【精品讲义】初中物理竞赛及自主招生大揭秘专题突破 第4章 第1节 光的直线传播与反射（含答案）14页

第四讲 光现象初步
第一节 光的直线传播与反射
一、光源与光速
光源：本身能够发光的物体叫做光源，例如太阳、点燃的蜡烛、发光的灯泡等。按照几何形状
不同，光源可以分为点、线、面、体光源。它们都是实际光源的抽象和近似。
点光源：凡是本身的大小与被它照到的物体间的距离大小相比可以忽略不计的光源，都可以看
做“点光源”。点光源是一种理想化模型。
光线：物理学中用来表示光传播的方向和路径的一条带箭头的射线叫做光线。光线是由一小光
束抽象而建立的物理模型。
光束：光束分为会聚、平行、发散光束。点光源发出的是发散光束，太阳发出的是平行光束。
光在不同介质中的传播速度不同。光可以在真空中传播，并且在真空中的传播速度最大，为
。光在空气中的传播速度十分接近光在真空中的传播速度，通常也可以近似认为
是 。光速 是速度的上限，任何物体的速度都不可能超过光速 。
二、光的直线传播
光在同种均匀的介质中沿直线传播。阳光下树木、建筑物的影子，月食、日食以及小孔成像，
就是由于光的直线传播形成的。光在不同的或不均匀的介质中，则不一定沿直线传播。
根据光沿直线传播的性质，如果知道一个发光体 射出的两条光线，只
要把这两条光线向相反方向延长到它们的交点，就能确定发光体的位置，如图
2.1 所示。在人用眼睛观察物体的时候，根据两只眼睛对物体的视线间的夹角
可以判断物体的位置也是这个道理。
(一)影
点光源发出的光照射到不透明的物体上时，物体向光的表面被照亮，在背光面的后方形成一个
光照不到的黑暗区域，这就是物体的影。图 2.2 所示为点光源的影。
83.0 10 m / sc = ×
83.0 10 m / s× c c
S

影区是发自光源并与被照物体的表面相切的光线围成的。如果用一个发光面比较大的光源来代
替点光源，影的情形就会不同。发光面上的每个发光点都可以看做一个点光源，它们都在物体的背
后造成影区，这些影共有的完全不会受到光照射的范围叫做本影。本影的周围还有一个能受到光源
发出的一部分光照射的区域，叫做半影。图 2.3 所示为面光源的本影与半影。光源的发光面越大，
本影区越小。
(二)日食和月食
发生日食时，太阳、月球和地球位于同一直线上，月球在中间。太阳发出的光线经月球遮挡后，
形成如图 2.4 所示的 ， ， ， 四个影区，其中 为本影区，没有光线能够照射到该区域， 为
伪本影区，只有太阳边缘发出的光线可以照射到该区域， 和 为半影区。当地球上的观察者位于
区域内时，将观察到日全食，位于 区域时，可以观察到日环食，位于 和 区域时则可以观察到
日偏食。
发生月食时，太阳、地球和月球位于同一直线上，地球在中间，如图 2.5 所示。当月球有一部
分进入地球的本影区时，在本影区的部分由于没有光线到达，因此该部分不能被看到，形成月偏食。
当月球全部进入地球的本影区 时，由于没有太阳的光线照射到月球表面，月球也不再反光，因此
地球上的观察者会看到月全食。在月食现象中，不可能出现月环食。
三、光的反射
a b c d a b
c d a
b c d
a

光在入射到两种介质的分界面上时，又返回到原来介质中继续传播的现象叫做光的反射。反射
分为镜面反射和漫反射。无论哪种反射，对每一条光线而言，都遵从光的反射定律。
(一)光的反射定律
在反射现象中，反射光线和入射光线、法线在同一平面内，反射光线
和入射光线分别位于法线的两侧，反射角等于入射角(图 2.6)。在反射现象
中，光路是可逆的。
(二)平面镜对光线的反射作用平面镜可以使光线发生镜面反射，我们可以用
平面镜来控制和改变光路。
1．当入射光线方向不变时，平面镜旋转 角，反射光线将转过 角
例 1(上海第 27 届大同杯初赛)入射光线与平面镜的夹角为 ，若入射光线方向不变，使平面
镜绕入射点沿入射光线与法线构成的平面顺时针方向旋转 后，入射光线与反射光线的夹角为
( )。
A． B． C． D．
分析与解 本题有两种情况，先分别画出示意图，如图 2.7(a)和(b)所示。在图 2.7(a)中，平面镜
顺时针转过 后，反射光线 转过 角至 的位置，由几何关系知此时入射光线与反射光
线的夹角...