初中物理 · 光现象：沿直线跑的光子

光

光现象：沿直线跑的光子

Light · 直线传播与反射折射

上一章研究声怎么传，这一章研究光怎么传。影子、小孔成像、镜子里的你、筷子'断'在水里、彩虹——全是光在走直线、撞镜面、拐弯、被拆散。先记住光速，再把反射折射两条规矩立起来。

①

影子/小孔/日食

②

三线两角镜面漫

③

等大等距虚像

④

筷子弯彩虹

开场场景：晚上用手电筒照墙，手挡在前面墙上出现手影——光沿直线走，被手挡住绕不过去，就留下黑影。如果光能拐弯，就不会有影子了。这一条直，是本章的根。

卡必背公式 / 记忆口诀

光在同种均匀介质中沿直线传播（影子、小孔成像、日食月食）

真空中光速 $c=3\times10^8$ m/s（水中约 3/4 c，玻璃约 2/3 c）

反射定律：反射角=入射角，法线居中；镜面反射 vs 漫反射

平面镜成正立等大虚像，像与物到镜面距离相等

口诀：三线共面、法线居中、两角相等；光路都是可逆的

大白话：光跑得极快但仍要时间，真空中 $c=3\times10^8$ m/s，一秒绕地球 7 圈半。月亮离我们 38 万 km，光走 1.3 s；太阳光到地球要 8 分钟。

反射：光射到镜面返回。法线是过入射点垂直镜面的虚线；入射光线与法线夹角叫入射角，反射光线与法线夹角叫反射角，二者相等。光滑镜面平行反射（镜面反射），粗糙表面乱反射（漫反射）——正因为漫反射，我们才能从各角度看见黑板。

拿镜子照自己，你离镜子 1 m，镜里的'你'其实在镜后 1 m，共 2 m。像与物关于镜面对称：等大、等距、连线垂直镜面、左右相反。这个像不是真实光线会聚的，不能用光屏承接，叫虚像。

折射：光从一种介质斜射入另一种，方向会偏。空气→水，折射角小于入射角（靠近法线）。所以水中筷子看起来'向上弯'，池水看起来比实际浅。白光通过三棱镜被拆成七色光，叫色散——红光偏折最小，紫光最大。

例1：入射光线与镜面夹角 30°，反射角多大？

审题：入射角是与法线的夹角，不是与镜面。

入射角=90°−30°=60°，反射角=60°。

例2：人高 1.7 m，站在平面镜前 2 m，像多高？像离人多远？

审题：平面镜像与物等大、等距。

像高 1.7 m；像离镜 2 m，像离人 2+2=4 m。

例3：为什么从岸上看池水觉得很浅？

审题：池底反射的光从水射入空气发生折射。

光在水面远离法线偏折，眼睛逆着光看回去，觉得池底变浅了——实际水深比看到的深，别贸然下水。

尾灯其实是一堆直角小反射镜，把后面车灯沿原路反射回去，司机就看见红光。

雨后空中小水滴像三棱镜，把阳光色散成七色；外红内紫。

初中：光现象 → 透镜及其应用 → 眼睛。高中：光的折射定律 n=sin i/sin r、全反射（光纤）、干涉衍射（证明光有波动性）。现代：激光、光纤通信、AR 眼镜。

防坑警示

反射角别写成与镜面夹角：永远先画法线再量角。平面镜成的是虚像，不能用光屏接。漫反射同样遵守反射定律，只是面不平。池水变浅是光从水进空气折射的结果，别记反方向。