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1、1第四章第四章 光现象光现象 第第 1 1 节节 光的直线传播光的直线传播1.光源:能够发光的物体叫光源。2.光的传播3.光速:光在真空中的传播速度最快,为 3108 m/s。知识点知识点 1:1:光源光源能够发光的物体叫做光源。如太阳、通电电灯、烛焰等。光源按其来源,可分为天然光源和人造光源,如下表所示。分类各种各样的光源天然光源太阳、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、水母、恒星等人造光源手电筒、烛焰、白炽灯、日光灯、霓虹灯、油灯、汞灯等(各种灯应通电)拓展延伸拓展延伸 对光源的分类方法有很多种,例如从发光特点还可将光源分为热光源和冷光源,例如节能灯就属于冷光源。易错警示易错警示 有些物体不发光,但它
2、们可以反射太阳光或其他光源发出的光,好像它们也在发光一样,不要误认为它们是光源,如月亮和所有的行星反射太阳的光,它们都不属于光源。人的眼睛是接收光的感觉器官,人眼看见物体是由于光进入眼睛引起的视觉,人的眼睛是不会发光的。【例】 判断下列哪一组物体都是光源( )A.萤火虫和烛焰 B.电池和萤火虫2C.月亮和烛焰 D.电池和月亮答案答案:A:A 点拨：光源是指自身能够发光的物体。电池本身不发光,不是光源;月亮是反射的太阳光,其自身不发光,也不是光源;萤火虫自身能够发光,是天然光源;烛焰自身也能发光,是人造光源。故选项A 对,而 B、C、D 均错。知识点知识点 2:2:光的直线传播光的直线传播1.光
3、的传播在雾天里,可以看到从汽车车头灯射出的光束是直的;在电影院里,可以看到放映机射向银幕的光束是直的;在暗室里,可以看到射到水中的激光束是直的光能够在其中传播的物质,称为介质。大量事实证明:(1)光的传播不需要介质,光可以在真空中传播;(2)光在同种均匀介质中沿直线传播。2.光线光在同种均匀介质中是沿直线传播的,为了表示光的传播情况,我们通常用一条带箭头的直线表示光的径迹和方向,这样的直线叫光线,如图所示。画光线时,除了要画“线”以外,还要画出代表光的传播方向的“箭头”,这一点千万别忘记。3.光沿直线传播的有关现象光的直线传播的实际应用由于光在同种均匀介质中是沿直线传播的,所以自古以来在检查产
4、品的平直程度时,均以视线为准。同学们在体育课上进行队列练习时,也可用光的直线传播确定位置。在开凿大山隧道时,工程师们往往用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,保证隧道方向不出偏差等。用光的直线传播可以解释许多现象利用光的直线传播可以解释许多现象,如:“一叶障目,不见泰山”、“井底之蛙,所见甚小” 、立竿见影等。如下表所示,列出了日食的成因,影子的形成,小孔成像等。现象图示解释3日食当太阳、地球、月亮处在一条直线上,且月亮处在太阳和地球之间时,月亮的影子就投射到地球表面,在地球上的不同地区就会出现不同情况的日食影子光在传播中,遇到不透明的物体,在物体后面形成光不能到达的阴暗区域,便为影子小孔成
5、像(1)由于光的直线传播,蜡烛在光屏上形成了倒立像;(2) 保持小孔和物体的距离不变,使小孔到光屏的距离变大,像随着变大,小孔到光屏的距离变小,像随着变小;(3)小孔成像的形状由物体决定,跟小孔的形状没有关系拓展延伸拓展延伸 光沿直线传播是有条件的:(1)在同种介质中;(2)介质是均匀的。光在同种非均匀介质中传播,其方向会发生改变(在第四节会学到)。易错警示易错警示 学习光的直线传播及其有关现象,要注意做到:“一理解一区别”。正确理解光线:光线是表示光的一种理想模型,实际上并不存在,它是为了研究问题的方便而假想的。像这种建立理想化物理模型的方法,是物理研究问题的重要方法之一,这种研究问题的方法
6、称为模型法。正确区别影和像的不同:小孔成像和影子的形成都是由光的直线传播造成的,但二者却存在明显的不同:小孔所成的像是光实际照射到的区域;“影”是光实际照射不到的区域。例如射向树林的太阳光,在地面上形成的圆形小亮斑是太阳的像,跟树挡住太阳光留下的影子不同,千万别混淆。【例】 太阳光穿过树叶间的缝隙,在地面上形成无数个小圆点,这是太阳的 ,是由于光在空气中 而形成的。 答案答案: :像;沿直线传播 4点拨：树叶间的缝隙相对于树到太阳或树到地面的距离来说,都算是小孔,从太阳射出的光线穿过缝隙后,投射到地面上,就形成了太阳的像,即所谓的小孔成像。知识点知识点 3:3:光速光速(1)真空中的光速是宇宙
7、间最快的速度,在物理学中用字母 c 表示:c=2.997 92108 m/s。在我们的计算中,真空中的光速通常取为 c=3108 m/s。(2)光在空气中的速度十分接近在真空中的速度,也可视为 3108 m/s。光在水中的速度约为真空中的 3/4,在玻璃中的速度约为真空中的 2/3。(3)宇宙中恒星间的距离都非常大,为了表述方便,天文学家用了一个非常大的长度单位光年,它等于光在一年内传播的距离,例如我们最熟悉的牛郎星和织女星,相距 16 光年。光年与米的换算关系为:1 光年=9.4 6081015 m。拓展延伸拓展延伸 声的传播与光的传播的不同,如下表所示。现象特点传播速度在透明物质中传播光的
8、传播在真空中传播在介质中比在真空中传播的速度小,在真空中最快,为c=3108m/s在固体、液体、气体中传播声的传播在真空中不能传播一般情况下,在固体中传播较液体中快,在液体中较气体中快,在 15 空气中速度为 340 m/s【例】 初二的王伟同学参加校运动会的 100 m 短跑,经过激烈的拼搏,王伟同学以 12.39 秒的成绩夺得亚军,可他的同桌李乐找到计时员说:“王伟的短跑成绩我也记录了,不是 12.39 秒,而是12.10 秒”,计时员问了一个问题后,李乐笑了,说自己错了,请你回答:李乐错在哪里?解:计时员是看到白烟计时,李乐是听到枪声才开始计时,因为 t= =0.29 s,所以李乐将时间
9、少计了 0.29 s。点拨：因为相同条件下,光速远远大于声速,光传播 100 m 所用时间非常少,可忽略不计,但声音传播 100 m 需要 0.29 s,该时间不能不考虑,所以要看到白烟计时而不能听到枪声计时。5考点考点 1:1:探究小孔成像探究小孔成像【例 1】 某兴趣小组在空易拉罐的底部中央戳个小圆孔,将顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,制作成一个简易针孔照相机。如图所示,将其水平放置,在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡,灯泡发光时,可在塑料薄膜上看到灯丝 (填“倒立”或“正立”)的像。若水平向左移动易拉罐,像的大小 (填“变大”、“变小”或“不变”)。若只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状 。
10、(填“改变”或“不变”)。 答案答案: :倒立;变大;不变 点拨：小孔成像的原理是光的直线传播,小孔成像的特点是成一个倒立的实像;像的大小与物体到孔的距离有关,距离越小,所成的像越大,但与小孔的形状无关。考点考点 2:2:运用光的直线传播解释现象运用光的直线传播解释现象【例 2】 2009 年 7 月,我国出现了 500 年一遇的日全食奇观。产生日食的原因是 ; 如图所示的示意图中,能观察到日全食的区域是 。 答案答案: :光的直线传播;a 区 点拨：日食的形成是由于光的直线传播,当月亮转到太阳与地球之间时,月亮挡住了太阳射向地球的光,在地球上太阳完全照射不到的地方便发生日全食,由题图可知此处为 a 区。