:物体通过平面镜所的虚象与物体关于镜面对称。
4、“探究平面镜成像”的实验:
是中考实验操作必考题目。
应特别注意的事项: a、玻璃板必须安放竖直;
b、准确标记蜡烛、与像重合的蜡烛、玻璃板的位置;
c、尽量使未点燃拉出与像重合;
d、避免蜡烛倾倒;
e、记录数据应灵活处理。
5 、应用及危害防止:
(1)控制光路:(略)
(2)成像:(略)
(3)危害防止:(略)
(四)、球面镜:反射表面是球面的一部分的面镜叫做球面镜。
1、 分类:凸面镜和凹面镜。
2、 主要光学性质:
凸面镜:对光有发散作用:
a、平行光线经凸面镜反射后向外发散,其反向延长线交于镜后一点,这点叫做凸面镜的虚焦点。
B指向凸面镜的虚焦点的光线经凸面镜反射后平行射出。
凹面镜:对光有会聚作用:
a、平行光线经凹会聚于实焦点;
b、从凹面镜焦点射出的光线经凸面镜反射后平行射出。
3、应用:凸面镜:汽车观后镜、交通岗亭上的观后镜等;
哈哈镜:平面镜、 凸面镜、凹面镜的组合。
三、光的折射:
(一)、折射现象与基本概念:
1、现象及概念:
(1)概念:光从一种介质斜射到与另一介质的界面上时,一部分光线改变传播方向而进入另一介质中。这类现象叫做光的折射。
( 这里所说的介质只的是透明介质——可以传播光的物质)
注意:光在发生折射时,同时也发生反射现象。
(2)现象:如彩虹的形成、海市蜃楼、池水看起来变浅、硬币浮起来了、白光色散、透过水珠看水珠后面的物体变大、太阳提前升起… …等。
2、光折射的特点:
A、传播方向发生了改变(方向改变的角度如图中的∠ D0C)。
B、 反射光和入射光在同一介质中(在界面同侧),折射光则在另一介质中。
C、 反射光和入射光和折射光各自仍是直线。其方向改变只在界面处发生。
3、发生条件:透明介质; 斜射 。
(二)基本概念:
如右上图所示:(1)入射线:射到界面上的光线(图中的AO )
(2)界面:发生反射的物体表面,也叫反射面(图中M M/)
(3)入射点:光线投射到界面上的位置(图中的O)
(4)反射线:反射回去的光线(图中的OB )
(5)折射线:折射入另一介质的光线(图中的OC )
(6)法线:经过入射点而垂直于界面的直线(图中的NN/)
(7)入射角:入射光线跟法线的夹角(图中的∠AON)
(8)反射角:反射光线跟法线的夹角(图中的∠BON)
(9)折射角:折射光线跟法线的夹角(图中的∠CON )
(二)、折射的初步规律:
1、文字内容:光在发生折射时,折射光线与入射光线以及法线在同一平面上;折射光线和入射光线分居法线的两侧。当光从空气(或真空)进入其它介质中时,折射角小于入射角;当光从其它介质进入空气(或真空)中时,折射角大于入射角。
2、几个注意事项:(1) 折射角与入射角一定不相等( 只有垂直入射时,入射角为0 ,折射角为0 )。(2)折射角的大小随入射角大小的变化而变化,但始终保持不相等关系。(3)判断折射角与入射角的大小关系时,可采用以下方法:在空气中的那条光线与法线的夹角,始终比在其它介质中光线 与方向的夹角大。 即:在空气中的角始终是大角。
(三)、折射现象的解释:重点考虑以下几类现象:
彩虹的形成、 海市蜃楼、 池水看起来变浅、 硬币浮起来了、白光色散、 透过水珠看水珠后面的物体变大、太阳提前升起解释时,应突出:光从什么物质进入什么物质;折射角比入射角大还是小。
(四)、折射的作图:初中一般只要求光在空气与其它介质之间的折射作图,也只要求作图能正确反映折射角与入射角的大小关系即可,并不严格追究二角的具体大小。因此,掌握折射角与入射角的大小关系是解答次类题目的关键。
常见的作图类型有:
(1)基本作图:已知入射光,求做反射光;
(2)已知反射光,求做入射光;
(3)从水面上观察水下物体;
(4)从水面下观察水面上的物体;
(5)光在三棱镜上的折射;
(6)光在平行玻璃板上的折射;
(7)其它综合作图。
(五)、折射与反射的区别及综合问题:(略)
四、凸透镜成像:
(一)、透镜与基本概念:
1、透镜的概念分类:
有一个侧面或两个侧面都是球面的一部分的透光元件叫做透镜。( 光在透镜上主要发生折射)
2、透镜的分类:透镜分凸透镜和凹透镜两类:
凸透镜:中间厚边缘薄的透镜。
凹透镜:中间比边缘薄的透镜。
(二)、凸、凹透镜的主要光学性质及基本术语:
1、凸透镜的主要光学性质:
主要光学性质:凸透镜对光有会聚作用。
(1) 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,在透镜另一侧会聚于一点。
(2) 从凸透镜焦点射出的光线经凸透镜折射后,平行于主光轴射出。
2、凹透镜的主要光学性质:
主要光学性质:凹透镜对光有发散作用。
(1)平行于主光轴的光线经凹透镜折射后向外发散,其反向延长线在透镜另一侧相交于一点。
(2)从凸透镜焦点射出的光线经凸透镜折射后,平行于主光轴射出。
3、基本术语:
(1)光心:透镜的中心。
(2)主光轴:经过透镜中心而连接两个球面球心的直线(或通过一个球面球心而垂直于另一个侧面的直线)。
(3)焦点:平行于主光轴的光线经透镜折射后在主光轴上的会聚点(或折射光线的反向延长线在入凸透镜的焦点是实际光线的会聚点,是实焦点。而凹透镜的焦点则不是,是折射光线的反向延长线的相交点,是实焦点。
任何透镜都有两个焦距相等的焦点,分居在透镜两侧的主光轴上。
(4) 焦距:焦点到透镜中心的距离叫做焦距。透镜的两个焦点的焦距相等。
凸透镜的焦点是实焦点,焦距为正值。凹透镜的焦点为虚焦点,焦距为负值。
(三)、凸透镜成像情况、规律:(见下表)
凸透镜成像情况及其规律
物 距 (u)
像 的 性 质
像距(v)
正 、倒
虚、实
放大、 缩 小
与物体 相对于镜
应用实例
u > 2f
f<v<2f
倒立
实像
缩小
异侧
照相机
u = 2f
v=2f
实像
等大
异侧
等倍复印
2f>u>f
v>2f
倒立
实像
放大
异侧
投影仪、 电影放映机、 幻灯机
u = f
不 能 成 像
u < f
︱v︱>f
正立
虚像
放大
同侧
放大镜
成 像 规 律
1、既能成实像,也能成虚像。(虚像是正立、缩小的;实像是倒立的)
2、成实像条件:
u > f
(焦点分虚实)
3、成虚像条件:
u < f
4、成放大像条件:u < 2f。
2 F 分大小
当f <u < 2f 时,成放大实像;当u < f 时,成放大虚像.
5、成缩小像条件:
u > 2f(实像)
6、像的大小随物距而变化的规律:
u 增大 ,v 减小 ,像变小;u 减小,v 增大,像变大。
(四)、凸透镜成像规律的应用:
1、由物距判断像距、像的正倒、虚实、放大缩小情况,或由像像的正倒、虚实、放大缩小情况判断物距。
2、由特殊成像情况确定透镜焦距:
由成倒立、等大实象确定 f = 0 . 5 u = 0 . 5 v = 0 . 25(u + v )
3、由平行光汇聚与一点确定焦距:f = u
4、解释放大镜、照相机、幻灯机的原理。
5、解释眼镜的原理。
(五)、透镜的光路图作图:
常有以下几大类型:
1、三条特殊光线作图:
(1)经过关心的光线:方向不变(直线)。
(2)平行于主光轴的光线:凸透镜会聚另一侧焦点;凹透镜向外散开,反向延长线在入射光一侧的焦点相交。
(3) 从焦点射出或指向另一侧虚焦点的光线:
凸透镜:从焦点射出的光线平行于主光轴射出;
凹透镜:指向另一侧虚焦点的光线平行于主光轴射出;从焦点射出的光线经过透镜后向外散开,反向延长线在入射光一侧的半焦点处相交。
2、由物体的位置做像的大致位置或由像的位置做物体的大致位置:
结合成像规律确定出大致范围(但要注意正倒、虚实和放大缩小情况)。
3、成像光路图:先确定出像的位置,再正确标出光线及其方向。
(六)、眼睛与眼镜,照相机、显微镜和望远镜:
1、眼睛:
(1) 结构:由角膜、瞳孔、睫状肌、晶状体、玻璃体和视网膜组成。其晶状体相当于一个焦距可以改变的凸透镜。
(2) 成像情况与自动调节:
物体通过晶状体(凸透镜)成缩小实象于视网膜。
正常眼具有调节作用:无论是远处还是近处的物体都能通过晶状体成像于
视网膜上(主要是通过晶状体的扁平程度改变而使其焦距改变实现的)。
(3) 近视眼与远视眼(老花眼):
近视眼:由于晶状体过分边凸而使焦距变小,使远处的物体成像于视网膜前,造成只能看见较近的物体而不能看清远处的物体。
近视眼主要是由于用眼不卫生造成的,也有部分人是由于先天原因造成的。
远视眼:由于晶状体过分扁平而使焦距变大,使近处的物体成像于视网膜后,造成只能看见较远的物体而不能看清近处的物体。
远视眼的形成主要有两个方面的原因:
青壮年:生理因素造成或遗传因素造成。
老年人:肌肉松弛、晶状体变得过分扁平而造成(老化眼)。
(4) 近视眼与远视眼的调节:
近视眼:用凹透镜做镜片的眼镜(近视眼镜)调节。
远视眼和老花眼:用凹透镜做镜片的眼镜(远视或老花眼镜)调节。
眼镜的度数(屈光度):用透镜的焦距的倒数的100倍值表示:
明视距离:s = 25 cm
2、放大镜:
本质: 凸透镜。
原理: 当 u <f 时,推土机成正立放大的虚象。
使用: 必须将被观察的物体放在推土机的焦点以内。
3、照相机:
本质:其镜头相当于一个凸透镜。(现代的照相机的焦距是可以改变的)底片相当于光屏。
原理:当时,被找景物在底片上成倒立缩小实象。
注意:在调节像的大小时,不能只调节物距,还应同时调节像距。
4、 显微镜:显微镜有光学显微镜和电子显微镜两类。
(1)光学显微镜:
结构:由目镜和物镜(均为凸透镜)组成。目镜的焦距比物镜的焦距长。
原理:物体通过物镜成倒立放大实象后再经目镜成正立放大虚象。
放大率:总放大倍数 m = 物镜放大倍数m1× 目镜放大倍数m2
(2)电子显微镜:常有高倍电子显微镜和隧道显微镜两类。
5、望远镜:有光学望远镜和射电望远镜两类。
光学望远镜:由凸透镜和凹透镜组合而成,或单由凸透镜、单由凹透镜组合而成,或由透镜与三棱镜组合而成。
常见的光学望远镜有伽利略望远镜、开普勒望远镜、牛顿的反射望远镜和普通望远镜等。
射电望远镜主要用于太空观测。
五、光的色散与物体的颜色:
(一)、光的色散:
1、单色光和复色光:
能够分解为多种色光的光叫做复色光 (如白光)。
不能分解为其它色光的光叫做单色光 (如红光)。
2、光的色散:一种色光被分解成多种色光的现象叫做光的色散。
如:白光通过三棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7中色光。黄光可分解成红光和蓝光 。…………………………
各种色光按一定的顺序排列形成成的光带叫做光谱。
(二)、色光的混合与颜料的混合:
1、色光的混合:几种色光混合而形成一种新的色光的现象叫做色光的混合。
如:红 + 蓝 = 黄;蓝 + 绿 = 紫;黄 + 紫 = 白
光的三基色:即可以由它们混合成其它色光,但它们却不能由其它色光混合而成。
色光的三基色:红、绿、蓝 。
2、颜料的混合:几种颜料混合而形成一种新的颜料的现象叫做颜料的混合。
如:红 + 黄 = 橙;黄 + 蓝 = 绿;蓝 + 紫 = 靛
颜料的三原色:即可以由它们混合成其它颜料,但它们却不能由其它色颜料混合而成。
颜料的三原色:红、黄、蓝 。
注意: 绝不能混淆“光的三基色”和“颜料的三原色”。他们不同的只是“绿”和“黄”。
(三)、物体的颜色:
透明体和不透明体的颜色的决定因素是不同的。
透明体的颜色:透明体只能头国与它自身颜色相同的色光,其它色光几乎全部被吸收。
透明体的颜色是由通过它的色光决定的。
能够透过所有色光的透明体是无色的。
不透明体的颜色:不透明只能反射与它自身颜色相同的色光,全体色光几乎全部被吸收。
不透明体的颜色是由它反射的色光决定的。
能够反射所有色光的不透明体在阳光下是白色的,在某种色光下的颜色与该中色光的颜色相同;对任何色光都吸收(不反射)的不透明体是黑的。如:在红光下,蓝布是黑色的,白布是红色的。
颜料的颜色: 颜料的颜色是由混合颜料共同反射的色光决定的。
注意:色光的混合与颜料的混合的规律是不相同的。
色光的混合遵从加法原则,而颜料混合则遵从减法原则。
思考:为什么我们可以看各种颜色的花朵,而很少看到黑色的花朵?
有两制完全相同的医用输液瓶,一只空着而另一只装满水,都放在窗台上。你在离瓶2米远处能否准确判断哪只是空瓶?
注:本章一个非常重要的规律:
光在传播过程中(无论是直线传播还是折射和反射),光路是可逆的。
这在分析、研究一些光学现象和解答一些光学问题时,都是一个非常有用的规律,务必充分理解和灵活应用。
如果觉得好看,就请点下“在看”再走吧,谢谢。
声明:以上内容源自于网络,版权归原作者所有。
如涉及版权问题,我们将于24小时内删除。

关注分享快乐的喵微信公众号,获取更多图文精彩内容


其他栏目