Afleveringen
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【期末复习】八年级上学期
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
期末考试就快要到了。时间过得真快，一晃我们已经一起走过了一个学期。你可能已经发现了，以前每周都更新的，最近空了两周，因为最近我在忙于制作初二下的内容。初二下，内容更难，我做音频课的难度也更大些。但是无论多难，只要时间允许，我还是会坚持做完。应编辑的邀请，新的专辑将会改成收费的精品专辑，音质和内容也会大幅升级。 我打算把下学期的内容制作成3个专辑，力求做得更好，欢迎你继续关注收听。
很多同学在评论里留言，要求我做一个总复习。限于音频的篇幅，10来分钟的时间，我只能在这里帮你提纲挈领地点一下上册的重要知识点，为总复习指个方向。
上册一共六章，涵盖了除了电以外的，力、热、声、光4部分。下面我逐章提示要点：第一章 机械运动
长度的测量要估读到分度值的下一位，否则不给分。时间的测量要会认读停表。
误差不是错误，不可避免，只能减小。多次测量求平均值是常用的减小误差的方法。
物体的运动状态是针对参照物而言的，没指明参照物是无法说清的，因同一物体相对不同的参照物运动状态可能是不同的。
判断物体运动状态的方法：1，找准研究对象；2，确定参照物；3，看研究对象相对于参照物的位置是否发生了变化，若变化了，就是运动的，若没有变化，就是静止的。
相对静止是指两物体以对方为参照物，彼此的位置都没有发生变化，具体有两物体都静止和两物体同速同向运动两种情况。
“匀速”的含义是物体在任何相等的时间间隔内通过的路程都相等，否则就不能断定是匀速。
速度与路程和时间无关，只与两者的比值有关。平均速度不是速度的平均。一段路程内或一段时间内的平均速度，是这段路程和通过这段路程所用时间的比值。
第二章 声
声包括次声、声音和超声，都得由物体振动而产生，且以波的形式借助介质传播。振动停止，发声停止。
一般固体传声最快，液体次之，气体最慢。真空不能传声。声速还与介质的温度有关，温度升高，声速增大。
音调、响度和音色是声音特性的三要素。频率决定音调，频率高音调高；振幅决定响度，振幅大响度大，另外响度还与声音在传播过程中分散的程度以及传播远近有关；发声体的材料、结构决定音色。
声音有乐音和噪声。噪声的危害可大了，可从声源处、传播过程中、人耳处控制噪声。当人们要休息、要学习、要安静时，再优美的乐音也是噪声。
第三章 物态变化
物体的冷热程度叫温度，人们靠触觉可以感知到。但感觉往往会出错，因此人们制造了测量温度的温度计。体温计和实验室用温度计的区别是重点。
固液之间熔化凝固，液气之间汽化液化，固气之间升华凝华六个物态变化，都与吸热、放热，温度高低有关。熔化、汽化、升华要吸热。这样记：烧火、变成气、升上去要吸热。前面记住了，后三个相反，凝固、液化、凝华要放热，这样就好记了。
晶体熔化的条件，熔化的特点及熔化图像，液体沸腾的条件，沸腾的特点及沸腾图像，影响蒸发快慢的因素和蒸发致冷的应用这些都是重点，必须整得清楚明白。
干冰是固态的二氧化碳，只能升华、凝华。冰的熔点、水的凝固点、水在一标准大气压下的沸点，这些数字都是要记住的。
第四章 光
光沿直线传播的条件是同种均匀介质。影子、小孔成像，既是光沿直线传播的结果，又可证实光沿直线传播。日食是在地球上留下月亮的影子，月食是在月亮上留下地球的影子。小孔成的是倒立的实像，像与物相似，与孔的形状无关。
除开黑洞，其它所有物体都有反射光的能力。光的反射定律不仅要记牢，而且要会用。镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。光在反射现象中光路可逆。光路可逆在所有的光现象中都成立。
光路图一定要作规范。平面镜有两个应用：改变光路和成像。平面镜成像的特点和平面镜成像作图要熟练掌握。
光的折射发生的条件：光斜射到两种不同的透明介质的交界面上，或在同一种不均匀的介质中传播时斜射到交界面上。光的折射所成的像一般都是升高了的虚像。
光的折射规律要记清，无论是入射角还是折射角，总是空气中的角最大，水中的角次之，玻璃中的角最小。折射角随入射角增大而增大，反之亦然。
光的色散现象表明，白光并不是单一颜色的光，而是由七种单色光复合而成的。后来发现，把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后，可以产生各种颜色的光，因此把红、绿、蓝叫作色光的三原色。获得白光的方法;一是将七种颜色的光均匀混合，再是把红、绿、蓝三种颜色的光按一定比例混合。颜料的三原色是品红、黄、青，把品红、黄、青三种颜色按一定比例混合得到的是黑色。红外线、紫外线虽然看不见，但用处很多，得记一记。
第五章 透镜
凸透镜、凹透镜的三条特殊光线必须会画，即通过光心的、通过焦点的、平行于主光轴的，这三条线。
照相机、投影仪和放大镜的工作原理要记清。凸透镜成像规律把我讲的顺口溜记准，会用就可以了。照相方法记住“进伸，退缩”，按此操作没错。人的眼睛就像神奇的可变焦照相机，晶状体相当于照相机镜头，也就是凸透镜，视网膜相当于照相机的胶片，远近不同的物体在视网膜上成倒立缩小的实像。近视眼是远处物体成像在视网膜前，戴凹透镜；远视眼是近处物体成像在视网膜后，戴凸透镜。
显微镜和望远镜都是由物镜和目镜组成。显微镜物镜的工作原理和投影仪一样，目镜是放大镜，物镜放大目镜再放大，方能显微。望远镜物镜的工作原理是把远物拉近，目镜再放大。望远镜看到的物体并没有放大，只是视角增大了，因此能望远。
第六章 质量和密度
质量是物体所含物质的数量，也就是物质的多少，只要多少没变，质量是不会变的。抓住这一点，题就做不错。
密度是物体结构的疏密程度，用单位体积的质量来表示，它是物质的特性之一，决定于物质本身。结构一旦确定，密度与物体的大小多少何干？因为热胀冷缩，温度能改变密度。密度的测量是重点又是难点，必须花力气攻克下来。把我讲的六个妙招整明白了，就不错了。注意做题要看题做题，不要答非所问。比如没问你测量值是偏大或偏小，你就不要管啦，照方抓药准能治好病。另外，水的反常膨胀也要注意。
就讲这多，听完了你还要照着去复习才有用。祝你期末考出好成绩，相信我，你没问题的。考完就可以快乐过春节啦。
让咱们相约在新专辑中再见!
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【第6.06讲】生活中的密度
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
人们通常挂在嘴边上的话：
石头比木头重；铁块比铝块重。
用我们学到的物理知识，同学们辨析一下，这两句话对吗？尽管这两句话听者都能明白，可这种说法是错的。应该说：
石头的密度比木头的密度大，铁块的密度比铝块的密度大。
密度与温度关系密切。
一般情况下，物体都有热胀冷缩的性质。温度变化时，物体的质量是始终不变的，只有体积随温度变化，由ρ=m/V可知，密度也会随温度而变。温度变化时，气体的体积变动最大，密度变化最明显；固体和液体的体积受温度的影响要小些，密度变化没那么明显。在粗略考虑问题时，可以忽略温度变化对固体和液体密度的影响。
（1）咱们先说温度对气体密度的影响。
一定质量的气体，温度升高时体积增大，密度减小；温度降低时体积减小，密度增大。也就是说，温度高、密度小的气体会上升，温度低、密度大的气体会从周围过来填补，这就形成了对流。其实，液体一样的道理，也能形成对流。所以，形成对流的条件是：液体或气体下面的温度高，上面的温度低。
当火灾发生时，物品燃烧产生的有毒气体和大量的二氧化碳气体由于温度很高，密度小上升到高处，所以逃生时应弓着腰行走，尽量呼吸低处的空气。
（2）再来说说，水的密度与温度的关系。
水在4℃以上时，符合热胀冷缩的规律。但水在4℃以下时，会出现“反常膨胀”，不是热胀冷缩，反而是热缩冷涨。所以一定质量的水，在4℃时体积最小，密度最大。水结成冰以后，体积又变大，密度变小。所以，表面结冰的湖水，由上至下，其密度是逐渐增大的，温度也是逐渐升高的，湖底的水温可以维持在4℃。
密度在生产、生活中有着广泛地应用，典型的应用有：
1. 农业上利用密度的知识选种。
2. 扬场时也是利用物质的密度不同将农作物、砂石、草屑分开的。
3. 工业上利用密度选择合适的材料。
4. 调酒师利用不同饮品的密度差别调制出了分层的鸡尾酒。
5. 计算不易直接测量的物体的质量；也可以计算不易直接测量的物体的体积。
6. 利用密度的知识鉴别物质、选矿等。
【思考题】
1. 燃气泄漏报警器，接触到一定量的泄露气体时，会报警。问报警器是安装在高处好，还是安装在低处好？
2. 判断某个物体是实心的还是空心的，你能想到几种方法？
好啦，咱们下一讲再见！
【备课手稿】
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Zijn er afleveringen die ontbreken?
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【第6.05讲】密度测量的6大妙招
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
这一讲我们讨论如何测量物质的密度。我总结了6大妙招，有此6招，几乎可以将密度测量的难题一网打尽。
测物质的密度有多种方法，以后还会继续谈。今天我们只谈利用密度的定义ρ=m/V来测量密度。由ρ=m/V可知，只要测出某物体的质量m，和它的体积V，就可以算出该物质的密度啦。质量可以用天平测量，这个我们已经学过了，很简单。所以问题就只剩下，如何测体积了。测体积，听起来很简单，具体情况还是比较复杂的。
最简单的两种情况，就是液体的体积或者形状规则的固体的体积。不需要什么特别的妙招。
液体的体积可以直接用量筒测量。
形状规则的固体。比如一个球形的铁球，或者一个长方体形状的木块等等。测它们的体积，只需要量出其边长、直径，然后就可以用相应的体积公式计算出来。
如果是形状不规则的固体，比如一块小石头，该怎么办呢？
乌鸦喝水的故事，听过吧？乌鸦够不着瓶里的水，就向水里扔石头，石头会把水位抬高。咱们也可以借鉴这个办法。将小石头放到水中，然后看看水的体积增加了多少，石头排开水所增加的体积就是石头的体积啦。我们可以把这种方法简称为“排水法”。
妙招1：排水法。针对形状不规则的固体，如果能在水中下沉，且不溶于水，可用排水法间接的测出其体积。具体做法是：
（1）先往量筒中倒入适量的水，读出水的体积V1；
（2）再将小石头用细线拴住，缓慢地浸没到量筒的水中，读出石头和水的总体积V2；
（3）用V2减去V1，就是石头的体积。
注意：加入量筒中的水要适量，适量的意思就是，水量足以浸没固体，并且固体浸没后，水面又不超过量筒的量程。
如果是在水中漂浮的物体，又怎么办呢？比如一个不规则形状的小木块。
妙招2：既然它不沉，那我们就想办法帮助它沉下去。可以用一根很细的针或者铁丝，把木块压到水里去。因为针很细，针占的体积可以忽略，体积计算方法跟刚才讲的“排水法”是一样的。
你还能想到别的什么方法吗？
妙招3：还可以在木块上绑一个重物，比如绑一个铁块，也能帮助它沉到水下去。只是这个时候你需要考虑这个铁块的体积了，具体的做法是：
（1）首先还是往量筒中加入适量的水，再将铁块单独沉入水中，读出水和铁块的体积V1；
（2）取出铁块，将铁块与被测的木块绑在一起，沉入水中，读出此时量筒水位的读数V2；
（3）用V2减去V1，也就是木块的体积。
上面说的方法，都只适合于体积较小，可以放入量筒中的物体，如果是量筒装不下的物体怎么办呢？
妙招4：较大的不溶于水的固体，可以用溢水法。所谓“溢水法”，就是在溢水杯中装满水，再将物体浸没在溢水杯的水中，水自然会溢出。我们接住溢出的水，然后用量筒测量溢出的水的体积，这个体积就是被测物体的体积啦。
如果你没有溢水杯，用一个倾斜的烧杯装满水，也可以起到同样的效果。另外，溢出的水最好能直接流入量筒中，这样可以减少损失，如果由另一容器中转，测出的体积容易偏小。
那如果是吸水的固体，比如一块陶瓷，能不能用排水法呢？
妙招5：吸水材料它的体积应该是，排开水的体积再减去吸收水的体积。如果直接用排水法测体积会使体积测量值偏小，密度的测量值偏大。怎么办呢？如果你测量时动作够快，物体还没来得及吸多少水，就已经测完了，那这点小误差就可以忽略掉了。更精确的做法呢，是先让它吸饱水，再用排水法测量体积。注意要在它吸水之前，先称出它的质量。
如果可溶于水的物体，比如一块冰糖，又有什么办法呢？
妙招6：物体溶于水会有一个饱和的浓度，达到饱和之后再添加就不会继续溶解了。对于可溶于水的固体，用其饱和溶液来替代水，就可以使用“排水法”了。还有一种办法，就是用面粉或者细砂来代替水，这些变通的办法都可以测出其体积。
【小结一下】
利用ρ=m/V来测量密度，由于质量很容易用天平测量，所以问题转化为如何测量体积的难题。
针对不同的被测物，体积测量有6大妙招，其根本原理都是出自“排水法”，但是需要根据被测物的具体情况，灵活变通。如果被测物不沉于水，就需要用针压，或者绑重物，帮助其下沉；如果量筒装不下，就用溢水杯代替，同样还是测量排出水的体积；如果被测物自身能吸水，就让它先吸饱水再测体积；如果被测物能溶于水，就用饱和溶液或者面粉、细砂之类的代替水。总有一招能解决问题。
【思考题】
利用密度的定义式ρ=m/V测密度，如果只有天平，没有量筒，能测出密度吗？
下一讲再见！
【备课手稿】
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【第6.04讲】认识量筒
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
前面我们学习了测量质量的工具——天平，现在我们来认识一个测量体积的工具——量筒。量筒是测量液体体积常用的测量工具之一，日后你学化学的时候，还会接触到容量瓶、移液管等更多的测液体体积的工具。物理课目前只要掌握量筒就可以了。
量筒一般都是瘦瘦高高的，一个带有刻度的玻璃筒子。为什么要把量筒做成这个样子呢？
这是为了提高测量的精度，与量杯或者带刻度的烧杯相比，量筒的精度更高。加入同样多的液体，瘦瘦高高的量筒，它的液面变化更明显。试想，如果你用洗澡盆一样的容器来量液体的体积，加入一点点水是看不出液面起伏变化的。所以瘦瘦高高的量筒，更适合精确测量液体的体积。
根据量程，量筒有大有小，该选用多大的合适呢？
为了减小测量误差，在选择量筒时，要尽量选量程稍大于液体体积的量筒，这样能一次性测出结果，避免分多次测量累积误差。但也不可选择过大的量筒，因为量筒越大，分度值也越大，测量精度也就低了。
使用量筒时，首先要注意看清楚它的单位、量程、分度值和适用温度。
液体的体积通常用升（L）或毫升（mL）表示，所以，量筒上刻度的单位多数是mL。1mL相当于1立方厘米；1L相当于1立方分米，也就是1000mL。
量筒最上面的刻度是该量筒的量程，也就是它能测量的最大的体积。刻度中的每一个小格，表示的是量筒的分度值，也就是它能读出的最小的体积。
注意观察量筒上的标签，每个量筒上都会标注一个温度值，最常见的是20℃，这个温度是量筒的适用温度，环境温度高于或低于这个温度，都会加大误差。如果需要测量热的或冰的液体，你需要快速的操作，在量筒自身温度明显被改变之前完成读数。
量筒读数也是有讲究的。
液体装进量筒后，液面一般都不是平面，要么是凹面、要么是凸面。读数时要注意，视线要与凹面的底部或者凸面的顶部相平。否则读数不准。如果俯视，读数会偏大；如果仰视，读数会偏小。
另外还要注意，读数时量筒要放在水平台面上，不能将量筒拿在手上读数。
另外，使用量筒时，还有两点需要注意：
1. 不可将量筒立在天平的托盘上称量，因为这样量筒很容易倾倒。如果想测量量筒中液体的质量，需要将液体倒出至烧杯中，然后再用天平称量。
2. 量筒是测量工具，不可用作长期储存的容器。
【小结一下】
量筒是测量液体体积的测量工具。使用量筒前应注意其单位、量程、分度值和适用温度。
量筒中液面一般是凹面或凸面，读数时，视线要与凹面的底部或凸面的顶部相平。
【思考题】
既然已经知道了用烧杯测体积并不精确，那为什么还要在每个烧杯上都刻上表示体积的刻度线呢？好了，下一讲再见！
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【第6. 3讲】密度还是那个密度
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
同学们应该有这样的生活经验，同样大小的石头和木头，石头重，木头轻。知道原因吗？原因就是物质结构的疏密程度不同。石头的结构紧密，木头的结构疏松。这样两种相差比较大的物体，一掂量就知道了。如果掂量不出来的时候，又该怎样比较它们之间的差异呢？
有两种方法：一、体积相同比质量，质量大的结构紧密；二、质量相同比体积，体积小的结构紧密。当质量、体积都不相同时怎么办呢？那就求质量和体积的比值，比值大的结构紧密，比值小的结构疏松。这种求比值的方法实际就是上述的第一种方法，体积相同比质量。因为体积作除数，得到的就是同样的单位体积的质量。
想想，这种思想方法之前用过没有？在机械运动中比较物体运动的快慢，用的就是这种思想方法，没忘记吧。
课本上有实验探究，得出的结论和理论推理是一致的：
1. 同种物质，质量体积比是一定的，即同种物质，质量与体积成正比；
2. 不同物质，质量体积比一般是不相等的。
所以，物质的质量体积比是物质的一种特性，它反映了物质结构的疏密程度，即物质的密度。所谓“密度”，“密”是疏密，“度”是程度，疏密程度就叫做“密度”，这种思想方法，似曾相识吧？
由密度的定义可知，密度的计算公式为ρ=m/V，其中ρ表示密度，m表示质量，V表示体积。
密度的单位是一个复合单位，是由质量m的单位和体积V的单位复合而成，是这两个单位的比值。所以密度的单位是：kg/m³或者g/cm³。它们之间的换算关系是：1 g/cm³ = 1000 kg/m³。这也不用死记，把1kg变成10^3g，1m³变成10^6cm³，然后约分，就可以得到它们之间的互换关系了。
密度的公式，我们要理解它只是“定义公式”，或者叫“测量公式”，千万不能由此生出这样的结论来：
“密度与质量成正比，与体积成反比”。
这样的说法就大错特错了！密度是物质的本质属性之一，同种物质的密度并不随体积或质量的增减而变化。因为，同种物质组成的物体，如果质量增大几倍，同时其体积也一定会同样增大几倍，结果两者的比值，也就是密度，仍保持不变。要始终抓住密度是物质结构的疏密程度，这个核心概念，同种物质其结构的疏密程度是一定的，与质量或体积均无关。例如：一大块海绵，它是松松软软的，难道一小块海绵就不是松松软软的了吗？显然，海绵的密度还是那个密度。
课本上的密度表列举了一些固体、液体和气体的密度，仔细研究下这些密度值，还可以得出不少知识点：
1. 不同的物质密度一般是不同的。但是反过来，密度相同的，不一定就是同一种物质。
2. 一般情况下，固体的密度 > 液体的密度 > 气体的密度。
3. 同种物质的密度与它的状态有关，比如水变成冰，密度也变小了。
4. 水的密度，你需要背下来。常温常压下，水的密度为1g/cm³，即1000 kg/m³。由此可知：1m³的水，质量是1000kg，也就是1吨。1cm³的水，也就是1mL水，大概2滴左右，它的质量是1g。
【小结一下】
1. 某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫作这种物质的密度。它表示物体结构的疏密程度。
2. 同种物质，质量与体积成正比。但不能说“密度与质量成正比，与体积成反比”。
3. 常温常压下，水的密度为1 g/cm³，即1000 kg/m³。
【思考题】
物质的密度与其温度有关吗？与压力有关吗？
下一讲我们再聊如何测量密度，咱们下一讲再见！
【备课手稿】
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【第6.02讲】你真的了解天平吗？
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
我们已经知道质量是物体所含物质的数量，可这个数量到底是多少，必须经过测量才知道。生活中通常用称来测量物体的质量。常见的称有杆秤、案秤、台秤、电子秤等。实验室用天平来测量物体的质量。
等臂天平的原理是，当横梁平衡时，左右两盘中物体的质量相等。此时，右盘中砝码的质量与游码的读数之和，就是被测物体的质量。只有横梁处于水平位置，也就是两臂平衡了，才能称出准确的结果，否则测量无效。这也就是天平为什么要叫“天平”了。
调平衡是每次使用天平开始称量前都要做的重要步骤，包括三步：
第1步：把天平放在水平台上。为什么一定要放水平台上呢？若台面是倾斜的，天平横梁水平时指针不在正中，这样无法准确判断是否已水平。如果倾斜特别严重的话，还会阻碍横梁的摆动，无法测量。
第2步：把游码移到标尺左端的零刻度处。如果没这样做，测量时，粗心的人绝对要犯错，细心的人也多有不便。
第3步：调节横梁上的平衡螺母，使指针指在分度盘的正中央。
归纳起来就是“一放、二移、三调节”。
调平衡的第3步要求指针停留在分度盘的正中央，一般需要等较长的时间横梁才会静止下来。如果你不想等，也可以在指针摆动时注意观察，指针在分度盘中央刻度两边摆动的幅度，如果向两边摆动的幅度相等，也可以认为是平衡的。为什么呢？因为，只要两边摆动幅度相等，它停下来以后，指针一定会停在分度盘中央刻度的位置。
此时，如果指针往左摆得多，往右摆得少，应该怎么调平衡螺母啊？这种情况是左边重了，所以要把平衡螺母往右调。反之亦然，如果向右摆得多，则向左调平衡螺母。
需要注意的是，天平调平衡后就不能再移动了。如果非要移动不可，那就要重新调平衡。
调平衡之后就可以开始称量了。那被测物体是放在左盘好，还是放在右盘好？
注意我问的是好与不好，而不是行与不行。我们都知道“左物右码”，也就是被测物体放在左盘中，砝码放在右盘中。那是因为标尺的零刻度线在左边，刚才调平衡的时候游码就已经位于标尺的最左侧了。向右移动游码，相当于往右盘中添加砝码。所以是“左物右码”。这样，砝码的质量和游码的读数之和才等于被测物体的质量。
现在问题来了，如果非要反过来，“左码右物”，你能否称出物体的质量来？其实也可以称得出来。此时 游码的读数 + 物体的质量 = 砝码的质量，所以物体的实际质量就应该是砝码的质量与游码读数之差，用所有砝码的质量减去游码读数才是被测物体的实际质量。跟“左物右码”比，这样太麻烦了。
加减砝码的顺序应该由大到小好，还是由小到大好？
当然是由大到小更好。因为砝码的质量是逐渐接近物体的质量，最后差一点就移动游码。称好后，放回砝码也是由大到小夹进盒子里，这样可以避免天平一直上下摆动。
标尺上的示数是游码左边对齐的刻度。知道为什么吗？
因为游码移动到零刻度时就是左边与零刻度对齐的。
如果标尺上1g被分成5等分，每一小格就是0.2g。这个就是天平的感量，也就是说加减0.2g天平有感觉，再少，天平就感觉不出来了。
例如，某一物体质量约28g。称量时，先往右盘夹进一个20g的砝码，注意要轻拿轻放。接下来该如何操作啊？这是经常考的题目。20g离28g还差的很远，接下来当然是继续往右盘加砝码，再夹进一个10g的砝码，发现多了，只好退下来，换一个5g的放上，还差一点。又没有更小的砝码了，这时就要移动游码。向右移动游码，大概移3个大格子，也就是大约3g吧，调节游码至天平平衡就可以读数了。
天平是一种十分精密的仪器，使用时还要再注意几点：
1. 每架天平都有自己的称量——就是与该天平配套的砝码盒上所标的质量。也都有自己的感量——也就是天平能够测量的最小质量。被测物体不能超过天平的称量，否则会损坏天平；也不能低于天平的感量，低于感量是称不出来的。
2. 一定要用镊子。为什么呢？加减砝码和移动游码，都不可以直接用手。这是为了避免手上的汗弄到砝码或者游码上，使其生锈。锈了，砝码或游码的质量就不标准了。
3. 不能直接称量潮湿的物体或化学药品。
4. 天平用完后，游码要归零，砝码要放回盒子，两托盘要叠放在一侧。为什么要把托盘叠放在一起呢？如果还是一边一个托盘，天平横梁会上下摇摆，容易损坏天平。叠放在一起，就压住了，不会摇摆。
【小结一下】
咱们用一首打油诗来总结使用天平的注意事项：
天平搁置要水平，游码移到标尺零。
左低螺母向右调，平衡指针中央停。
左物右码别放错，取用镊子方可行。
先大后小加砝码，掌握诀窍读数灵。
标尺分度要看清，游码左指刻度明。
湿化慎称不超量，称量完毕复原形。
【思考题】
1. 天平调平衡了，可游码没有归零，能称质量吗？如果能，怎么操作？
2. 天平是好的，可砝码不见了，能称质量吗？如果能，怎么操作？
好了，今天就到这儿，下一讲再见。
【备课手稿】
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【第6.01讲】质量知多少
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。今天我们一起来探讨一个新的物理量——质量，也就是物体所含物质的多少。
万事万物都有个多少之分。回想一下，生活中我们怎么计量东西的多少？
——买螃蟹的时候，我们会说“来5只螃蟹”。这是通过个数来衡量东西的多少。
——家里用自来水或者天然气，水表或者气表，会显示用了多少立方。这个立方是体积的单位，我们是在用体积来衡量水和气的多少。
——我们有时还会通过长度来衡量布料等材料的多少，比如1尺红头绳，2米蓝布等。
——最常见的，还用“斤”、“两”做单位来衡量东西的多少。这里的“斤”、“两”，就是质量的单位。
你看，衡量东西的多少，可以从不同的侧面来描述。今天我们要讨论的是从质量的角度来衡量多少。
质量的“质”是物质；质量的“量”就是数量；合起来，物体所含物质的数量，就是“质量”。好记吧？也好懂。
一个物体的形状、状态、位置、温度是会发生改变的，但它所含的物质的多少是不会改变的。
——比如一支钢笔，宇航员把它带到太空，甚至带到月亮上，这支笔所含物质的多少会变吗？不会。因此这支笔的质量不变。物体的质量不随它的位置的改变而改变。
——再比如，一块橡皮泥，你想捏个啥样就是个啥样，只要不损失，它的质量会变吗？当然也不会。说明物体的质量不随它的形状的改变而改变。
——还有，1千克水，假设没有损失，快速冻成冰，冰的质量是多少？仍然是1kg。这说明物体的质量不随它的状态的改变而改变。
——同样的，物体的质量也不随温度或其它的环境因素的改变而改变。
综上，物体的质量与它的形状、状态、位置、温度均无关，是物体本身的一种固有属性。
注意，平常老说“提高产品质量”，“这个东西质量真好”，“那个东西质量太差”，跟我们今天所谈的“质量”，完全不是一回事。学了物理以后，要把这两个“质量”区分开。
既然质量有多有少，必然得有单位。在国际单位制中，质量的主单位是千克，符号是kg。实际中常用到的质量的单位还有：吨（t）、克（g）、毫克（mg），它们之间的转换关系是：
1t=1000kg，1kg=1000g，1g=1000mg。
我们国家市场上的质量单位是：斤、两、钱。1斤=10两，1两=10钱。它们和国际单位的关系是：
1斤=500g=0.5kg，即1kg=2斤，有时也把1kg俗称为1公斤。
生活中人们常说一个人的体重50kg，一个鸡蛋重50g，一袋盐重500g，把这些认为是重量，这是错误的习惯说法，其实统统都是指物体的质量。学到后面就会知道，重量是重力的大小。
【小结一下】
物体所含物质的多少叫做质量。
物体的质量与它的形状、状态、位置、温度均无关，是物体本身的一种固有属性。
质量的国际单位是千克，常用单位还有吨、克、毫克，以及斤、两、钱等。
【思考题】
宇宙飞船中的宇航员完全失重是飘的，他们的质量改变没？
这一讲我们到这儿就结束了。下一讲我们再聊质量的测量。下一讲再见！ -
【第5章小结】
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
第5章的内容结束了。至此，咱们初中物理关于光学的内容，全部学完了。光，在“力热声光电”这5个分支中，占的比重比较小，除了声最少，只有一章，其次就是光，两章就讲完了。上一章认识了光，了解了光的基本性质，包括直线传播、反射和折射。这一章介绍了透镜及透镜的应用，重点是凸透镜。
这一章，我们需要掌握的知识点有：
1. 透镜包括凸透镜和凹透镜，中间厚、边缘薄的是凸透镜；边缘厚、中间薄的是凹透镜。
凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
2. 跟主光轴平行的光通过凸透镜，会聚于焦点。从焦点发出的光线，通过凸透镜变成平行光。
焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距。焦距可以表征透镜的折光能力，凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用就越强。
3. 凸透镜的成像的规律：
当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像。典型应用是照相机。
当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像。
当物距小于2倍焦距、大于焦距时，成倒立、放大的实像。典型应用是投影仪。
当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像。典型应用是放大镜。
以上规律总结成四句口诀是：
一焦分虚实，二焦分大小。
虚像正，实像倒。虚像大，实像有大也有小。
实像：物近像远大，物远像近小。
虚像：物远像变大，物近像变小。
4. 显微镜和望远镜的物镜都成实像，望远镜的物镜成倒立、缩小的实像；显微镜的物镜成倒立、放大的实像。
显微镜和望远镜的目镜都成虚像，它的作用是放大物镜所成的实像。
5. 眼睛的光学原理与照相机很相似。
普通照相机的镜头焦距是一定的。要使远近不同的物体在底片上成清晰的像，照相机的方法是：移动镜头，来改变像距。
人的眼睛，像距是一定的。要使远近不同的物体在视网膜上成清晰的像，眼睛的办法是：调节晶状体的形状，来改变焦距。
通过近视眼镜（凹透镜）的发散作用和远视眼镜（凸透镜）的会聚作用，可以在视网膜上得到物体的清晰的像，从而达到矫正视力的目的。
【第6章预告】
“力热声光电”当中，占比例最大的是力和电。它们是初中物理的重头戏。八年级下整个学期的主要内容都是力。我们现在学的八年级上，作为入门，除了电以外，其它各个分支都涉及一点，也是为了更深入的学习打基础。第1章，我们学习了关于运动的基本知识，下一章我们要学习质量和密度，这些内容都是在为我们下学期深入学习力学做准备。所以学好第6章，是你在初二下学期取得物理好成绩的重要基础。
咱们下一章再见！
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【第5.06讲】最精密的照相机——眼睛
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
前面我们聊过了放大镜、幻灯机、照相机、望远镜、显微镜，人们发明的光学仪器结构越来越精密。你觉得最精密的光学结构是什么呢？我觉得世上最精密的莫过于眼睛。无论多么美丽的画面，都得靠眼睛看，才能感受到它的美啊。据说，人类通过各种感官所获得的信息中，视觉信息占到百分之七、八十。那眼睛究竟是如何获取信息的呢？
首先，我们要了解眼睛的结构。
眼睛的构造极其精密。主要的结构，由外至内依次有：角膜、瞳孔、晶状体、睫状体、视网膜等。你可以参看课程文稿的图1，这个图比课本上的插图更清晰一些，你一看就明白了。
图1：眼睛的结构
人眼就像一台照相机，而且是一台可变焦的高级相机。
透明的晶状体和角膜，相当于照相机的镜头，起到凸透镜的作用。视网膜相当于照相机的底片，可以感光。跟照相机一样，物体在视网膜上成的是倒立、缩小的实像。这符合“物远像近小”的规律。睫状体有几组肌肉，通过肌肉收缩、放松，可以调节晶状体的形状，从而改变晶状体的焦距，使远近不同的物体都能在视网膜上清晰成像。
比如，当看近处物体时，物近像远大，像距增大，成像的位置退到视网膜后方去了。怎么办呢？眼球只有那么大，视网膜又不能后退。这时，睫状体收缩使晶状体变凸，折光能力增强，焦距变短，成像的位置又回到了视网膜上，就可以看清近处的景物了。
同样的，看远处的景物时，睫状体就放松，晶状体变得扁平，折光能力减弱，焦距变长。这样，远处的景物也能看清了。
不论看远处还是近处，像距都是一样的，改变的是晶状体的焦距。这就是眼睛大致的光学原理。
你可以通过一个简单的动作，感受一下眼睛调焦的过程。伸出你的手指，对准远处的山，你能同时看清自己的手指和远山上的细节吗？交替观察的过程，就是你的眼睛调焦的过程。
通过眼睛调焦，能让远处和近处的景物都在视网膜上清晰成像，但也有一个范围，超出这个范围也会看不清。这个清晰的范围内最远的点叫做远点，最近的点叫近点。正常的眼睛远点在无限远处，近点大约在眼前10cm处。你把手指放在鼻尖处，就无法看清楚，就是因为太近了，超出了近点的范围。正常眼睛看近处景物最轻松的距离，大约是25cm。这个距离被称为明视距离，也是医生建议你，看书、写字时应该保持的，眼睛与书本的距离。
如果你不听医生的建议，长期趴在书桌上近距离看书，就会让晶状体长时间处于凸起状态，时间久了，就像拉长了的弹簧一样，回不去了。这个时候，你再想看远处，由于晶状体无法恢复扁平状态，成像位于视网膜的前方，看到的物体就是模糊不清的。这也就是所谓的近视眼，只能看清近处的物体，看不清远处。正常眼睛的远点在无限远，近视眼的远点在眼前的某个有限距离处。
这时候，你就需要近视眼镜来帮忙啦。近视眼镜是凹透镜。我们知道，凹透镜能发散光线。它能削弱晶状体的会聚能力，从而纠正视力，看清远处物体。其效果就相当于，正常眼睛看远景时，晶状体自动调节变扁平，使像成在视网膜上。
反过来也一样，如果是晶状体变得过于扁平，凸不起来了，那就成了远视眼，看不清近处。随着年龄增长，晶状体逐渐硬化、增厚，而且睫状体的调节能力也随之减退，也会出现这种看近处模糊的情况，也就是我们所说的老花眼。远视眼和老花眼都需要戴凸透镜的眼镜，帮助眼睛聚焦。
其实眼睛还有一项调节功能，原理也跟照相机很相似，那就是瞳孔。
它的作用就相当于照相机的光圈，能够调节进入眼睛的光线的多少，从而适应不同亮度的环境。在明亮的阳光下，瞳孔收缩，减少进光量；在昏暗的星光下，瞳孔散大，增加进光量。这样可以保证视网膜上所成的像，不至于太亮、也不至于太暗，我们才能在白天和夜晚都能看得见。
但是，瞳孔的调节能力也是有限的，太过于强烈的光线，还是会对眼睛造成伤害，比如电焊的火花，阳光下的雪原等等。
【小结一下】
我们再来对比一下，人眼与照相机原理的异同：普通照相机的镜头焦距是一定的。要使远近不同的物体在底片上成清晰的像，照相机的方法是：移动镜头，来改变像距。
人的眼睛，像距是一定的。要使远近不同的物体在视网膜上成清晰的像，眼睛的办法是：调节晶状体的形状，来改变焦距。
【思考题】
现在戴眼镜的同学越来越多，如何避免近视眼，结合这一讲的知识，你能想到哪些对策？好了，下一讲再见！
【备课手稿】
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【第5.05讲】改变世界的2阶透镜
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
上一讲，我们谈过放大镜、照相机和投影仪，这些被我称为“1阶应用”的设备。今天我们来聊聊更牛的2阶应用——望远镜和显微镜。这两项发明都是曾经引起轰动的伟大发明。
望远镜的故事起于意大利著名的水城威尼斯。16世纪的威尼斯，各种晶莹剔透的玻璃饰品大为流行。在当时，高档玻璃饰品是时尚的象征，也是财富的象征。这推动了玻璃制造工艺的革命。当地的民间杂耍中出现了一种“间谍玻璃”，能让凡人看得更远。这种装备很快被当地一些商人利用，他们得以提前看到货船进港，从而能比别的商人先调整价格。但是这种由两块玻璃片组成的简易装置，效果并不理想。
同在意大利的伽利略，看出了“间谍玻璃”背后更重大的意义。1609年夏天，他改进了“间谍玻璃”，不仅加上了镜筒，看得也更远、更清晰，第一代望远镜就此问世。据说，他将这一技术的独家生产权卖给了威尼斯政府。但他没有止步于此，他将望远镜对准了星空。很快就有了许多重大发现，比如他观测到木星的卫星。这一发现引起了轰动，因为木星的卫星没有像“地心说”描述的那样，围绕地球旋转，而是围绕木星旋转的。
德国的开普勒，也是一个天文学家。听说了伽利略的天文新发现之后，开普勒也开始研究望远镜，并且设计出一款新的，可以看得更远的望远镜。在他1611年发表的《折光学》一书中就有记载。这种望远镜由两组凸透镜组成，后来人们把这一类的望远镜都称为开普勒式望远镜，常用于天文观测。
开普勒式望远镜有一个物镜和一个目镜，两者都是凸透镜。
物镜有拉近距离的作用，远处物体发出的光线通过物镜，成倒立、缩小的实像，这个像离观察者的距离比物体的实际距离近得多。而目镜的作用，就相当于一个放大镜，将物镜所成的那个缩小的实像放大，成一个肉眼可观测到的虚像。这里要提醒一点，经过两次成像，望远镜最终所成的像，仍然比物体要小。
那为什么我们通过望远镜观察，感觉看到的景物变大了呢？
这主要是“近大远小”的缘故。还记得欧几里得的故事吗？2千多年前，欧几里得就提出过同样的问题，为什么我们伸出的手指与远处山上的神殿柱子，看起来一样长。我们可以用“视角”来衡量一个物体在人眼中看起来的大小。视角也就是从物体进入人眼的光线之间最大的张角。视角越大，物体看起来的感觉就越大。它不仅跟物体本身的实际大小有关，还跟物体到眼睛的距离有关。同样的物体，越近，它的视角也会越大。我们用望远镜，虽然看到的像比实物小，但它离眼睛的距离比实物近得多，所以我们感觉它好像被放大了一样。
无论什么类型的望远镜，它的物镜都有会聚光线的作用。
物镜的口径一般都比较大，因为口径越大，进入望远镜的光线就越多，所成的像也越明亮。这有利于在天文观测时看到更暗的星。比如著名的哈勃太空望远镜，它的口径有2.4m；被誉为“中国天眼”的球面射电望远镜，口径更是达到了惊人的500m，是目前世界上单口径最大、灵敏度最高的射电望远镜。
图1： “中国天眼”500米口径球面射电望远镜（FAST）
望远镜极大地扩展了人类认知的边界，从有限的太阳系，推向了无比辽阔的深空。同样的，显微镜对人类的影响也不小，它开启了人们从未见过的微观世界。你可以想象得到，当人类第一次知道，就在我们身边，还有无数肉眼看不见的“小怪物”，在与我们共存，该有多么的震惊！
说到显微镜，不能不提到两位“胡克”，一位是英国皇家学会的科学家罗伯特·胡克，另一位是荷兰的商人、民间科学家列文虎克。
他们俩年龄只差3岁。
列文虎克经营布料生意，需要观察布料的线头，但他不满足于普通放大镜的效果。同时，他还非常热衷于玻璃加工，也认识很多意大利的镜片制造商。这些条件使他成为制作显微镜的高手。列文虎克一生制作了500多个光学镜头，25台不同类型的显微镜，现在存世的有9台，其中放大倍数最大的有275倍。列文虎克用他的显微镜观测了滴虫、肌肉纤维等等。但他一生没有著作，他的所有成果都是通过与皇家学会通信的形式传世的。
图2：胡克画的跳蚤
罗伯特·胡克使用别人造的显微镜来观察。1665年，他出版了一本专著《显微图片》，其中有很多他用显微镜或望远镜观察到的图像，手绘的图片非常精细。他还在这本书中首次提出了细胞的概念。罗伯特·胡克的成就，还远不止于此，比如高中会学到关于弹力的“胡克定律”，也是他提出的。
我们知道，用一个凸透镜就可以放大微小的物体。但是，一个凸透镜能够放大的倍数毕竟有限。列文虎克的办法是，用两组凸透镜，两次放大就更大了。靠近物体的凸透镜叫物镜，靠近眼睛的叫目镜。假如物镜能放大10倍，目镜又将物镜所成的像再放大10倍，结果就放大了100倍。注意，这里是乘积关系。物镜就像幻灯机镜头，光线通过物镜，成倒立、放大的实像；目镜就像放大镜，将物镜所成的像再次放大，成放大的虚像。
需要注意的是，显微镜的物镜和目镜都使物体放大，但成像原理不同。物镜的焦距短，物体位于1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像，像位于2倍焦距之外。目镜的焦距长，物体位于焦距以内，成正立、放大的虚像。所以，物镜和目镜是不能随意互换的。
现代显微镜，在载物台下面，还有一个反光镜，它可以是平面镜、也可以是凹面镜，主要作用是将光线反射到标本上，让视野更明亮。也可以用聚光灯代替反光镜。为了让光线容易穿透标本，制作标本时需要将样品切成很薄的切片。
【小结一下】
无论望远镜还是显微镜，物镜都成实像，望远镜的物镜成倒立、缩小的实像；显微镜的物镜成倒立、放大的实像。
无论望远镜还是显微镜，目镜都成虚像，它的作用是放大物镜所成的实像。
【思考题】
物镜所成的实像不需要一个光屏来承接吗？
今天就到这儿，咱们下一讲再见！
【补充资料】
显微镜究竟是谁第一个发明的？
这个问题，一直有争议。多数人认为，是一位名叫德雷贝尔的工程师，荷兰人。因为有人在游记中记载，1619年就见过他造的显微镜。又有记载说，伽利略在改造望远镜的过程中，也造出了一种有放大效果的装置，可能比德雷贝尔更早。后来伽利略于1624年见到了德雷贝尔的显微镜，又做了一些改进。
【备课手稿】
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【第5.04讲】凸透镜成像1阶应用
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
我们已经知道了凸透镜的成像规律，这些规律在生活中都有应用吗？这一讲我们就来谈谈它们的应用。
我们先来聊聊放大镜。
放大镜的结构很简单，就是一个凸透镜。上一讲我们已经知道，放大镜成的是正立、放大的虚像，物距u < f。所以它适用“物远像变大，物近像变小”的规律。放大镜离物体越近，成像越小；离物体越远，成像越大。但是，如果离得太远，达到或超过焦距，就看不到像了。为了方便使用，放大镜一般选用焦距比较大的凸透镜。
接下来，我们一起探究照相机的原理。
随着技术的发展，我们所用的照相机变得越来越小。最开始只有照相馆里有，那个照相机有一个箱子那么大，还要藏在一块黑布底下。后来逐渐普及了胶卷，相机变成可随身携带的物件，可以塞进旅行背包里。现在几乎人人都是摄影师，每个人的手机几乎都有照相功能，其中的摄像头等模块大概只有指甲盖那么大一点。
不论相机是大还是小，它们都有一个镜头和一个感光元件。镜头的作用相当于凸透镜，它可能是一个透镜，也可能是为了照片更完美，而精心搭配的一组透镜。感光元件的作用相当于光屏，胶片机用的可以感光的底片作为感光元件，数码相机用的是电子元件来感光。
镜头到感光元件的距离是像距，被拍摄的景物到镜头的距离是物距。显然，物距比像距要大得多，物体的尺寸也比感光元件的尺寸大得多。所以，照相机的原理适用“物远像近小”这一规律。物距u>2f，像距位于1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立缩小的实像。我们使用相机的时候，看到的像往往并不是倒立的，那是因为相机并没让我们直接观看镜头所成的像，而是被加工成正立的图像再给我们看的。
一般相机中的胶片或电子感光元件的位置都是固定的，它不像我们做实验时的光屏，可以前后移动。那相机是如何调整像距，以适应远近不同的各种景物的呢？胶片是死的，人脑是活的呀。让镜头移动不也一样可以嘛。摄影中所说的“调焦”，实际就是前后移动镜头，使光屏上的像变清晰。
如果拍摄一个人的特写，都希望像大一点，这时你需要拿着相机前进，离被拍的人更近一些，“物近”才“像远大”嘛。像是大了，可也变远了。没关系，重新调焦，把镜头往前伸，就可以得到清晰的照片了。一“进”、一“伸”，两个动作搞定。
不过，你要知道，单人特写的像是大了，突出了个人，同时，照片包含的景物可就少了。
拍近处的景物，与拍单人特写同理，“进伸”就可以了。
如果是拍集体照，人多，范围大。这时你就要拿着相机后退，离被拍的人远些，否则会有人拍不进画面。可“物远像近小”哇，像也近了。因此，还得将镜头向后缩。这样就得到了清晰的照片。也是两个动作：“退”、“缩”。
这里“小”的意思，不是说照片变小了，而是照片中每个人的像很小，而且人越多，个人的像就越小。没办法，事情就是这样的，有得必有失。
拍远处的景物，与拍集体照同理同法，“退”、“缩”就是了。
再来，我们说说投影仪和幻灯机。
在投影仪流行之前，常用幻灯机，有时也叫投影仪。跟我们现在用的投影仪不同，幻灯机需要用幻灯片。幻灯片就像相机的底片一样，是一种透明的胶片，光线透过这种胶片可以呈现出图像。幻灯机的作用，就是用一束强光将幻灯片的图像投影到幕布上。每看完一张幻灯片，需要手动取下来，再换一张放上去。为了方便操作，很多幻灯机被造成水平放置幻灯片，光线向上投射。但是我们不能都去看天花板，于是又加一块平面镜，改变光路，让光线投射到墙上。
同样的，幻灯机也有一个凸透镜，它能把幻灯片的图像放大，在幕布上形成一个放大的实像。注意观察，你会发现，幕布距离凸透镜比幻灯片远得多。因此幻灯机的成像原理是物距位于1倍焦距和2倍焦距之间，像距v>2f，成倒立、放大的实像。因为实像是倒立的，所以我们需要把幻灯片倒过来放，这样我们就可以看到正的图像了。若想成像更大一点，就将凸透镜向下调，减小物距，“物近像远大”，像就变大了，同时还要搬动幻灯机，退远一点，因为像变大的同时，像距也增大了。反之，若要成像小一些，就反其道而行之。
现在常用的投影仪，幻灯片是数字化的，通过与电脑相连，将电脑中的图像投影到幕布上。但是其成像的原理也大同小异。还有包括电影放映机，也是类似的原理。虽然现在老式的幻灯机已经被淘汰了，但是考试还会考到这个内容，为了应试，你还是要掌握幻灯机的原理。
【小结一下】
放大镜、照相机、投影仪，这三个实例，正好对应凸透镜成像的三种阶段的成像规律。
放大镜：u < f，成正立、放大的虚像。
投影仪：f < u < 2f，成倒立、放大的实像。
照相机：u>2f，成倒立、缩小的实像。
【思考题】
观众正在观看幻灯机投射的一个人物的照片，如果将幻灯片向人物的左手方向移动，墙上的投影会向哪个方向移动？
这一讲我们聊的都是单一凸透镜成像，即便是相机镜头那样透镜组，其原理也可以等效为一个凸透镜。如果我们暂且给这种应用取个名字，叫“1阶应用”的话。那么，下一讲，我们要聊的就是，2阶应用甚至多阶应用，以显微镜和望远镜为代表，它们由多个透镜接续成像，实现了更牛的功能。而且，无论是显微镜还是望远镜的发明，它们都曾经改变过历史。
咱们下一讲再见！
【备课手稿】
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【第5.03讲】为什么你的凸透镜不成像？
上一讲，我们一起探究了凸透镜成像的规律。凸透镜成像实验，是比较重要的一个实验。有的同学做实验时，老是不成功，成不了清晰的像。我总结了实验中容易导致失败的地方，有这么3点注意事项。
1.高度问题。
光具座上凸透镜是放在蜡烛和光屏的中间，烛焰中心、透镜中心、光屏中心要调节到同一高度。否则，如果烛焰太高，它在光屏上的像就太低，甚至有可能超出光屏的范围。
随着蜡烛逐渐燃烧，会慢慢变短，烛焰的高度也越来越低，在光屏上的像则越来越高，也有可能超出光屏之外去。这时，要注意适当调节高度。可以调高光屏，也可以换一根长蜡烛，还可以降低凸透镜的高度，使像回到光屏中央位置。想一想，这么调节的道理何在？
2.物距。
可能是蜡烛位于凸透镜的焦点位置，或者位于焦点以内。将蜡烛再放远一点试试。
3.器材不合适。
有可能是光具座的总长度小于4倍焦距。也可能是选用的凸透镜的焦距太长或者太短。
还要提醒一点，像的大小与透镜的大小没有关系。
只要物体上有光射到凸透镜上，无论透镜大小，都能成完整的像。即便是磨损了一半的透镜，或者是用纸板遮挡半边透镜，也完全不改变所成的像。只是，像没有原来那么亮了，因为通过透镜的光线少了。
【思考题】
凸透镜成实像是倒立的，这说的是像与物比较，上下颠倒。你有没有想过，它的左右是否颠倒呢？这个话题，就聊这么多。
下一讲，我们开始运用前面学到的凸透镜成像规律，说说透镜在生活中的应用。下一讲再见！
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【第5.02讲】凸透镜成像的10级秘籍
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
上一讲我们了解了透镜对光线的会聚或发散作用。那透镜能成像吗？当然可以。今天我们就一起来探究凸透镜成像的规律。
凸透镜成像可不像平面镜成像。平面镜只成一种像，成正立等大的虚像。而凸透镜既能成实像，也能成虚像。所以规律也比较复杂一点，具体有哪些规律，课堂上都做过实验了。为了帮助记忆，有一些口诀。理解并记住这些口诀，这一章你可以练成7级功夫。如何才能达到10级呢？想要10级，需要你胸中有图像，腹有诗书气自华。随时能在脑海中浮现出相应的光路图，才算是深刻理解了规律，这样掌握的知识你总也不会忘。
先回顾一下我们前一章聊到的实像与虚像。
实像是实际光线相交而成的，可以用光屏承接；虚像是实际光线的反向延长线相交而成的，不能用光屏承接。结合发散和会聚，什么样的光线能成实像，什么样的光线能成虚像呢？
首先说，平行光肯定是不能成像的，因为平行线永远不会相交。
再来说，会聚的光线，它必然相交于某一点，所以一定成实像。
最后，发散的光线，它的实际光线无法相交，但反向延长线相交于某一点，所以发散的光线能成虚像。
总之就是：平行光不成像，会聚光线成实像，发散光线成虚像。
我们将这个规律，用于凸透镜的成像。
无论是点光源，还是漫反射的物体，所射出的光线都是发散的。而凸透镜有会聚作用。如果满足一定的“条件”，它就能将发散的光线聚拢，变成会聚光线，形成一个实像。所谓“条件”，关键就是物体到凸透镜的距离，即物距u。
如果物体特别特别远，比如像太阳那么远，射到透镜上的光线，近似于平行光。我们知道，将平行光聚拢成一点，对于凸透镜来说，那是小菜一碟，很轻松的事儿，相交的点就是透镜另一侧的焦点。
如果物距逐渐变小，射到透镜上的光线就越来越散开，任务也就越来越难了。但还是可以相交于某一点的，只是那个交点离透镜越来越远，透镜需要花更长的距离才能完成聚线成点的任务，也就是像距越来越大。物距减小的极限就是等于焦距，因为焦点处发出的光线刚好只能被聚拢成平行光，相当于像距无穷大。
如果继续再靠近，连变成平行光都做不到了，折射之后还是发散光线，那就成虚像。
通过凸透镜的会聚能力这个思路，我们初步理解了凸透镜成像的大概规律。通过实验，我们还能了解到更多的细节。
下面，我们由远及近，逐步分解凸透镜成像的规律。
当蜡烛特别远，物距超过2倍焦距，也就是u>2f时，凸透镜很轻松就可以让光线相交于一点，而且这一点的位置落在了凸透镜另一侧1倍焦距和2倍焦距之间，所成的像是倒立、缩小的实像。
画图时，我们只要抓住两条关键的光线就可以了，一条是平行于主光轴的光线，它折射后经过焦点；另一条是经过光心的光线，它不改变方向。这两条线的相交的点，就是像点。随着物距的变化，第一条线的方向是不变的，只有第二条线的方向随之在改变。
图1：烛焰位于2倍焦距以外
当蜡烛从极远处逐渐靠近凸透镜，所成的像也会跟着往远处退。因为物距越小，聚线成点的任务越难，凸透镜需要花更长的距离才能将光线聚成点。像与物，就像在跳双人舞的一对情侣，你进我退。同时，像一边退一边还在慢慢变大。直到烛焰正好位于2倍焦距的位置时，像与物等距、等大。
图2：烛焰位于2倍焦距处
如果蜡烛再继续靠近凸透镜，当烛焰位于1倍焦距和2倍焦距之间，也就是f，像退到了2倍焦距之外，已经变得比物更大了。看来，像与物它们俩，是谁站的远，谁就强势啊。也就是所谓的：物近像远大，物远像近小。
图3：烛焰位于1倍焦距与2倍焦距之间
2倍焦距这个位置很关键，你看，它是实像大小的分界点。物距大于2倍焦距时，成缩小的实像；物距小于2倍焦距时，只要不小于1倍焦距，则成放大的实像。有一句口诀，叫作：二焦分大小。
当烛焰位于焦点位置时，也就是u=f时，光线通过凸透镜折射后变成平行光，平行光线无法成像，光屏上只会出现一个模糊的光斑。
图4：烛焰位于焦点处
当蜡烛继续再靠近凸透镜，也就是u，凸透镜已经无法将光线聚成点了，经过透镜的光线还是发散的，发散光线成虚像。这也就是放大镜的原理。此时所成的像与蜡烛在透镜的同侧，到透镜的距离也比蜡烛更远，是正立、放大的虚像。你可以回忆下用放大镜看书的经验，要想把字放得更大一点是怎么做的？让镜子离书本更远一点，对吧。也就是说，在1倍焦距以内，物距增大，像也变大。口诀就是：物远像变大，物近像变小。
图5：烛焰位于焦点以内
物体位于1倍焦距以内则成虚像，1倍焦距以外则成实像，正好位于焦点处则不成像。所以，1倍焦距是实像和虚像的分界点。这叫作：一焦分虚实。
我还可以告诉你一点：在凸透镜成像当中，虚像总是放大的、正立的；实像可以是放大的，也可以是缩小的，却总是倒立的。这就是：虚像正，实像倒。虚像大，实像有大也有小。
【小结一下】
口诀总结起来一共有四句：一焦分虚实，二焦分大小。
虚像正，实像倒。虚像大，实像有大也有小。
实像：物近像远大，物远像近小。
虚像：物远像变大，物近像变小。
【思考题】
你能否从几何角度证明：从2倍焦距处发出的光线，经过凸透镜，一定相交于凸透镜另一侧的2倍焦距处。好了，下一讲再见！
【备课手稿】
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【第5.01讲】光的聚散
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
今天我们进入第5章，这一章我们专门讨论透镜。
说起凸透镜，你最熟悉的一定是放大镜。对，由于凸透镜能够放大图像，生活中“放大镜”一词几乎成了“凸透镜”的代名词。但是，凸透镜可不仅仅只有放大图像这一个功能。它的威力可大了。
《淮南万毕术》是我国西汉时期所著的，一本记录奇异变化的书，其中就记载了一种有趣的取火方法：
“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”
它说，把冰块削成一定的圆弧形，向着太阳举起，再将艾草放在它所形成的光影下，就起火了。冰火两重天，以冰取火，在两千多年前的先人看来，是一则匪夷所思的奇闻趣事。今天看来，不过是利用冰制的透镜聚光而已。
我猜，你肯定也试过用放大镜点火，在太阳下用凸透镜将阳光会聚到一点，形成一个很亮的光斑，在这个光斑处如果放些易燃物，很容易就起火了。这种点火方法，在野外没有其它点火装置的时候，还是很有用的。但同时，如果不注意，也会酿成大祸。
据报道，2015年2月26日上午10点多，大连市高新区某小区的房子突然失火，消防官兵经过近一个小时的扑救，才将火扑灭。事后调查发现，起火原因竟是阳台上放的一个装饰品，它是一个篮球大小的玻璃球。阳光通过这个玻璃球，聚焦在屋内的纸制品上，引发了大火。
你知道吗，在山林中，被随手乱扔的饮料瓶也会成为森林火灾的隐患。装了水的饮料瓶就是一个凸透镜，如果碰上合适角度的阳光，很容易点燃地上的枯树叶。
透镜有凸透镜，还有凹透镜。中间厚、边缘薄的是凸透镜；边缘厚、中间薄的是凹透镜。
说到凹透镜，你又会想到什么呢？很多同学戴的近视眼镜就是凹透镜。凹透镜对光有发散作用。
透镜的作用，本质还是光的折射。光线射入透镜发生一次折射，从透镜中射出时又发生一次折射，再结合透镜表面的弧度，两次折射的结果就能让光线会聚或发散。凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
这里的“作用”二字要细细琢磨，它是相对于入射光，比较而言的。以会聚作用为例，只要折射光比入射光更聚拢，它就是起到了会聚作用。但这不等于说，折射光一定聚集于某一点。请看课程文稿的图1，图中的几种情况都属于会聚作用。光线经过凸透镜，有可能会聚于某一点，也有可能是平行光，还可能是发散的光束。
同样的，发散作用也是相对于入射光比较而言的。
图1：凸透镜的会聚作用
光说会聚作用和发散作用，还是太粗放了。如何定量描述会聚或发散作用呢？如果有两个透镜，如何比较它们的会聚或发散能力，谁更强呢？
要说明这个问题，需要先明确几个概念：
1.薄透镜：厚度远小于球面半径的透镜。
2.主光轴：通过透镜两个球面球心的直线叫作主光轴，简称主轴。如果作图，就是垂直于透镜的一条直线，常用点划线表示。
2.光心：主光轴上有一个特殊的点，经过这个点的光线不会被透镜改变方向，这一点就是光心。通常薄透镜的光心位于透镜的中心。
3.焦点：凸透镜能将沿主光轴方向的平行光会聚于某一点，这一点也在主光轴上，被称为焦点。
图2：凸透镜的焦距
有了上述知识，我们就可以比较两个不同的凸透镜了。用比较短的距离就能将平行光会聚成一点的，会聚能力更强。那些需要更长的距离才能会聚成一点的凸透镜，会聚能力更弱。这个距离，也就是焦点到光心的距离，我们称为焦距，常用英文字母f表示。焦距代表了一个凸透镜的会聚能力，凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用就越强。
一般来说，凸透镜中间凸出得越厉害，会聚能力就越强，焦距越短。
现在，我提一个问题：如果在焦点处放一个点光源，它发出的光线通过凸透镜，会怎么变化呢？
我们前面学过“光路可逆”，在透镜中光路依然可逆。既然平行光通过凸透镜，会聚于焦点，那么焦点处发出的光线，就会反过来，变成平行光。有些探照灯或汽车大灯，在光源前安装一套凸透镜，就可以使发散的光线变成平行光。
图3：凸透镜的光路
那么，凹透镜有没有焦距呢？
也有的，凹透镜的焦点是平行光线被发散后，反向延长线的交点。同样，焦点到光心的距离就是凹透镜的焦距。关于凹透镜的焦距，大纲上没有要求，你了解一下就可以了。
图4：凹透镜的焦距
【小结一下】
这一讲，我们了解到：1.透镜包括凸透镜和凹透镜，中间厚、边缘薄的是凸透镜；边缘厚、中间薄的是凹透镜。
2.凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。凸透镜的焦距可以表征透镜的折光能力，凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用就越强。
3.与主光轴平行的平行光通过凸透镜，会聚于焦点。从焦点发出的光线，通过凸透镜变成平行光。
【思考题】
透镜的表面，一定要是球面吗？好了，咱们下一讲再见！
【备课手稿】
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【第4章小结】
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
第4章，我们初步认识了光，人类认识光的过程是非常艰难的，因为光确实很奇妙，明明能看得见，却又抓不住、摸不着，而且还有很多令人费解的特性。我们介绍过从欧几里得到阿尔哈森，经历上千年才理解光的传播方向；还介绍了关于光的色彩，牛顿与笛卡尔的不同见解。牛顿之后，人类是不是就已经把光研究透了呢？并没有。直到19世纪，爱因斯坦还在为世间是否存在一种光的传播介质“以太”而辩论。可见，我们对自然的认识是没有止境的，需要一代一代的智者和勇士不断的努力，才能推动科学螺旋上升。
通过这一章的学习，你应该了解：
1.什么是光源？
能够发光的物体叫作光源。
2.光怎么传播？
光既可以通过空气、水、玻璃等透明介质传播，也可以在真空中传播。
光在真空中的传播速度约为3E8 m/s。
光在同种均匀介质或真空中沿直线传播。
3.光如何反射？
光在两种介质的交界面会发生反射。
反射的规律是：三线共面，法线居中，两角相等。“三线”是入射光线、反射光线、法线；“两角”是入射角和反射角，分别是入射光线、发射光线与法线的夹角。
4.平面镜如何成像？
平面镜所成的是虚像。像与物关于平面镜对称，即：正立等大，到平面镜的距离相等，且像与物对应点的连线与镜面垂直。
5.实像与虚像有哪些异同？
①实像是实际光线相交而成，能用光屏承接，是倒立的。
②虚像是实际光线的反向延长线相交而成，不能用光屏承接，是正立的。
③实像和虚像都能被眼睛看见。
6.光如何折射？
光从一种介质斜射入另一种透明介质时，传播方向发生偏折，叫做折射。
空气、水、玻璃三种介质，不论入射角还是折射角，空气中的夹角最大、玻璃中的夹角最小、水次之，即空气>水>玻璃。记住这个，你就不用费心去记不同介质间光线往哪边折射了。这个顺序与介质中光的传播速度的顺序是一样的，你还可以联系起来一起记。
不论反射还是折射，光路可逆。
7.色彩是怎么来的？
白光是由各种色光混合而成的，用三棱镜将白光分解，可以依次得到红橙黄绿蓝靛紫各种色光。
光的三原色是红、绿、蓝，这三种色光可以混合出各种色彩的光。
可见光谱之外，还有红外线、紫外线等人眼看不见的光。【第5章预告】
我们不但要认识光，还要利用光。人类利用光最有效的工具就是镜子，镜子分面镜和透镜，面镜我们已经在第4章中探讨过了，接下来，第5章我们就要着重探讨透镜。了解了透镜，你就可以懂得许多生活中常见、常用的设备的道理，比如放大镜、照相机、投影仪、望远镜、显微镜等等。
咱们下一章再见！
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【第4.05讲扩展知识】看不见的光
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
我们知道有听不见的声，超声和次声人耳听不见。那你觉得，有没有看不见的光呢？
三棱镜形成的彩色光带，我们也称为光谱。我们所看到的红橙黄绿蓝靛紫，7种颜色，只是光谱的一部分，称为可见光谱。图1：光谱图
在红光区域外侧，还有红外线。
将阳光分散成彩色光谱后，如果拿一支灵敏的温度计，放在彩色光带处，会发现温度有所上升，说明阳光中所携带着能量，各种颜色的光都带有能量。有人做实验，把温度计置于红光之外的区域，这一块儿看似没有光，但温度计却显示温度有明显升高，这里的能量甚至比看得见的地方更高！这说明红光之外还有我们看不见的光线，人们称其为红外线。
红外线的热效应比其他光线更明显。冬天，我们站在太阳底下，觉得身上暖洋洋的，主要就是红外线的功劳。利用红外线的热效应，我们可以用它来加热物体，比如用电炉烹调食物，电炉丝的热量主要就是通过红外线辐射到锅底的。如果在电炉结构中再加一层电热涂层，还能将更多的热辐射转变成红外线辐射，热效率会更高。
所有的物体都会不断的向外辐射红外线。而且不同温度的物体，向外辐射红外线的强度也不同。这个特点可以用于疾病的诊断、红外夜视仪、勘探用的热谱图等。
红外线还可以作为信号载体，用于传递信号。家里电视、空调等设备的遥控器，很多都是用红外线信号来工作的。
人体接受适当的红外线，有利于身体健康，医学发现有一部分红外线对活化细胞组织、促进血液循环有很好的作用，能够提高人的免疫力，加快新陈代谢。所以，医疗中也利用红外线治疗法消除肿胀、促进炎症消散，还有一定的镇痛作用。如果接受的红外线过量，也不好，会形成红外斑。
在光谱的紫光区域之外，也有一种人眼看不见的光，被称为紫外线。
1801年，德国物理学家里特发现，日光光谱的紫光区以外，看似黑暗的部分竟也能使照相底片感光。从而发现了紫外线的存在。之前许多物理学家，用灵敏的温度计测试这一区域，都没有收获。里特转而用化学方法，即用感光底片做试验，取得了成功。
我们常见医院病房里有紫外线灯，因为紫外线可以杀菌。太阳是天然的紫外线辐射源，我们平常在家晒被子，除了干燥的目的之外，也是为了减少细菌滋生。
人体少量的接收紫外线有利于合成维生素D，可以帮助钙的吸收，促进骨骼生长、避免骨质疏松。但过量的紫外线会对身体造成不可逆的伤害，轻者造成眼痛、流泪、皮肤老化、黑斑，重者可发展为皮肤癌。所以你如果长时间在户外活动，还要注意擦防晒霜，或者穿戴遮阳的衣帽。
大气高空中的臭氧层，对紫外线都有很强的吸收作用，能吸收掉太阳光中的大部分紫外线，保护地球上的生物，使它们免受紫外线伤害。所以我们要保护地球的臭氧层，免遭工业废气的破坏。另外，普通玻璃对紫外线的防护作用，其实也很好。
紫外线还有一个特性，就是能激发荧光。老式的荧光灯，在灯管内壁覆盖了一层磷光材料，它能吸收紫外光并发出可见光。验钞机也利用了紫外线，在钞票中藏有荧光防伪标记，在验钞机的紫外线照射下，就可以看到这些防伪标记了。
好了，看不见的光，就介绍到这里，咱们下一讲再见！
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【第4.05讲】光的色彩之谜：牛顿与笛卡尔之争
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。本章第一讲我们介绍了光的方向之谜，从欧几里得到阿尔哈森，经历了上千年，才树立起对光的方向的正确认识。今天我们要再讲两个故事，分别是笛卡尔和牛顿的故事，他们对光的色彩之谜有完全不同的见解。到底谁是谁非呢？
你的课本上有三棱镜的实验，课堂上老师都会演示，白色的光束射入三棱镜，射出的是七彩的光带，颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
17世纪以前，很多关于自然现象的解释来自于教会，比如教会认为彩虹是连接信徒与上帝的桥梁。笛卡尔是16世纪法国著名的科学家、哲学家，也是一名虔诚的天主教徒。关于光的色彩，他跟当时的主流观点一样，认为白光是最纯净的。笛卡尔对三棱镜将白光变成彩色光的实验，是这样解释的：光是不停旋转的粒子构成的，白光的粒子经过棱镜，转速被改变，不同的转速呈现出不同的颜色，从而使白光变成了彩色的光。也就是说，是棱镜改变了光的颜色。
英国的牛顿比笛卡尔小47岁，他也对光的色彩非常着迷，但他并不认同笛卡尔的解释。为此，他甚至拿自己做实验，长时间凝视太阳，还用筷子戳自己的眼睛，只为了研究压力对视觉的影响。终于，有一个最关键的实验，让他得以彻底推翻笛卡尔的理论。他先让一束阳光通过三棱镜，在纸板上形成红橙黄绿蓝靛紫的彩色光带。然后在纸板上红色光的位置钻一个小孔，这样只有红光能通过纸板，牛顿得到了一束红光。他让这束红光再通过一个三棱镜。如果真如笛卡尔所言，三棱镜能使光变色，那么这束红光应该再次变成其它的颜色。然而事实是，红光通过第二个棱镜后，还是红光。这就证明棱镜并不能改变颜色。笛卡尔错了！
那么棱镜到底在实验中起了什么作用呢？
牛顿认为，白光并不“纯净”。相反，红光、蓝光等色光才是纯净的单色光；而白光是由单色光复合而成的。棱镜并不能改变颜色，只是将复合的颜色分离开。所以，已经是单色光的红光，通过棱镜颜色不变。牛顿的这套完全不同于笛卡尔的解释，很快被世人接受，也就是我们今天要学习的色散理论。
色散的实质是光的折射，各种色光通过棱镜时被折射的程度不同，从而使各种色光按一定顺序分散开来。其中，红光偏折的程度最小，紫光偏折的程度最大，它们依次是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
彩虹也是太阳光色散的产物，空中的小水滴起到了相当于三棱镜的作用。
随着人们对色彩的研究不断深入，发现不用七种，只需要三种色光——红、绿、蓝，它们相互混合也可以产生各种颜色的光。红、绿混合可以得到黄；红、蓝混合得品红；蓝、绿混合得青色；红、绿、蓝3种光混合就是白光。但是，红、绿、蓝这三种光，是无法合成的。这三种颜色就被称为“三原色”。
彩色电视机就利用了三原色的原理。电视屏幕上有许多微小的发光单元，这些发光单元有3种，分别发红光、绿光、蓝色，它们相互组合就可以形成色彩斑斓的电视画面。
以上是光的三原色。
印染行业常用另外一套三原色，是颜料的三原色。用黄、品红、青3种颜料可以在白纸上混合出各种颜色来。彩色印刷一般用CMYK四种颜色的墨，其中除了黑色K以外，另外三种就是颜料的三原色：C青色，M品红，Y黄色。
图1：光的三原色和颜料的三原色
张亮同学问了一个很好的问题：为什么颜料的三原色，与光的三原色不同？
这个问题其实不难理解，光的三原色只适用于光源，色光显色是不同的单色光叠加而来，这是“加色法”，所有的色光加到一起是白光。
而颜料则相反，我们看到的物体本身并不发光，只是在白光的照射下能够反射某种颜色的光，什么颜色的物体就反射什么颜色的光，同时吸收掉其它颜色的光。所以颜料配色是用的“减色法”。如果把三原色的颜料都混在一起，它能把白光中所有的颜色都吸收掉，就是黑色。
我们一起来看一个例子，在白纸上写一个红色的字，用白光照射，纸是白色的，字是红色的；用红光照射，纸是红色的，字看不见了，因为纸和字都成为红色的，分辨不出来。用绿光照射，纸是绿色的，字是黑色的。因为红色的字只反射红光，而不能反射绿光，入射光全部被吸收了，所以是黑色的。
刚才说的都是反射光，那透明物体的颜色又是怎么样的呢？
也是，什么颜色的物体就透过什么颜色的光，其它颜色的光被吸收。
【小结一下】
1.白光通过棱镜后被分解成各种颜色的光，这种现象称为色散。白光并非单色光，而是由色光混合而成的。2.光的三原色是红、绿、蓝，用这三种色光就可以混合出各种颜色的光。颜料的三原色是与之相反的另一套颜色。
3.不透明物体的颜色，取决于它能反射什么颜色的光；透明物体的颜色，取决于它能透过什么颜色的光。
【思考题】
为什么海水和天空都是蓝色的？我们下一讲再见！
【备课手稿】
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【第4.04讲扩展知识】奇妙的折射现象
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
上一讲我们介绍了光的折射，今天我们聊聊生活中奇妙的折射现象。作为扩展知识，我们将介绍海市蜃楼和利用光学现象的魔术。
海市蜃楼，你可能听说过，但不一定见过。
其实早在汉代，《史记》中就记载过海市蜃楼。传说渤海不远处有三座神山，分别叫蓬莱、方丈和瀛洲。还传说神山上有长生不老药，山上的动物都是白色的，而宫殿都是用黄金白银所建。然而被派去找神山的人，回来是这样描述的：船还没到的时候，“望之如云”，看起来像朵云一样飘着；等船行至附近，“三神山反居水下”，三座神山看起来又好像在水底下；再靠近，船就被风吹引离去，总也到达不了。
现在看来，这很可能是古人看到海市蜃楼之后的演绎，渤海一带确实是海市蜃楼现象多发的区域。海市蜃楼其实就是一种普通的折射现象，由于某些特殊的地貌，导致空气不均匀，光线穿过不均匀的空气发生偏折，走弧线进入观察者的眼睛。人们逆着光线看去，还以为光线是直线传播的，就看到了一个虚像。不同的条件下， 光线偏折的方向不同，海市蜃楼的出现的形式也不一样，比如上现蜃景和下现蜃景。
图1：海上出现的海市蜃楼
上现蜃景多见于海洋、冰原等环境，靠近地表的空气温度低，远离地表的地方温度高。这样的环境，导致光线在空气中传播时向下偏折。你可以看看文稿中的插图2。岸上的人逆着光线看过去，就看到一个悬浮在空中的景物，仿佛仙境一般。
图2：上现蜃景的原理
如果是在沙漠之类的环境中，情况就正好相反，靠近地表的空气温度很高，远离地表的地方温度低。光线在这样的空气中传播，会向上偏折。人逆着光线看去，会看到跟水中倒影一样的景象，从而会产生错觉，以为前方有一片水面。
图3：下现蜃景的原理
图4：沙漠中的海市蜃楼
类似的场景，我们在城市中也能看到，夏天被晒得很烫的马路，也会发生这种折射现象。非常干燥的路面，远看却好像有很多积水一样，能看到车辆的倒影。你可以留心观察一下，夏天很容易看到的。
图5：高温路面上的折射现象
课本上介绍过一个利用折射现象的小魔术——碗底现硬币。在碗底放一枚硬币，调整碗的位置到你刚好看不见硬币为止。然后慢慢向碗里注水，随着水面的升高，本来看不见的硬币也出现了。
这个小魔术看起来很简单，但是它的原理跟很多惊心动魄的大型魔术是一样的。我们都见过，插在水中的铅笔看起来像是被折断了。同样的道理，如果你坐在一个透明的泳池里，你也会看来像是身首异处了。把铅笔换成人，效果就很惊悚了。
舞台魔术中也经常利用厚玻璃砖、大平面镜等道具，造成视觉上的错位，给观众呈现出震撼的景象。关键是要用心装饰好玻璃的边缘，只要看不出来玻璃的边缘，观众就不容易发现秘密，很容易信以为真。当然，这些手法在近景魔术中可能不太好用，观众如果凑近了看就很容易露馅了。
你还知道什么别的利用光学现象的魔术吗？
好了，咱们下一讲再见！
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【第4.04讲】一滴水，也可以折射太阳的光辉
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
我们常说“一滴水，也可以折射太阳的光辉”。可这是为什么呢？这就是我们今天要一起探讨的折射的规律。
如果你留心生活，就会发现插在水中的筷子或铅笔，看起来像是被折断了一样。这也是折射现象引起的。我们已经知道当光传播到两种透明介质的分界面时，一部分光被吸收，一部分光会反射，还有一部分光会穿透界面，进入另一种介质中继续传播。透过去的这部分光，方向会发生偏折。光从一种介质斜射入另一种透明介质时，传播方向发生偏折的现象，就叫做光的折射。
要注意，光发生折射是有条件的：光要斜射到界面上。当光线垂直入射时，传播方向并不发生改变。
为了方便研究，我们先明确几个概念。
1.法线：过入射点作界面的垂线，即为法线。
2.折射光线：进入另一介质中的光线叫做折射光线。
3.折射角：折射光线与法线的夹角叫做折射角。
4.入射角：自然就是入射光线与法线的夹角。
图1：光的折射
光从空气斜射入水中，折射角入射角。
跟反射定律一样：入射光线、法线和折射光线“三线”共面，入射光线、折射光线在法线两侧。跟反射定律不一样的是：输入光线和折射光线分别在界面的两侧。
光线如果垂直入射，入射角0°，折射角也是0°，“三线”合一，传播方向不变，不发生折射。
关于折射角与入射角的关系，我们现在只需要知道，在几种常见介质中它们谁大谁小，就可以了。更准确的计算方法，等到高中再学，它需要用到更深的数学知识。
空气、水、玻璃这三种介质，无论是入射角还是折射角，空气中的夹角>水中的夹角>玻璃中的夹角。它们的大小关系和这三种介质中的光速排序是一致的：空气中的光速>水中的光速>玻璃中的光速。你可以把这两组关系结合在一起记，就不容易忘了。
如果入射角增大或减小，折射角也随之增大或减小。
简单地说，光的折射规律就是：三线共面，法线、界面居中，两角随大随小。
光的反射能形成一个对称的虚像，那光的折射是否也能成像？
当然也能成像，并且成的也是虚像，一般像的位置比物体的实际位置高。比如刚才讲到的例子，铅笔插入水中，我们看到铅笔浸在水中的那一截被折弯了。实际上就是看到了折射所形成的虚像，像的位置比铅笔实际的位置更高。同样的道理，在河里用鱼叉叉鱼，你看到的也是鱼的虚像，鱼在水中的真实位置并没有你看到的那么高，所以，有经验的渔民就会瞄准鱼下方的位置去叉。
还有一种情况，当光斜射入一种不均匀的介质中，也会发生偏折。
不均匀的介质，可以把它分解，看成很多均匀的薄层拼接而成，光线经过每一层的界面都要发生折射，所以光经过不均匀介质时，会走出一道弧线。
我们地表的大气层就是一个不均匀的透明介质，高空大气稀薄、地表空气稠密。早晨第一缕曙光进入大气层后，由于折射，光线沿弧线传播，到达地表。结果是，你看到太阳起山老高了，实际上太阳的位置还在地平线以下呢。人眼逆着光线看过去，提前看见了太阳，以为太阳已经升起来了，实际上，他看到的只是折射形成的一个虚像。
同样的道理，黄昏时太阳落山，其实我们看到的也是已经在地平线以下的太阳。
图2：日出的折射现象
咱们再回到开头的问题，一滴水这么小，为什么可以折射出太阳的光辉？
因为阳光在水滴的表面发生折射，射入水滴时折射一次，射出水滴时又一次折射，经过两次折射，阳光被水滴汇聚，其结果就像放大镜一样。更详细的知识我们会在后面关于透镜的章节中继续讨论。
【小结一下】
这一节，我们初步了解了折射，有这3个要点你需要记住的：
1. 折射的概念：光从一种介质斜射入另一种透明介质时，传播方向发生偏折的现象，就叫做光的折射。要注意：当光线垂直入射时，不发生折射。
2. 折射光线偏折的方向：光线与法线的夹角，空气>水>玻璃。这个顺序与这几种介质中光速的排序是一样的。
3. 折射成像：折射成虚像，如果是从上向下看水中的像，一般会高于实际位置。另外，不均匀的介质也为发生连续折射，形成虚像。
【思考题】
用激光射水里的鱼，该瞄准什么方位呢？
下一讲，我还会聊更多生活中的折射现象。咱们下一讲再见！
【备课手稿】
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【习题课】6个例题搞懂平面镜成像作图
同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。
光学的部分，作图是常考点也是难点。因此我把作图题单独拿出来讲解，今天我们聊聊平面镜成像的作图。我精选了6个典型例题，代表了6种类型，搞懂这6个题，有关平面镜成像的作图题基本都不用怕了。
这一讲需要边听边看课程文稿中的插图。
例1. 平面镜前一发光点 S，其中一条光线经平面镜反射后经过P 点，请在图中画出这条光线。
如果从光源S出发，盲目地尝试画一条光线，要想正好能反射到P点，有点大海捞针的感觉。换换思路，利用平面镜的对称关系，先根据S点和平面镜找出S点的像S’。我们知道，反射光线看起来，就像是从光源在镜中的像点射出来的一样，所以从S’到P连线的方向，就是反射光线的方向。这样，光路图很轻松就画出来了。
例2. 如图的两条光线，是同一发光点发出的光线照射到同一平面镜上的反射光线。请画出发光点的位置。
这道题，已知反射光线、平面镜，我们可以直接根据光的反射定律，分别作法线，然后画出入射光线，两条入射光线的交点，就是发光点S的位置。
不过还有更简单的方法，还是利用对称。既然，反射光线就像是从发光点的像发出来的一样，那我们可以先找出像S’的位置。如果能找到S’，再确定发光点S的位置就简单了。S’的位置好不好找呢？太简单了，只要反向延长两条已知光线就可以了。例3. 已知物体AB和其平面镜中的像A’B’，请作图补充平面镜。
这题已知物和像，抓住两个要点可以找出平面镜：1.物和像对应点的连线与平面镜垂直；2.物和像到平面镜的距离相等。根据以上两点，平面镜一定经过物、像连线的中点，并且与该连线垂直。所以，只要作出连线的垂直平分线，就能找到平面镜的位置了。
【小结1】
刚才讲的3个例题可以归为一类。
平面镜成像的光路图，有三种元素：1是平面镜；2是光线，包括入射光线和反射光线；3是物和像。例1~例3，分别从这三种元素中抽去了一部分，要求补充。例1是补充光线，例2是要补充物，例3是补充平面镜。不论是要补充哪一类元素，我们只要抓住对称的关系，先从已知找可知，再从可知推未知，题目就迎刃而解了。
例4. 自行车尾灯由许多直角的反光面构成，请画图解释，为什么这种结构的尾灯特别醒目？
自行车的尾灯，主要是为了夜间更容易被汽车司机发现。如图，汽车的车灯照向自行车尾灯，光线经过直角镜面的两次反射，会沿同样的方向被反射回去。我们可以通过几何关系证明，不论光线从什么角度射入这个直角镜面，都会沿原方向返回。一般来说，观察者和光源是在同一个方位，所以观察者就会觉得这样的尾灯特别醒目。相反，如果不在光源同一方位的人，看这种尾灯，反而格外暗淡。
下面我们一起来证明，光线沿原方向返回的几何原理。要证明这一点，实际上就是要证明，最初的入射光线与最终的反射光线，是两条平行线。我们做出两次反射的法线，由于两个镜面成直角，那么两条法线之间也互相垂直，它们就构成了一个直角三角形。∠2和∠4是直角三角形的两个锐角，所以∠2+∠4=90°。又根据光的反射定律，∠1=∠2，∠5=∠4。所以，∠1+∠2+∠4+∠5=180°，即同旁内角互补，两条直线平行得证。
【小结2】
这个题是关于平面镜改变光路的应用，其中要用到几何知识，推导过程中注意，要充分利用反射角与入射角相等、法线与平面镜垂直等条件。
例5. 穿衣镜要照出人的全身像，最小的高度只需要人身高的一半。请作图说明为什么。
这道题的关键，是要将“看见自己的全身像”这个生活中的条件，转换成光路的条件。想要从镜中看到自己的全身像，就是要让头顶和脚尖的光线，都能反射进入照镜子人的眼睛。假设人的身高是L，她在镜中的像身高肯定也是L。分别连接A’E和B’E，两条连线之间所夹的范围，就是穿衣镜至少需要覆盖的长度。很容易看出来，MN是△A’B’E的中位线，它的长度正好是L/2。
例6. 如图是一间舞蹈教室的布局图，教室中间有隔墙，将教室分为内外两间，北面墙上有块大镜子。请作图说明，老师推门进来后，站在图中的位置，能看见哪些同学？
这道题，要画出老师所能看见的视野，也就是要找出能够进入老师眼睛的光线有哪些。同样利用对称关系，如果反射光线经过老师，那么入射光线的延长线一定会经过老师在镜中的像。所以我们先画出老师的像点，然后向障碍物或镜子的边界点画直线，就画出了视野的边界，也就是图中红色的区域。但是不要忘记，除了看镜子，老师还可以直接看到墙后的一些区域，就是图中蓝色的区域。所以图中红色和蓝色色块覆盖的地方，都是老师能看得见的地方。同学乙和丙能被看见。
【小结3】
例题5和例题6都是关于视野的问题，要善于转换命题。关于视野的问题，要看到什么，就是要被观察物所发出光线能够进入观察者的眼睛，可能是直接射入眼睛，也可能是经过反射后再进入人眼。
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