内容正文:
第二单元 光
第1节 怎样能看到物体
1
聚焦
因为白天有光。
白天,我们能清楚地看到周围的世界,但在晚上却看不清。我们白天为什么可以看到周围的世界?
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
2
聚焦
为什么有光时,眼睛就能看到物体?
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
3
探索
太阳光能够让我们看到物体,还有哪些光呢?
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
4
探索
太阳和萤火虫是自然光源,蜡烛和电灯是人造光源。
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
5
探索
有些星星自己不会发光,是靠反射恒星发出的光,这样的星星不是光源。自己能发光的星星则是自然光源。
太阳、激光笔等光源发出的光很强烈,不要用眼睛正对着去看,以免伤害眼睛。
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
6
探索
光源是指能够自行发光的物体。
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
7
探索
把不发光的物体照亮后,再用眼睛看。
物体能够发光,我们就能观察到,如果物体不发光,我们怎样才能观察到呢?
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
8
探索
活动任务
观察黑盒中的贴纸,看看有什么发现。
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
9
探索
活动步骤
(1)找一个黑色盒子,在上侧面和左侧面分别打一个透光孔和观察孔,在右侧面内壁贴一个贴纸作为观察目标。
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
10
探索
活动步骤
(2)用手指堵住透光孔,试一试从观察孔能否看到贴纸。
(3)将手指从透光孔上移开,试一试从观察孔能否看到贴纸。
(4)用手指控制透光孔透光的多少,看一看贴纸的清晰度有什么变化。
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
11
探索
活动记录
观察黑盒中的贴纸
操作 观察到的现象
遮住透光孔
不遮住透光孔
遮住一部分透光孔
我的发现:
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
12
探索
活动小结
人看到物体需要光源,物体被照亮,眼睛才能看到物体。
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
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探索
透光孔应位于黑盒壁的正中心,且与贴纸中心、观察者的眼睛处于同一平面上,才能获得最清晰、完整的图像。
想一想,透光孔开在什么位置,能更加清晰地看到贴纸?
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
14
探索
如果在单侧面开设透光孔,光路单一,成像清晰完整,亮度适中;如果在多侧面开设透光孔,亮度进一步增强,但图像严重畸变,多个重影交错叠加,形成“光斑混杂”现象,无法辨识物体细节。
如果在黑盒不同侧面开设透光孔,又有什么效果?
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
15
探索
眼睛中的晶状体相当于相机的镜头,而视网膜则相当于相机的底片或感光元件。我们之所以能看到物体,是因为在有光的情况下,外界物体的影像会经过晶状体投射在视网膜上,视网膜将光信号变成神经信号,然后通过神经系统传递到大脑并被大脑接收和处理,于是我们就看到物体了。
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
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探索
活动小结
透光孔应位于黑盒壁的正中心,且与贴纸中心、观察者的眼睛处于同一平面上,才能获得最清晰、完整的图像。
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
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研讨
不能。视觉形成的必要条件是光进入眼睛。物体本身不发光时,依赖其表面反射外部光源的光而为人所见;发光体则直接发出光。在绝对无光环境中,无论物体是否存在,均无任何光反射或发射进入人眼,视网膜无法接收到光信号,大脑无法形成视觉图像。
在没有光的环境中,我们能看到物体吗? 为什么?
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
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研讨
如果在单侧面开设透光孔,光路单一,成像清晰完整,亮度适中;如果在多侧面开设透光孔,亮度进一步增强,但图像严重畸变,多个重影交错叠加,形成“光斑混杂”现象,无法辨识物体细节。
如果在黑盒不同侧面开设透光孔,对我们观察物体的效果有什么影响?
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
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拓展
阅读资料
明亮的光不但能让我们更清晰地看到物体,而且会让人产生积极的情绪感受,所以采光是各种建筑在设计中必须考虑的一个非常重要的因素。采光有时会和其他功能巧妙地结合到一个建筑元素中,从而让建筑更加美观、舒适,更富有文化特色。在我国古代的建筑中,人们普遍采用了“天窗”这一建筑元素,给人一种“别有洞天”的奇妙感觉。
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
20
拓展
古代“天窗”以采光为主,辅以通风与风水象征,如四合院天井“四水归堂”等。现代“天窗”利用智能调光玻璃和无动力通风设计,实现节能环保、降低空调负荷的功效。
搜集资料,思考一下,古代建筑中“天窗”有哪些不同的作用?我们该如何将它们应用在现代建筑中呢?
大家先看这个场景,把金属勺放进热水里,用手捏住勺柄的上端,过一会儿会有什么感觉呢?没错,我们会感觉到勺子变热了。
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