内容正文:
2.2 光的直线传播
2024年秋苏科版八年级物理上册
一、光在均匀介质中的传播
活动2.3
观察光的传播路径
踩影子
手影
为了清楚地看到光在空气和水中传播的路径,可以在空气中喷些烟雾或在水中滴几滴牛奶。
一、光在均匀介质中的传播
活动2.3
观察光的传播路径
光在空气中的传播
光在水中的传播
事实表明,光在均匀介质中是沿直线传播的。与声音不同,光不仅可
以在空气、水等物质中传播,还可以在真空中传播。
一、光在均匀介质中的传播
活动2.3
光线
为了研究光的传播特点,我们通常用带箭头的直线表示光传播的路径
和方向。这样的线叫作光线(light ray)。光线是人们为了便于研究和表示
光的传播而引入的物理模型。实际问题中,往往用多条光线来描述光的传
播特点。
生活 物理 社会 中国古人对小孔成像的研究
《墨经》是《墨子》一书的重要部分,也是中国古代重要的哲学、逻辑学和科学著作,其中记载了小孔成像现象及其解释“景(影)到(倒),在午有端,与景长,说在端。”“景:光之人,照(照)若射。下者之人也高,高者之人也下....”这里的“景(影)”指所成的像,“午”指遮光屏,“端”指小孔。意思是,像之所以倒转,是由于遮光屏上有一个小孔,光如箭那样笔直地射入,通过小孔后上下位置颠倒。我国北宋科学家沈括所著的《梦溪笔谈》中,也有关于小孔成像的记载。
书中形象地描述了飞鸢通过窗户缝隙形成的影,其上下颠倒、左右相反。宋元时期的赵友钦还利用实验得到了小孔成像的大小、明暗与物距和孔的大小之间的关系,从而证明了光沿直线传播的特性。这些实验比西方类似的实验要早得多。
一、光在均匀介质中的传播
活动2.3
光速
打开电灯,灯光立即照亮整个房间,难道光的传播不需要时间?
研究表明,光的传播需要时间,只是它传播得非常快。光在真空中每
秒约传播 3×108m。
声音 光
真空不传声 光在真空中传播最快
15℃空气中声速340m/s 空气中光速近似3×108m/s
声音在空气中传播最慢 光在空气中比在其他
透明介质中传播的快
声音传播需要介质 光的传播不需要介质
二、能用光的直线传播来解释的现象
活动2.3
影子
二、能用光的直线传播来解释的现象
活动2.3
井底之蛙
视野的大致范围
根据光的直线传播
确定视野的范围。
二、能用光的直线传播来解释的现象
活动2.3
小孔成像
(1)探究实验
①如图甲所示,在一个空罐的底部中央打一个小孔,再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。
②如图乙所示,将点燃的蜡烛放在小孔前,并适当调整蜡烛到小孔的距离,观察塑料膜上是否有像,不断调整蜡烛、塑料膜到小孔的距离,观察塑料膜上像的大小是否有变化。
甲 乙
二、能用光的直线传播来解释的现象
活动2.3
小孔成像
③如图丙所示,将圆孔改为方孔,观察塑料膜上像的形状是否有变化。
④如图丁所示,将蜡烛换成一只发光的灯泡,观察塑料膜上的形状。
丙
丁
(2)实验分析
烛焰上部的光线,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了下部;同理,烛焰下部的光线通过小孔后,射到了上部。
二、能用光的直线传播来解释的现象
活动2.3
小孔成像
(3)小孔成像特点
①成像性质:倒立的大小不确定的实像。上下颠倒、左右相反。
②影响成像大小的因素:与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。
③像的形状:与物体的形状相同,与小孔的形状无关。
二、能用光的直线传播来解释的现象
活动2.3
小孔成像——树荫下的光斑
二、能用光的直线传播来解释的现象
活动2.3
例题
沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若莺飞空中,其影随莺而移”,而在纸窗上开一个小孔,使莺的影子呈现在室内纸屏上,却观察到“莺东则影西,莺西则影东”,如图所示。对此分析正确的是( )
A.“莺东则影西,莺西则影东”描述的是图甲
B.“若莺飞空中,其影随莺而移”描述的是图乙
C.图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释
D.小孔成像时,物左右移动时,其像的移动方向与物相同
二、能用光的直线传播来解释的现象
活动2.3
日食
二、能用光的直线传播来解释的现象
活动2.3
月食
生活 物理 社会 日食、月食与“夏商周断代工程”
中国的夏、商、周三代历时2000多年,创造了灿烂的古代文明。但由于历史文献中没有关于这三个王朝具体年代的记载,使得中华5000年文明史中有2000多年的历史年代模糊不清,无法得到世界公认。中国的文明史到底有多长?怎样确定夏、商、周的具体年代?科学家联想到了日食和月食。
1996年,我国首次实施人文社会科学与自然科学相结合,多学科交叉联合攻关的大型科学研究项目一“夏商周断代工程”。科学家根据古籍中“天再旦”“天再昏”等天象的记载,利用物理学得出的天体运行规律,推算出历史上日食、月食发生的年代,再结合文献、考古等方面的研究成果,为夏、商、周三个王朝确切年代的确定提供了重要依据。
二、能用光的直线传播来解释的现象
活动2.3
金星凌日
二、能用光的直线传播来解释的现象
活动2.3
排队、瞄准
射击瞄准要领:
“三点一线”才能射得准,即枪上标尺的缺口、枪上的准星和射击目标要在一条直线上。
缺口
目标
准星
二、能用光的直线传播来解释的现象
活动2.3
日晷、圭表
1. 如图所示,怎样才能通过三个小孔看见烛焰?试一试。
实践与练习
2. 参考如下方法制作一个简易的针孔照相机:如图所示,在空易拉罐底部的中央戳一个小孔:将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层半透明的塑料薄膜。将小孔对准窗外的景物,说一说你在塑料薄膜上看到的像的特点。
实践与练习
3. 如图所示,在水平板上竖直固定一支铅笔,并将其放在太阳光下。在11:00~14:00之间,每过15 min在铅笔影子的顶端做一个记号,并测量影长。分析实验数据,找出影长最短的时刻。向地理老师请教:怎样利用以上数据确定本地的正北方向。
实践与练习
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