内容正文:
课时4.1 光的直线传播(帮课堂)(原卷版)
【学习目标】
1.能识别光源,知道光源的分类;
2.了解光的直线传播,能列举出光的直线传播在生活中的现象及应用;
3.知道光在真空中的传播速度;
4.通过观察光在空气中和水中传播的实验现象,了解实验是研究物理问题的重要方法。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一、光源
1.光源
人们之所以能看到各种事物,是因为有光进入人的眼睛。这些光都是能带给我们光明的“光源”发出的或通过其他途径传播过来的。但是,所以的光都是有“光源”的。
光源的概念
自身能够发光的物体叫光源
分类
自然(天然)光源
太阳、萤火虫、水母等
人造光源
蜡烛、手电筒、霓虹灯、荧光棒、LED灯等
光源的分类
光源不仅可按其形成分为人造光源和自然光源,还可以按发光时是否发热分为热光源(如太阳、火把、白炽灯等)和冷光源(如萤火虫、LED灯、水母等);也可以按发光体是否有生命分为生物光源和(如萤火虫、灯笼鱼等)非生物光源(如日光灯等)。
2.光源的判断
判断物体是不是光源,关键是物体自身能否发光。有些物体看起来好像在发光,实际上是反射了其他光源发出的光,所以这些物体不是光源;如镜子、月亮、宝石、电影的屏幕等。
【典例1】生活中许多物体可以发光,下列物体不属于光源的是( )。
A.水母 B.萤火虫 C.月亮 D.霓虹灯
知识点二、光的直线传播
1.光是怎样传播的
(1)实验观察:光在空气、水、玻璃中的传播路径。
【实验器材】激光笔、烧杯、水箱、水、玻璃砖等。
【进行实验】
实验目的
实验过程
现象
分析总结
探究光在空气中的传播路径
在夜晚,用能发出带有颜色的激光笔射向天空,激光笔发出的光的传播路径
光在空气中沿直线传播
探究光在水中的传播路径
在盛水的水箱中,让激光笔沿不同方向垂直水箱侧面射出光,观察光在水中的传播路径
光在水中沿直线传播
探究光在玻璃中的传播路径
让激光笔发出的光从玻璃砖的侧面垂直射入玻璃砖,观察光在玻璃砖中的传播路径
光在玻璃中沿直线传播
【探究归纳】光在空气、水、玻璃等透明物质中均是沿直线传播的。
(2)探究光沿直线传播的条件
提出问题
光一定沿直线传播吗?光沿直线传播的条件是什么?
设计与进行实验
①在桌上放一个大的透明水槽,配有四杯等量但浓度不同的糖水,每杯糖水中都添加少量牛奶(为了清晰地显示光路),将它们按浓度从大到小的顺序排列,依次倒入水槽,水槽内的液体就变成了从上到下浓度逐渐增大的非均匀水溶液;
②如图甲所示,将一束光从透明水槽侧面垂直射入非均匀浓度的糖水溶液中,观察到激光的传播路径在浓度不均匀的糖水溶液中会向下弯曲;
③如图乙所示,用玻璃棒搅拌糖水溶液时,使其浓度变得均匀,再将激光射向糖水溶液中,观察到激光在均匀浓度的糖水溶液中的传播路径是直的
分析论证
光垂直射入浓度不均匀的糖水溶液中时,光的传播路径发生了弯曲;在均匀浓度的糖水溶液中,光的传播路径是直的
得出结论
光在同种均匀介质中沿直线传播
特别提醒:
1.为了清晰地观察光在不同介质中传播路径,实验应在较暗的环境中进行;
2.应注意若要光沿直线传播,“同种”和“均匀”这两个条件缺一不可。必须同时满足。
(3)光可以在真空中传播
太阳光能通过太空和大气层传播到地球表面,说明光可以在真空中传播。
2.光线
(1)定义:为了表示光的传播情况,我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向(如图甲所示),这样的直线叫光线;
(2)画法:光线是带箭头的直线,箭头表示光的传播方向。画光路图时,光线要用实线表示,且标上箭。图乙和图丙分别表示平行光和点光源发出的光。
光线是物理模型
1.在物理学中,为了研究问题方便,人们抓住主要的因素,对实际问题进行理想化处理,通过建构模型来揭示事物本质的方法称之为模型法。光线是一种模型,用来表示光的传播路径和方向。
2.光线是模型,不是实体,没有尺度。即使是再细的光束,也不能说是光线。
【典例2】下列说法正确的是( )。
A.光线是真实存在的;
B.光是沿直线传播的;
C.月亮是自然光源;
D.激光准直用到了光的直线传播知识
3.与光的直线传播有关的现象
(1)影子
光在传播过程中,遇到不透明的物体,会使物体后面光不能到达的区域形成一个阴暗区域,即物体的影子;如图。
(2)日食和月食
①日食:当月球运行到太阳和地球之间时,由于光沿直线传播,月球就挡住了太阳射向地球的光。
当月球距离地球较近时,在本影区域,月球挡住全部太阳光,该区域发生日全食;在半影区域,月球挡住了部分太阳光,该区域发生日偏食;当月球距离地球较远时,月球挡住了来自太阳中央区域的光,正对区域发生日环食。如图甲所示。
②月食:当地球处于月球和