4.1光的直线传播- ----2025-2026学年人教版物理八年级上学期

八年级上 第4章 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。 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。 【例】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 “光的直线传播” 光现象 光源的概念 分类 分类 光源的概念 自然/天然光源 人造光源 自身能够发光的物体叫光源 太阳、萤火虫、水母等 蜡烛、手电筒、霓虹灯、荧光棒、LED灯等 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。 体温计 【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。 A D 二、光的直线传播 透过树林的光束是直的 光在水中沿直线传播 光在玻璃中沿直线传播 （2）探究光沿直线传播的条件 在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，从侧壁水平照射激光，看到缸内光的路径如图所示. 分析：在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水后，玻璃缸里的水不均匀，光的传播路径不是直线。 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（如图所示），这样的直线叫光线； 光线不是客观存在的，它是人们建立的一种 _________。 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。(日环食图中没有画出） 液体的沸点与气压有关，在1标准大气压下，水的沸点是100oC. 二、升华和凝华现象及应用 理想模型 半影区 半影区 ②月食：当地球处于月球和太阳之间时，地球挡住了射向月球的光，由于光沿直线传播，当月球在本影区域时，能看到月全食；当月球在半影区域时，我们能看到月偏食。如图所示。 （3）小孔成像 如图所示，用给一个带有小孔的板遮挡在光屏与蜡烛之间，光屏上就会形成烛焰倒立的像，我们把这样的现象叫小孔成像。左右移动中间的板，光屏上的像的大小也会随之发生变化。 由于光沿直线传播，来自烛焰上方的光通过小孔后就射到了光屏的下部，来自烛焰下方的光通过小孔后就射向了上部。这样，光屏上就出现了烛焰倒立的像。 像的大小与物（蜡烛）的大小以及光屏所在位置有关。其大小关系为： 。 【特别提醒】 ①像的形状与小孔的形状_______。 ②物距大于像距时，成_____的像。物距小于像距时，成_____的像。物距等于像距时，成_______的像。 液体的沸点与气压有关。气压减小，沸点降低；气压增大，沸点升高。 熔化 （实像） 凝华 a 半影区 半影区 无关 b b’ a’ L 1 L 2 缩小 放大 带小孔的挡板 光屏 光源 物距u 像距v ➛ ➛ 等大 【例】某同学用两个硬纸筒探究小孔成像，如图甲所示。 ①小孔成像现象可以说明___________。 ②请在乙图中作出蜡烛 AB 在屏上所成的像 A＇B＇_______。 ③如果用不透光的黑纸把圆形小孔蒙起一半，留一个半圆形小孔透光，控制其他条件不变，蒙起后与蒙起前比较，像发生的变化有_________。 ④该同学实验后总结了以下四句说法，其中正确的是__。 A．薄膜上出现烛焰的像是倒立的 B．保持小孔和烛焰的位置不变，向前推动内筒，烛焰的像更明亮 C．蜡烛做顺时针转动时，像也做顺时针转动 4.光的直线传播的应用 由于光的直线传播，在开凿隧道时，工人们可以用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不会出现偏差；士兵瞄准射击；站队时队列排直等。 像“井底之蛙”、“一叶障目不见泰山”也都是可以用光的直线传播进行解释的。 甲 乙 光的直线传播  B’ A’ 变暗 物距减小，通过小孔的光变多，则像变亮 4【例】画出井底之蛙的视野的大致范围。 【例】作出人在什么范围内能看到窗外一棵树的全部。（用阴影线表示人所在的范围） 1.光在真空中的传播速度 真空中的光速是宇宙中最快的速度，用_____表示。c=2.99792×108m/s。近似为：c=3×108m/s=3×105km/s。 2.光在其他介质中的传播速度 光在空气中的传播速度近似等于光在真空中的传播速度c，也可以近似为c=3×108m/s。光在水中的传播速度约为3c/4；光在玻璃中的传播速度近约为2c/3。 一般情况下，v真空＞ v空气＞ v水＞ v玻璃 液体的沸点与气压有关。气压减小，沸点降低；气压增大，沸点升高。 c 视野的大致范围 A B 人所在 的范围 三、光的传播速度 如果一个人以光速绕地球飞行，他在1秒的时间内能绕地球转7.5圈。 【现象辨析】光与声音传播传播特点比较 【光年】光年是长度单位，1光年表示________________。 1光年=365×____×______s × 3×108m/s =______km 现象 光的传播 声的传播 相同点 传播速度都与介质种类有关 传播速度都与介质种类有关 不同点 能在透明物质中传播，能在真空中传播，光在真空中传播速度最大 能在固体、液体和气体中传播，真空不能传声，一般情况下固体中声速最大 光在一年内传播的距离 24 3600 9.9×1012 四、总结 光源：能够发光的物体叫光源，分自然光源、人造光源。 传播：光在同种均匀介质中沿直线传播。 光速：光在真空中的速度是3×108 m/s=3×105 km/s 光在不同介质中的速度v真空＞v空气＞v水＞v玻璃 现象：影子、日食、月食、小孔成像等。 光的直 线传播 应用：激光准直、三点一线“瞄准”、站队等。 光线：通常用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向。 这样的直线叫做光线。 光年：光在一年内传播的距离，是长度单位。 五、题型归纳 【探究光沿直线传播的条件】 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 【光的直线传播作图】 如图中MN是一块大的挡光板，板上有一很小的孔S可透过光，挡光板后面有一光屏PQ，挡光板前有一物体AB，请画出物体在光屏PQ上所成的像A′B′。 【光沿直线传播的应用】 】2020年6月21日下午3点半左右，娄底市内绝大部分同学亲眼看到了日环食这一难得的景象。从物理学的角度来说，日食属于光的　   　现象；如图中，能描述其形成原因的是　   　图。（选填“甲”或“乙”）。 【小孔成像的原理及特点】 学习了光学知识后，爱动脑筋的小明和小红想自己探究小孔成像现象。如图所示，他们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。 （1）甲图中点燃的蜡烛距小孔20cm， 它成像在距小孔15cm，则半透明膜上的像是_____； A．倒立、放大的像   B．正立、缩小的像   C．倒立、缩小的像   D．正立、放大的像 （2）由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与__的关系； （3）分析比较_____和______两图，可以得出小孔成像与物体的形状有关； （4）小明和小红明白了：树荫下的圆形光斑（如图所示）就是_____通过树叶间的小孔在地面上形成的像。 （5）小明和小红还联想到：在太阳光或者日光灯下， 如果挡住了光的去路，地面上就会形成影子．细心的小明进一步发现，在日光灯下的影子灰蒙蒙一片，一点也不清楚，特别是处处装点着电灯的大厅里，人和物的影子就更是模 糊不清了。这是为什么呢？小明去问物理老师，老师拿出几根蜡烛、一个圆柱形铁块，让小明做了如下实验： ①木块放在桌子上，旁边点上一只蜡烛．观察铁块的影子。（如图a） ②在旁边再点上一只蜡烛，观察铁块的影子（如图b） ③继续在铁块旁边点蜡烛，直到将蜡烛围满铁块四周，观察铁块的影子（如图c和d） 小明发现，蜡烛影子越来越________（填“深”或“浅”），这时他又比较了一下白炽灯和日光灯，看到白炽灯的灯丝很集中，而日光灯的灯管却很长，他想了一会后，高兴的说：“老师，我明白了！” 请你替小明回答：原来不透明物体的周围，若四周都有光源，就________.生活中的________（填一种应用）就运用这一结论。 【探究小孔成像的特点】 小明在探究“物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距的关系”时，所用的实验器材有：用发光二极管做成的物体、有小孔的方纸板、用半透明塑料膜做成的屏、量程为0~30cm的直尺。实验装置的示意图如图所示 （1）该实验应该在较___的环境下进行（选填“亮”或“暗”）； （2）记录的实验数据如下表，请在方格纸上画出像高与物距的关系图像___； 实验次数 物距u/cm 物高h1/cm 像距v/cm 像高h2/cm 1 相同 相同 4.0 2.0 2 相同 相同 8.0 4.1 3 相同 相同 12.0 6.0 4 相同 相同 16.0 8.0 5 相同 相同 20.0 9.9 6 相同 相同 24.0 12.0 （3）根据图像，得出的探究结论是：______； （4）另一名同学在做实验时，更换了部分实验器材，其实验装置的示意图如图所示。外筒（足够长）用不透明的材料制成，左端开有小孔；内筒（内径约14cm）的筒壁用不透明的材料制成，左端用半透明塑料膜做屏，并可以在外筒中自由地拉出或推入，其他器材不变。和小明使用的装置相比较，请说出该同学用这样的装置做实验的好处和不足（各写一条即可） 好处______;不足______。 【影子的运动】 如图所示，一束平行太阳光垂直水平地面MN射下，A为绳拉的小铁球，在竖直平面内沿图中虚线圆形轨迹运动，已知绳长为1m。 （1）标出小球从A点运动一圈时，其影子在地面MN上的位置范围。标出影子的位置M1N1，其影子M1N1的长度为多少？ （2）若小球运动一圈时间为0.5s,则这段时间内小球的影子在地面上运动的平均速度大小为多少？