同学们好，我是科学丁老师。这节课我们学习第四章第三节第一课，时光的直线传播。清晨一缕阳光洒向大地，新的一天就要开始了。在这一天中我们会发现我们的影子会随时间而发生长短变化。那么影子是怎么形成的呢？第一个知识点，光的传播。两千多年前我国思想家墨子和他的学生做了世界上第一个小孔成像的实验。用一块带有小孔的板遮在墙体和物之间，墙体上就会形成物的倒影，由此可推测光是沿直线传播的这是小孔成像的原理。也就是说最早是中国的墨子，两千多年前就发现了光源之间传播。穆迪指出物体通过小孔所成的像是倒向，据此推测光是沿直线传播的那我们等一下再去讲解小孔成像的原理，茂密的森林，城市的夜晚，浓雾弥漫的公路，也能看到一树树沿直线传播的光。那么我们能否通过实验来证实呢？第一，在如图所示的有机玻璃容器中加入适量的水，用水溶性荧光笔在水中搅拌几次，再点燃一小段艾叶条，在上方冲上少量的艾条烟尘，将一束激光笔依次通过空气水、有机玻璃板，观察激光在空气水有机玻璃板的传播路径。接下来我们看一下这个实验。纯净的空气中，我们看不到光路。点燃蚊香，这里面充满了烟雾，这时候烟雾就可以出现光路。光在水中、空气中都是沿直线传播的。光在固体中也是延迟性很多的。这些现象都告诉我们光沿直线传播。用注射器将200毫升的浓糖水缓慢注入到荧光液的下方，也就是下面的浓度比较大，上面浓度比较低，再将激光笔逐渐向下移动，观察激光的传播路径，我们会发现这个光路会拐弯，说明这种介质不再均匀了，上方比较稀，下面比较农。搅拌糖水再让激光笔通过溶液再观察一下光的传播路径。好，我们来看一下这个实验。此时下方是浓盐水，上方是淡水。这时候光发生了偏折。拐弯了。这个实验告诉我们，均匀的介质同种均匀的介质光会沿直线传播，如果不均匀光会发生偏折。实验表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。光源直线传播的条件是同一种，而且是均匀介质，必须在同一均匀介质中传播。若介质不均匀，光可能会发生弯曲，介质必须得是透明的。如果不透明，光不能传播，地球周围的大气层是不均匀的。从下到上依次是对流层、平流层、中间层、散逸层、电离层。那说明这个空气也不均匀，那么它不会沿直线传播。太阳光在进入大气层时会发生偏折弯曲的现象，但是人的眼睛总是以为这个光是沿直线传播进入我们的眼睛。其实太阳有光进入我们的眼睛，我们就能看到太阳了。但是我们以为太阳在这个地方，所以太阳还在地平线以下。这条线是地平线，还在地平线以下我们就能看到了太阳，以为太阳已经升起来了。影的形成。右图是手影的小游戏，动手体验一下，观察并分析型的大小与哪些因素有关。棘手影是如何形成的？影子的形成是光源直线传播造成的。也就是说光照到人手上，手被遮住了手遮住了以后，这个光没法穿过我们的手诏到后面后面就留下一个黑的影子，所以影子的形成是光源直线传播造成的。光在传播过程中遇到不透明的物体，在物体后面因直线传播无法到达的区域便产生了影。第二知识点，光线为了形象的表示光的传播情况，我们通常用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向，这个叫做光线，这里要注意应是直线，而且要有箭头，直线表示光的传播路径，箭头表示光的传播方向。光线并不是真实存在的，也就是光照。在我们身上我们并不能看到这些光线，而是人类方便研究想象出来的，这个叫做模型。光线实际上并不存在，它是为了形象的描述光的传播路径而引入了一种模型理想模型。光沿同一种方向传播光这里有一个灯泡向四面八方传播。第三，光源直线传播的应用激光瞄准。例如这个光是直线的，我们沿着这个光向前开采隧道，那这个隧道就是笔直的，木工睁一只眼闭一只眼，他观察这个表面是否平整。排队。例如这里面的第三位同学看不到第一位同学，说明是前三位同学是整齐的。因为第一位同学他反射的太阳光被第二位同学遮住了，所以进入不了第三位同学的这个眼睛中，这说明队伍是整齐的。那么第二个同学一定位于第一和第三个同学中间，它也是利用这个光源直线传播排队。我看不到前面的同学的前面同学也就是他只能看到正前方这个同学，这个同学之前的东西他都看不到，就说明队伍是笔直的激光瞄准。那么我们看到的准星目标以及这个地方，这三点在同一条直线上，准星这个目标发出的光被这个准星挡住了，人就会射准目标。第二个知识点，光束光能在空气、液体、固体等透明物体中传播，也能在真空中传播。真空中光速是最快的，光在不同介质中传播速度不同，在但在真空中最快速度我们用V来表示，但是真空中的光速我们用C来表示，这是宇宙中速度的极限。真空中的光速是3乘以10的8次方米每秒，也等于3乘以10的5次方千米每秒，也就是一秒钟。它代表的意义，一秒钟光传播3乘以10的8次方米，或1秒钟光传播的路程是3乘以10的5次方千米。光在真空中的速度是宇宙中最大的速度，不同物质中光速不同，真空中最快。在空气中光速是接近于真空中的速度，也就是微空气约等于C。约等于真空中的光速，只是比它小一点点，约等于C在液体中只有真空中的4分之3了，那么在水中的光速那就等于4分之3C光在玻璃中传播速度更小，约为3分之2真空中光速的3分之2水位，玻璃约等于3分之2C。探究实验制作针孔照相机，这是小孔成像的原理。我们来看一下制作针孔照相机，探究针孔成像的特点。器材不透明的纸盒、卡纸、半透明纸以及剪刀等设计制作制作或寻找一个类似如图所示的一个不透明的盒子，在A端开一个小孔作为镜头，在B端蒙上一个半透明的纸作为光屏。小孔的大小要能改变，半透明的纸到小孔的距离也要能改变，也就是说它可以左右移动。那么半透明纸这个B这张纸，半透明纸可以距离到A的距离可以改变。这样一个简易的针孔照相机，我们便制作完成了。观察依次插入大孔中孔小孔的镜头，将镜头对准窗外很亮的物体，在表中记录景物和现成现在半透纸上的像的特征。如果孔很大，而孔中的的孔很小，无论是哪一种孔成的像都是道理的。大孔巷最亮，中孔次之，小孔最暗。那么清晰度，大孔非常的模糊，小孔稍微清晰一点，这个中孔稍微清晰一点，小孔最清晰。2、保证镜头的位置不动，缩短光屏到小孔的距离，半透明纸上所成像景象的范围会变小，景物大小也会变小，这就是小孔成像。为什么用针孔照相机拍摄出来的像是倒立的，我们画图解释一下。还有刚才也有两个问题，也就是说我们远离靠近的时候，接下来我们看好这个火焰的尖端是是A点，那么它会发出无数条光，那么这里面它是通过不了，这里面他也通过不了，这里面他也通过不了，只有一个地方它能通过，也就是这个地方，于是这个地方就出现了A一撇，A把A一撇这个照照亮好，接着看下面1点B点。B点也是一样的，光这么照射过不去，这么照射也过不去，这么照射还过不去，这里也过不去，只有这一条线，那么这里只有B能照亮，形成B的像，那么AB的中点C它也会发出无数条光，都过不去，通通过不去，只有这一点能过去。好，这点就会出现C一撇，那么AB上有无数个点，每个点都有自己对应照亮的地方，它们合在一起也变成了一个像是倒立的像，这是真实光线汇聚形成，并且光屏能接到，这个叫做实相。由实际光线。形成叫做实像，且能被光屏承接。他能接触到。我们来看一下。AB上有无数个点组成了。这个。火焰，他照的相也有无数个点组成的像，这点是A撇。这点是。第一篇，所以它呈现了一个道理的像。好，接下来我们看一下，如果光屏靠近，那也就是说只到这个地方来。那么出现的像就只有这么大了。所以我们会发现越近的时候这个像就会越小。如果光屏靠近像会变小，前提是物体和挡板不动。那么如果要是蜡烛靠近？好，我们来看一下在这个半透纸上它成的像就会变大。那么此时成像在这里，像就会变大，也就是蜡烛靠近时像会变大，光屏靠近时像会变小。最终我们就得到了一个这样的像，如何使光屏上的像更亮呢？我们可以增大这个孔的径，也就是把孔挖大一点，但不能太大。因为我们做的是小孔成像，如果太大，那就是光亮的一片了。举个例子，我们来看这幅图，这个孔很小，如果这个孔很大的情况下，他就把这一片都给照亮了。比如说孔这样。他把这一片都给照亮了，他得到的是一个亮斑，一个孔是什么形状，它就是什么形状。我们小孔这样必须得太比较小，如果太大会导致成像模糊。2、将被拍摄的物体靠近镜头，也就是火焰蜡烛靠近这个小孔。3、在光线充足的室外或明亮的室内进行拍摄，这样我们就可以使像更亮。树影下的圆形光斑是小孔成像形成的，它并不是孔的形状。例如有的小孔，树叶和树叶之间有可能小孔是三角形的，但是太阳是圆形的，它在地上落下来的是太阳的像，所以我们看到是或明或暗的圆形的亮斑。这个亮斑实际上是太阳小孔成像，所以它是圆形的，它与太阳的形状是有关的。拓展，我们把这个物体到小孔的距离叫做物距，用字母U来表示。我们把光平接到晨曦的像，曾经的这个明亮的像，光屏到这个小孔之间的距离叫做像距，像到小孔的距离用字母V来表示。好，第一，当物距大于像距时，那像就比较小，这里面画的接近相等了当物距等于像距时，像与物等大。第三，当物距小于像距时，成放大的像。也就是说我们来看一下这两个，如果物距等于像距，这两个三角形就全等了，那么这两个肯定相等，所以此时像和物等的，如果这边。近光平。这边近U大于，那么就是物体大谁远谁就大。你看着物距大于像距，那说明物体远物体就大，像就小，谁远谁就大。那么我们来看。好了这个小孔。如果两个一样远，这两个就一样大。小孔在中间。现在物体远，物体就大象就小了。这里是小孔，如果相比较远，那像就比较大，所以这个口诀是谁远谁大。影和像的区别。影子和小孔成像都是光源直线传播形成的，但二者存在明显的不同。影子是光照射不到的区域，例如光源被AB挡住了，那这个地方就照不亮，它形成了影子。但是像不同小孔成像所成的，像是这个地方把它给照亮，也就是影子是没被照亮的部分，像是实际上被照亮的部分。所以它俩区有区别，光沿直线传播，光的传播在同种均匀介质中才会沿直线传播。沿光线是这样画的，光沿直线传播的现象。有哪些现象说明光是沿直线传播的呢？影子的形成。少了个字，影子的形成，小孔成像。日食、月食等。光源直线传播的应用，例如排队。瞄准等。光速光在真空中的传播速度是3乘以10的8次方米每秒，或者是3乘以10的5次方千米每秒。我们记住这两个数字就可以了。第一，我国思想家墨子和他的学生做了世界上第一个小孔成像实验。在一间黑暗的小屋朝阳的墙上戳一个小孔，人在屋外对着小口站屋内相对于这面墙的另一面墙上会出现一个倒立的人影。下列说法正确的是，小孔成像成的是石像，是由实际光线汇聚形成的，所以A不正确。B孔越小效果越好，正确像就越清晰。C小孔成像解释了光是沿直线传播的。D小孔成的像和实物相比一定是等大倒立的。错，除非这两个人，也就是说人到小孔的距离与这个光屏到小孔的距离，当它俩相等的时候才是等大。如果这两个不相等，就不再是等大的了，所以第一选择B。第二，关于光的传播，下列说法错误的是，A光的传播方向始终不变，光传播方向不变，说明光源直线传播。光源直线传播是有定前提的，同种必须得是同一种均匀皆知才会沿直线传播，所以A就不正确了。B光在空气中的传播速度约等于真空中的传播速度约等于3乘以10的8次5次方千米每秒或3乘以10的8次方米每秒，B正确。C光在同种均匀介质中沿直线传播，C正确。D光在水中传播速度小于空气中传播速度小于真空中传播速度。D正确。第二，错误的选择A第三，如图所示，在学完光的直线传播后，小明用自制的简易针孔照相机观察主演下列说法正确的是，随着竹叶烧燃烧变短屏上逐渐正立的向后上移，这肯定是个道理的，像A不正确的。B遮住小孔上半部分，屏幕中的像下半部分将缺失。如果这个小孔我们遮住了一半，那个孔更小，我们看到像会更清晰，只是可能会变暗一点。所以B不正确，孔越小就越暗，但孔越小越清晰。C若改变小孔的形状，主页上的像也随之改变。错，那么小孔我们不管是什么样形状的孔，它对这个光沿直线传播并没有影响。不管你是圆形、三角形，他对光源直线传播并没有影响，我们这上面出现的始终是火焰的形状。D保持小孔和竹叶不动，这里不动，这里不动向后拉动筒好，它向后拉，那么这个项将会变大，主线的像将会变大变暗，正确，所以例三选择D。如图所示，小柯想通过AB两张纸上的小孔看见主页，他应将竹叶两个小孔和人眼调在同一直线上。这样操作依据是光在同种均匀介质中沿直线传播。如果不在人眼和这两个不在同一条直线上，那么它就看不到这个直线的像。所以光源直线传播，这是它的依据。例5，如图甲所示，一束平行垂直于水平地面的MN照射A为小铁球，据此回答下列问题，标出小球A在甲位置中形成的影子A撇在地面MN的位置。光是这样传播沿直线传播被挡住了，所以这个地方照不亮，那这个地方就会形成一个引子。若小铁球在竖直平面内沿虚线轨迹运动，请在图一中，它运动到这里，影子在这里。当它运动到这里，影子在这，再往这运动，影子最终它在这个地方，影子在这里，所以它形成的是一条直线。回过来之后，它又沿着这个地方形成了一个影子，所以它的影子我们看到的是一条线段。第六，如图所示，小柯探究树荫下的光斑。在一张硬纸板上挖一个边长为4.5毫米的正方形孔，把这张孔挖有正方形孔，正对着太阳光。当硬纸板和地面的距离较远时，在地面上能看到一个圆形的光斑，太阳的像太阳光源直像传播在地球上形成了一个圆形的，因为太阳是圆形的，在逐渐增大硬纸板和地面的距离，好，我们增大这两点的距离，也就是说假设硬纸板不动，地面变成这，那么这个光斑就会变大。当硬纸板。和。地面的距离非常近的时候，这是地面地面上有一个硬纸板，就是地面上有一个硬纸板，硬纸板中间有个小孔，那么只有这个地方能照亮了，那这个就成方形的了，和孔的形状就一样了，现在就不再是小孔成像。例7，自伽利略提灯测光速以来，科学史上陆续出现了不同测量光速的方法。甲乙两人利用伽利略测光速的方法做了如下图的实验，甲乙两人分别站在距离1500米的两座山的山顶，每个人都提着一盏灯，甲先开灯，甲开灯，然后这时候乙看到了，就说明光传播到乙的眼睛中了。乙再开灯，然后再传播到甲的眼睛，甲再看到的时候再按下一次表，每人都提着一盏灯，甲先开灯，同时记下开灯的时间，传到乙这，乙看到乙也打开，看到之后打开瞬间打开手电筒再传入甲。当乙看到甲的灯光时立即开灯，甲看到乙的灯光后再记下时间，两次时间差0.2秒，说明甲按下了计时器，然后光打开光这个乙看到了，乙看到了之后传播到乙的的眼睛中。乙再次开灯，然后再传回甲的眼睛中，再按下一下，这个计时器一共用了0.2米号。在上述实验中测的光速V等于S除以T那也就是光来回一共是二倍的1500米，乘以1500米再除以0.2秒。好，我们算一下2乘以0.2等于10，也就是1500乘以11.5乘以10的4次方米每秒。这是我们算出来的，显然跟我们算出来的3乘以10的8次方每秒差距实在是太大了，测的根本就不准。那么利用伽利略测光速的方法，测出来与实际光速相差太远。选择一个角度分析你的原因，是因为光传播过来人需要反应的时间，然后光在传播过去，人再按下表也需要反应的时间。光传播的速度实在是太快了，1500米它需要时间非常的短，这个时间远远小于人反应的时间。也就是说你算出来0.2秒，其中有大部分的时间是人在按开关和人在按揭计这个计时器，所以导致它测出来的相差甚远。光的传播速度太快，路程过短。光在山顶实际的传播时间远小于人的反应时间。你计算的是总时间，这里面大部分的时间是人反应的时间，真正光传播的时间要比这个少得多。那么解决办法，我们可以把两地变得更远一些，1500米要远大于1500米，适当增加两人之间的距离，或者我们选择更精密的仪器来测量时间。好，这是这节课的全部内容，感谢同学们观看，再见。