第四章

光現象第1節

光的直線傳播我們每天都會通過聲和光接收大量信息。之前我們學習了聲現象，了解了聲的傳播。關于光現象，你知道哪些物體能發光嗎?光的傳播又有什么特點呢?螢火蟲發出淡淡的綠光太陽燃放的煙花發光的電燈水母恒星斧頭魚點燃的蠟燭螢火蟲你知道哪些物體能發光嗎？一、光源能夠發光的物體叫作光源。按形成原因分按發光原理分自然光源人造光源如：太陽、螢火蟲、閃電等。發光的電燈、點燃的蠟燭等。熱光源冷光源如點燃的火把、發光的電燈等。螢火蟲、水母等。閃電是自然光源二、光源的分類一、光源月亮鉆石月亮和鉆石是光源嗎？觀看視頻：嘗試猜想光的傳播路徑。猜想：光沿直線傳播

實驗一：光在空氣中是如何傳播的？在空氣中噴出大量煙霧，用激光筆在水霧中射出一束光，觀察光傳播的路徑；（飲料瓶、香）實驗結論：光在空氣中沿直線傳播

實驗二：光在水中是如何傳播的？在水中加入少量牛奶，用激光筆在水中射出一束光，觀察光傳播的路徑；實驗結論：光在透明液體中沿直線傳播

實驗三：光在透明固體中是如何傳播的？用激光筆在半透明的果凍里射出一束光，觀察光在果凍里傳播的路徑；實驗結論：光在透明固體中沿直線傳播實驗四：光在不同種均勻介質中的傳播在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁輕輕注入濃糖水，從側壁水平照射激光，看到缸內光的路徑如圖所示.分析：在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁輕輕注入濃糖水后，玻璃缸里的水不均勻，光的傳播路徑不是直線。結論光在同種均勻介質中沿直線傳播歸納結論：光的直線傳播注意若介質不均勻，則光的傳播方向要發生改變。四、光線

光線不是客觀存在的，它是人們建立的一種_________。想一想：怎么直觀、形象表示光的傳播情況？通常用一條帶_______的______表示光的__________和_______。這樣的直線叫做光線。箭頭直線傳播徑跡方向理想模型光線（lightray）

視野的大致范圍【例題1】“井底之蛙”常用來形容“目光短淺”。如圖所示，畫出井底之蛙的視野的大致范圍。根據光的直線傳播確定視野的范圍。五、光的直線傳播現象及應用光在傳播過程中，遇到________的物體，由于光是沿直線傳播的，在物體后面光線___________的地方就形成影子。①影子的形成成因不透明不能到達迄今為止自然界中最大的影子是黑夜。日食和月食也和影子有關。你知道迄今為止自然界中最大的影子嗎？分析l1l2l3人路過路燈的過程中，影子長度的變化。②激光準直由于光沿直線傳播，在開拙隧道時，工人們可以用激光束引導掘進機，使掘進機沿直線前進，保證隧道方向不出偏差。射擊瞄準要領:“三點一線”才能射得準，即槍上標尺的缺口、槍上的準星和射擊目標要在一條直線上。③射擊瞄準缺口目標準星新課教學④排隊光的直線傳播的應用6、排隊千手觀音新課教學⑤日食成因當_______轉到______與______之間，并且在__________上時，擋住了射向______的太陽光，由于光沿直線傳播出現日食。月球地球太陽同一直線地球月球地球太陽新課教學⑥月食成因當_______轉到______與______之間，并且在__________上時，擋住了射向______的太陽光，由于光沿直線傳播出現月食。月球地球太陽同一直線月球月食是地球的影子投映到月球上。太陽月球地球六、小孔成像甲乙①如圖甲所示，在一個空罐的底部中央打一個小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。②如圖乙所示，將點燃的蠟燭放在小孔前，并適當調整蠟燭到小孔的距離，觀察塑料膜上是否有像，不斷調整蠟燭、塑料膜到小孔的距離，觀察塑料膜上像的大小是否有變化。③如圖丙所示，將圓孔改為方孔，觀察塑料膜上像的形狀是否有變化。④如圖丁所示，將蠟燭換成一只發光的燈泡，觀察塑料膜上的形狀。丙丁燭焰上部的光線，由于光的_______傳播，通過小孔后，射到了________；

燭焰下部的光線，由于光的_______傳播，通過小孔后，射到了________；

①小孔成像的原因直線下部上部直線倒立通過小孔后，形成了蠟燭________的像。

①成像性質：倒立的大小不確定的實像。上下顛倒、左右相反。②影響成像大小的因素：與物體到小孔的距離以及光屏到小孔的距離有關。③像的形狀：與物體的形狀相同，與小孔的形狀無關。實驗結論——小孔成像特點小孔成像現象例如，樹下的圓形光斑，實質是太陽經小孔所成的像。發生日食，在地面上的光斑，是日食時日面形狀的投影，所以光斑會變成月牙形。樹下的圓形光斑發生日食時，地面上的光斑七、光速真空中的光速是宇宙間最快的速度，在物理學中用字母c表示。

c=2.99792×108m/s，通常情況下，近似取為3×108m/s。

伽利略測量光速1607年，伽利略進行了世界上第一次測量光速的嘗試。方法是：他和助手分別站在相距1.6千米的兩座山上，每人手拿一盞燈。伽利略先打開燈，當助手看到他的燈光時，立刻打開自己的燈，從伽利略打開燈至他看見助手那盞燈的燈光，這個間隔就是光傳播了3千米的時間。根據v=s/t即可計算出光的傳播速度。想一想：他們的測量原理對嗎？能不能測出光速？當代計算出的最精確的光速都是通過波長和頻率求得的。1958年弗魯姆求出光速的精確值：299792.5±0.1km/s。1972年，美國科學家埃文森測得了目前真空中光速的最佳數值：

299792457.4±0.1m/s

光速的測定在光學的研究歷程中有著重要的意義。從人們設法測量光速到人們測量出較為精確的光速共經歷了三百多年的時間。

解：1年的時間t=1×365×24×3600s=3.1536×107s光在真空中1年內傳播的距離s=ct=3×108m/s×3.1536×107s=9.4608×1015m

答：1光年等于9.4608×1015m。光年：宇宙中恒星間的距離都非常大。為了表示方便，天文學家使用一個非常大的長度單位——光年，1光年等于光在1年內傳播的距離，1年取365天，請算出1光年等于多少米。

光速的應用——激光測距激光測距儀原理：是利用激光對目標的距離進行準確測定的儀器。激光測距儀在工作時向目標射出一束很細的激光，由光電元件接收目標反射的激光束，計時器測定激光束從發射到接收的時間，計算出從觀測者到目標的距離。①光源：能夠發光的物體叫光源，分自然光源、人造光源.②傳播：光在同種均勻介質中沿直線傳播.③光線：用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向.④現象：影子、日食、月食、小孔成像等.⑤應用：激光準直、三點一線“瞄準”、站隊等.①光速：光在真空中的速度是3×108m/s=3×105km/s在不同介質中的速度不同v真空＞v空氣＞v水＞v玻璃②光年：光在一年內傳播的距離，是長度單位.光的直線傳播光速光的直線傳播①將點燃的蠟燭置于小孔前的適當位置，觀察到蠟燭將在塑料薄膜上成像，這種現象叫___________。產生此現象的原因是________________________。②若易拉罐底部小孔形狀是三角形，則他在塑料