内容正文:
第11讲 光的直线传播
1. 知道光沿直线传播,知道小孔成像日食月食等现象与光沿直线传播有关
2. 知道光可以在真空中传播及光在真空中的传播速度,了解激光测距的原理
1、 光在均匀介质中沿直线传播
1、 光是怎样传播的
(1) 实验探究
目的
实验过程
现象
分析结论
观察光在空气中的传播路径
使透明箱内出现烟雾,让激光笔发出的光从箱的一侧垂直射入烟箱观察光的传播路径
光在空气中沿直线传播
观察光在水中的传播路径
在烧杯的水中加入少量高锰酸钾或牛奶,让激光笔发出的光垂直于烧杯侧面射入水中,观察光在水中的传播路径
光在水中沿直线传播
观察光在玻璃中的传播路径
让激光笔发出的光从玻璃砖侧面垂直射入,观察光在玻璃砖的传播路径
光在玻璃中沿直线传播
(2) 探究光沿直线传播的条件
现象:在水中加入浓盐水后,发现光的传播路径是 弯曲 的;在均匀的水中光的传播路径是 直 的
大量实验表明:光在均匀介质中沿直线传播 。
(3) 光可以在真空中传播
2、 光线
1、 我们常用一条带箭头的直线来表示光的传播路径和方向,这样的直线叫作光线;
2、★物理方法★:人们有时为了研究物理问题的方便,会对研究的对象作出一种能够反映事物本质和内在特性的简化描述;这种研究问题的方法叫作“建立模型法”;例如,建立“光线”模型来描述光的传播。
三、解释“光的直线传播”现象
影子 日食和月食 小孔成像
1、影子:当光沿直线传播照射向墙面时,手遮挡了一部分照向墙面的光,形成了对应的阴暗区域,就是影子;
2、日食和月食:日食的形成在 (选填“白天”“晚上”),月球挡住了射向地球的光;月食的形成在 , 挡住了射向 的光;
3、小孔成像:小孔足够小,烛焰表面某点发出的光,可以看成只有一条光线通过小孔照射到了墙面上;以此类推,烛焰表面的每个点都在墙上对应着一个像点,进而在墙面上组成了烛焰的像;
A:像的性质: 倒立的实像 。
B:成像条件:小孔必须足够小,但并不是越小越好,小孔太小会影响像的亮度。
C:小孔成像与 孔的形状 无关。
D:小孔逐渐变大,光屏上的像会变模糊。当孔增大到一定程度时,在光屏上只能看到与孔形状相似的光斑。
E:如果物体到小孔的距离大于小孔到光屏的距离,所成的像是 缩小 的;如果物体到小孔的距离等于小孔到光屏的距离,所成的像与物体 大小相等 ;如果物体到小孔的距离小于小孔到光屏的距离,所成的像是 放大 的。
四、光速
1、 光在真空中的传播速度最大,用c表示,c=2.99792×108m/s。通常情况下,真空中的光速可以近似为
C=3×108m/s
2、 光在其他介质中的传播速度
光在空气中的传播速度接近光在真空中的速度,也近似为3×108m/s;光在水中的传播速度约为真空中的3/4,在玻璃中传播的速度约为真空中的2/3。
考点一:光沿直线传播
例1.光在真空中传播的速度是______m/s,光在______介质中沿直线传播。在光和光线中,______(光/光线/两个都/两个都不)是客观存在的。
【答案】 3×108 同种均匀 光
【详解】[1]光的传播不需要介质,光在真空中的传播速度是3×108m/s。
[2]由实验探究发现,光在同种均匀介质中沿直线传播。
[3]物理上用光线来描述光传播的径迹和方向,并不真实存在,但光是真实存在的。
考点二:解释光沿直线传播的现象
例2.出现金星凌日天象时,人们可通过滤光镜观察到太阳上有一小黑点,如图所示,小黑点即为金星,该天象是由于光的______而形成的,太阳、地球和金星三个天体可能分别处在图中a,b,c三个位置的某个位置上,其中金星应处在______位置上,试举出一个生活中应用此知识的例子如______。
【答案】 直线传播 b 激光准直
【详解】[1][2]“金星凌日”现象的成因是光的直线传播,当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时,金星挡住了沿直线传播的太阳光,人们看到太阳上的黑点实际上是金星,由此可知发生金星凌日现象时,金星位于b位置。
[3]排纵队、射击瞄准、激光准直等都是光沿直线传播在生活中的应用。
考点三:小孔成像
例3.如图所示。找一个空的易拉罐,用钉子在易拉罐底部的中央敲-个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上。层塑料薄膜,这样就制成了一个针孔照相机,其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛咒于小孔前的适当位置,观察并研究小孔成像的特点:
(1)烛焰在塑料薄膜上所成的像是___________(选填“实像”或“虚像”):其成像的原理是___________:
(2)如果易拉罐底部小孔