内容正文:
第十一讲 光的直线传播
A.学前导读
为何会出现“一叶障目不见泰山”呢?
日食和月食是如何形成的,在什么特定的位置可以观察到?
为何打雷下雨时总是先看到闪电后听到雷声?
B.知识详解
实验一:光源
举出一些具体的物质让学生来判断此种物质能否“自身发光”.如:电灯、点燃的蜡烛、手电筒、激光笔、手机、太阳;玻璃、镜子、地球、月球.
实验结论(知识点1):能够 的物体叫做光源,一般我们将光源分为 光源(太阳、萤火虫、水母、闪电)和 光源(电灯、手电筒、点燃的火把、点燃的蜡烛).很多物体自身没有发光的能力,而是通过反射其他光源发射的光线,让我们认为它们拥有发光的能力(玻璃、镜子、钻石、月亮).
实验二:光的传播
用激光笔射出光线使其穿过均匀的空气、均匀的水、均匀的玻璃,学生观察归纳出光在均匀介质中的传播方式.
实验结论(知识点2):大量的实验证明,光在 、 介质中沿直线传播;光在不同种或不均匀介质中传播时,传播方向将会改变.注意,传播介质必须是透明物质(真空也可算)
实验三:光的直线传播典型现象(知识点3)
①影子的形成:利用光源(电灯)与遮挡物来研究光源、遮挡物、影子三者之间的关系.
②日食与月食:将黑板比作太阳,用一个小物块(如橡皮擦)比作月球,将学生的眼睛比作地球,让学生设计方法使自己在睁开眼睛的状态下看不到正对的黑板.
③小孔成像:利用蜡烛、不透光的纸板(分别在同种纸板上钻一个很小的圆形孔、方形孔、三角形孔,另一张钻较大的孔)、接收光线的白色光屏.将三者放在同一高度、同一直线上,可以适当移动三者的位置,来观察烛焰与光屏上的像之间的关系.
实验结论:三种典型的光学现象运用的原理都是“ ”,注意,小孔成像中形成的像是倒立的实像,像的大小由相距以及物距之间的关系决定.
知识点4:光的传播速度
真空中的光速是已知宇宙中最快的速度,在物理学中用字母c表示,c=2.99792×108m/s,在计算中,真空中的光速取c= ,光在空气中的速度略小于在真空中的速度,计算的时候可以视为c=3×108m/s.光在水中的速度约为c,在玻璃中的速度约为c.
记作:v真空>v空气>v水>v玻璃
“光年”是指光一年走过的路程,是 单位,不是速度单位.
知识点5:光线
光线是人们用来表示光的传播路径的一种方式.根据光的直线传播,我们沿光的传播路径画一条直线,并在直线上用箭头表示光的传播方向,这种表示光的传播方向的直线称为光线.
画法:(1)沿光的传播路径画一条直线(2)实际光线要画成实线(3)直线要标注箭头,箭头方向表示光的传播方向(4)非实际光线一般用虚线表示(5)光在非均匀介质中传播路径可能为一条曲线
C.典型例题
知识点:光源的概念
【例1】 下列物体:①太阳、②月亮、③星星、④夜明珠、⑤钻石、⑥打开的电视机、⑦灯笼鱼,其中一定是光源的是_______________;一定不是光源的有____________.(只填序号)
知识点:光的传播
【例2】小明在学习“光的传播”时,看到老师的一个演示实验,过程如下:
①用激光笔射向水中,观察到光线是一条直线(如图);
②在A点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液,观察到光线发生了弯曲;
③经搅拌后,观察到光线又变直.
小明根据上述现象得出的结果,正确的是( )
A.光的传播需要介质 B.光只有在水中才沿直线传播
C.光在海波溶液里不能沿直线传播 D.光在同一种均匀介质中才沿直线传播
知识点:光的传播
【例3】如图所示的情景中,属于光沿直线传播现象的是( )
A. B.
水面倒影 放大指纹
C. D.
手影游戏 水面处“断”笔
知识点:影子的形成
【例4】中学生身高1.5m,在阳光照射下影长为1m,若此时测得旗杆的影长为4m,则旗杆高为( )
A..6m B.7m C.8m D.9m
知识点:小孔成像
【例5】如右图,小华在一张不透光的纸上用针扎一个直径约1mm的小孔,让白炽灯泡发出的光穿过小孔射到白纸上,在白纸上可看到一个清晰 状的光斑,这是 现象,向上移动小孔,像的大小变 .
知识点:光速
【例6】光在真空中的传播速度是_____________m/s,声音在空气中的传播速度大约是340m/s,表示1秒钟内声音在空气中传播的路程为____________m.某次下雷雨,小明看到闪电5秒后听到雷声,则发生雷击处离