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文档简介

1、光的直线传播2一、教学内容:知识和技能了解光沿直线传播及其应用。了解光在真空和空气中的传播速度 c=3x108m/s。了解色散现象。知道色光的三原色是不同的。2、过程和方法阅读 我们看到了古老的光”的内容,了解宇宙的信息。探索色光的混合和颜色的混合,获得有关的知识。3、情感、态度、价值观通过亲身的体验以及探究的学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是 的科学态度。通过亲身的体验与感悟,使学生获得感性认识。通过探究性物理学习活动,使学生获得成功的喜悦,提高探索的积极性。 二、考点点拨:光的直线传播的内容。分析解释有关现象。知道颜色、颜料之迷。三、跨越障碍1.光源凡是能够发光的物体都叫做光源。光源

2、可以分为自然光源和人造光源,凡是由自然界直接提供的光源,都是 自然光源,例如,太阳(太阳是最大最好的自然光源)、萤火虫、磷火等等。凡是由 人类自行制造出来的光源,都是人造光源,如篝火、火把、油灯、蜡烛、电灯, 电灯是迄今为止人类制造出来的最好的人造光源。随着人类社会的发展和科学 技术的不断进步,人类将制造出更多更好的人造光源。在一个伸手不见五指的黑夜,无论我们怎样睁大眼睛,也看不见身边的物 体,这是为什么?我们知道这是因为没有光;那么在白天,有光,如果我们用 手挡住双眼,我们仍然什么也看不见,这又是为什么呢?看来人要想看到物体, 有光还不行,还要有光进入人的眼睛。不要误解为人的眼睛能发光,发出

3、的光照到什么地方,就看到什么。【名师巧指律】1、光源:能够发光的物体叫光源。名师点拨:对“光源”定义要正确理解,物体能够发光不一定正在发光,例如:无影灯、萤火虫、小彩灯、水母等也都是光源。但本身不发光靠反射或折射发 光的物体不是光源,例如:月亮、钻石等。2、光线:用带箭头的直线表示光的传播方向。它是光的理想模型。2、光速:光传播的快慢。在真空中光速 c=3.0X 108米/秒。在其他物质中传播 都小于真空中的速度。光在不同物质中传播的速度也不同。3、光沿直线传播(1)条件:同种介质均匀介质名师点拨:光沿直线传播的两个条件缺一不可,否则光线就会发生弯曲。同时 光在真空中也能传播,并且沿直线传播。

4、可见光在真空或同种均匀介质都是沿 直线传播的。(2)解释现象:小孔成像影子的形成日食、月食名师点拨:小孔的直径要小。影子是光在传播过程中不能绕过障碍物而在物体后 面形成的阴影部分。(3)应用:激光准直射击瞄准排列队列【典型例题】例1、指出下列物体中哪些是光源A、太阳B、月亮C、火星D、开着的电灯点拨:A、D是光源因它们自身能发光,而月亮、火星的光都是对太阳光的反射,它们自身不 能发光,所以不是电源.充分理解光源的概念,抓住概念中的关键一一自身发 光。例2、指出下列物体中哪些是光源A、发光的萤火虫 B、红宝石C、反光的镜子 D、坏的灯泡点拨:理解光源的概念,抓住概念中的关键-自身发光。而红宝石,

5、反光 的镜子都是对太阳光的发射,不能够自身发光,所以不是光源。坏的灯泡根本 不能发出光,所以也不是光源。答案:A2 .光在同种均匀介质中沿直线传播(1)光在空气中沿直线传播。如图所示,这是黑夜里直直的光柱,这使我们想到光在空气中是沿直线传 播的。我们可以利用一个透明水槽中装满水,在水中滴入几滴牛奶,然后用激光 手电照射,可以观察到光在水中也是沿直线传播的。同样地,通过实验我们发 现光在玻璃、酒精等各种透明物质中都是沿直线传播的。从太阳到地球的平均距离是 14960万公里。地球外面虽然包了一层很厚的 大气,可是从太阳到地球之间,有一段很长的距离是没有大气的。当阳光射到 大气圈的表面时,光就发生折

6、射。由于大气层上下的密度不同,愈近地面,就 折射得愈厉害。这样,阳光在地球大气层里就沿着一条弯曲的道路前进。当太 阳还没有开出地平线时,如果没有大气层的折射,阳光将按图中直线1的方向传播,而被地面挡住,就像碗壁挡住硬币一样,人就不能看见太阳。事实上,阳光在大气层外是沿直线方向传播的,进入大气层以后,由于大气对光的折射, 就按曲线2传播,那时虽然太阳还“躲”在地平线下面,阳光却先到达了地面, 人们就能见到太阳。由于人们在感觉上总以为光线是从前面直来的,因而认为 太阳在直线3的方向。所以说,太阳还没开出地平线,我们就可以看见太阳了。 这说明光在不均匀的大气层中是不沿直线传播的。如图所示,当光线由空

7、气进 入玻璃时,光也不沿直线传播。而在空气中和玻璃中都是沿直线传播的。看来 光要沿直线传播还必须是在同种物质当中才行。综上所述,我们得出了光沿直线传播的条件是必须在同种均匀介质中。3 .光线既然光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,所以在物理学中用一条带箭 头的直线来表示光的传播路径和方向,我们把这样带箭头的直线叫做光线。光 线是人们为了研究光的方便而假想出来的物理模型,事实上并不存在。也就是说光不是由光线组成的。要求同学们会画光线、平行光线和点光源发出的光线。光线一乘平杼光雄4 .光沿直线传播的利用。(1)激光准直在基建工程中,为保持施工作业的质量,常常需要提供较高精度的横向、竖直基准线。以激

8、光束作基准线、精度在±1毫米以内的作业,称为激光准直(2)排队同学们在操场上排成一列队伍,后面的同学为了检查队伍是否整齐时,只 需要看一下自己前方的队员(3)瞄准与单眼调线射击手在射击时,要求目标、准星、眼睛三点成一线,其实也是应用了光 沿直线传播。当目标发出或反射的光都被准星给挡住了,人的眼睛就看不见目 标,这时才能击中目标。木工师傅在看木料是否直的时候用的是单眼调线的方 法,实际也是利用了光沿直线传播。(4)利用光沿直线传播解释现象影子的形成在阳光下或灯下,按照图中的方法,用两只手做出各种姿态,你会看到, 墙上映出了狗、鸭、飞鸟等等的生动形象。当光照射到不透明的物体上时,这时就会

9、在不透明物体的另一侧形成一个 光所照射不到的黑暗区域,这个黑暗区域就是影子。我们反过来想一想,如果 光不是沿直线传播的,光就可以绕过不透明的物体,而照亮另一侧,当然也就 不会出现影子了。既然出现了影子,则正好说明光是沿直线传播的。影子的现 象也只能用光沿直线传播来解释。小孔成像用一支削得很尖的铅笔,在一张硬纸片的中心部分扎一个小孔。孔的直径 约三毫米左右。设法把它直立在桌子上(如图)。然后拉上窗帘,使室内的光线变暗。点上一支蜡烛,放在靠近小孔的地方。拿一张白纸,把它放在小孔的另一 面。这样,你就会在白纸上看到一个倒立的烛焰。我们称它是蜡烛的像。前后 移动白纸,瞧瞧烛焰的像有什么变化。当白纸离小

10、孔比较近的时候,像小而明 亮;当白纸慢慢远离小孔的时候,像慢慢变大,亮度变暗。改变小孔的大小,我们再来观察蜡烛的像有哪些变化。你可以在硬纸片上扎几个大小不等、形状不同的孔,孔和孔之间相距几厘 米。这时候在白纸上,就出现了好几个和小孔相对应的倒像。它们的大小都一 样,但是清晰程度不同,孔越大,像越不清楚。孔只要够小,它的形状不论是 方的、圆的、扁圆的,对像的清晰程度都没有影响。我们把蜡烛的火焰看成是由许多小发光点组成的,每个发光点都向四面八 方射着光。总会有一小束光,笔直地穿过小孔,在白纸上形成一个小光斑。烛 焰上的每一个发光点都会在白纸上形成一个对应的光斑,全部光斑在白纸上就 组成了一个烛焰的

11、像。从图中可以看出,烛焰上部发的光沿直线通过小孔,照在白纸的下部;烛 焰下部发出的光,通过小孔,照在白纸的上部,所以在白纸上形成一个倒立的 像。这正好说明了光是沿直线传播的。日食和月食如图所示我们先来说说日食是怎样形成的,当太阳、月亮和地球正好在同 一直线上时,由于光沿直线传播,太阳发出的射向地球的光都被月亮挡住了, 所以没有光照射到地球上,或者说地球正好处于月亮的影区当中,所以太阳光不能进入人眼,当然人也就看不到太阳,这样就形成了日食。同样道理,我们 也可利用光的直线传播来解释月食的形成。例3、太阳光穿过树叶间的孔隙,在地面上出现无数个小圆点,这是太阳的,是由于 而形成的。点拨:树叶间的孔隙

12、相当于小孔,从太阳射出的光进入孔隙后,投射到地 面上,就形成了太阳的像,即所谓的小孔成像。答案:像,光在空气中沿直线传播。例4、2004年6月8日下午13时左右在南通可以看到“金星凌日”的天文奇 观。“金星凌日”是在地球上看到金星从太阳面上移过的现象,它的产生和日 食的道理相同。如图为发生“金星凌日”的现象时的示意图,图中金星的位置 在()A、甲B、乙C、丙D、丁点拨:类似“日食” “月食”说明了此次的“金星凌日”现象是由于光的 直线传播造成的,所以此时我们只需要找出能够挡住太阳光,使阳光到达不了 地球的点就是所求。答案:D5.光的传播速度闪电打雷的时候,你总是先看见闪电,后听见雷声。这证明,

13、光的传播速 度比声音的传播速度要快得多。光的传播速度有多快呢?用普通的方法是很难测出来的。经过科学家的多 次测定,光每秒钟大约跑三十万公里,即3x108m/s.(更准确地说,光在真空里的速度是每秒钟299792.46公里)。也就是说,只要一秒钟,光就可以在北京和 上海之间跑一百多个来回。光速差不多是声音在空气中传播速度的九十万倍。例5、打雷时,看到闪电后经5秒钟才听到雷声,估算一下发生雷鸣处离你多 远?点拨:实际上雷和闪电是同时发生的,但由于光的传播速度远远大于声音 的传播速度,光速是3X108米/秒,而声音在空气中的传播速度仅为 340米型 所以打雷时,先看见闪电而后听到雷声,光传播所需要的

14、时间可以忽略不计, 则5秒为雷声传播的时间,人到雷鸣处的距离可以求得。已知:v声=340米/秒,t=5秒求:人到雷鸣处距离S解:根据v=S/t可得S=vt=340 米/秒 X 5 秒=1700 米答:发生雷鸣处离人的距离为1700米。例6、运动会上100m跑比赛时,计时员听到发令枪声才计时,比看到冒烟计 时早些还是迟些?早或迟多少时间?哪个更准确?点拨:发令员发令时,枪声和烟同时发生并在空中传播。运动员与发令员 相距很近,可以认为在发令的同时起跑。计时员在终点,由于光速远大于声速, 可以认为发令的同时计时员看到了冒烟,即不考虑光传播的时间(时间太小), 计时员听到声音要稍后些。已知:路程S=1

15、00m,求:声音传播100m和光传播100m的时间差解:看见冒烟和听到声音的时间相差9100m!= m AL29s答:听到枪声要比看到冒烟迟0.29s,看到冒烟计时准确例7、牛郎星和织女星相距16光年,这个距离为_km. 点拨:“光年”是长度单位,指光在 1年内通过的距离,一年按 365天计 算。答:1.51 X014四、本节小结光的直线传播的例子很多,同学应该会对一些光沿直线传播的现象进行解 释。同时记住光在真空中的传播速度,明白光年是表示长度的单位。【模拟试题】(答题时间:10分钟)1 .光源。A、正在播放的电视荧屏 B、织女星C、火焰D、正在放映的银幕.其中是光源的是.2 .光在物质中传播的路径是一条直线.3 .光在中传播的速度最大,其数值是 .4 .光年是单位.5 .日食、月食这些自然景观的形成原理是 .如图所示,是“日全食” 时太阳、地球、月球的位置示意图,则图中A处是球,B处是球.6 .光年是指光在真空中一年传播的距离.距离太阳系最近的恒星发出的光要 经过4.3年的时间才能到达地球, 这颗恒星距地球有 光年,合 千米.7

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