八年级物理光的传播上海科技版知识精讲

1、初二物理光的传播上海科技版【本讲教育信息】一. 教学内容：光的传播主要内容：1. 光在同一种均匀介质中沿直线传播，并能用来解释简单现象。2. 知道光线是表示光的传播方向的直线。3. 知道光在真空中的传播速度。重点：光在同种均匀的介质中沿直线传播并用来解释常见的现象，记住光速。难点：利用光沿直线传播解释现象。重点内容讲解：一. 我们生活在一个光的世界中，光不但给我们带来了光明，还给我们带来了神奇。例如：如图，黑夜里，我们连平静的湖水都看不风，而到了白天，我们不但能够看到平静的湖水，而且还能看到美丽的倒影。如图，五光十色的灯光给黑夜带来了光明，人们开始了丰富多彩的夜生活。 如图，密密麻麻的苇林挡不

2、住阳光对 “直” 的不懈追求。这是神秘的X光的杰作，是一个歌手的照片。二. 光源凡是能够发光的物体都叫做光源。光源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）、萤火虫儿、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近步，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

3、，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。不要认为人的眼睛发光，发出的光照到什么地方，就看到什么？三. 光在同种均匀介质中沿直线传播1. 光的空气中沿直线传播。 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。这是电影院中由电影放映机射向荧幕的光柱，也说明光在空气中也是沿直线传播的。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。同样通过实验我们发现光在玻璃中、酒精中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

4、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。当太阳还没有升出地平线时，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一直来的，因而认为太阳在直线3的方向。所以说，太阳还没升出地平线，我们就可以看见太

5、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。看来光沿直线传播还必须是同种物质当中才行。综上所述，我们得出了光沿直线传播的条件是在同种均匀介质中沿直线传播。2. 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。 3. 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

6、的质量，常常需要提供较高精度的横向、竖直基准线。以激光束作基准线精度在1毫米以内的作业，称为激光准直。在开凿地下隧道工程中，过去用普通光学经纬仪等仪器，在人工照明条件下，设立桩标，建立基准线。这种方法一方面需要不断停工，影响掘进速度；另一方面在照明不足、粉尘浓度大的情况下，测程短，需要测的次数多，质量也不易得到保证。而在地铁、隧道工程中，应用激光准直，激光束可达300米远，并且亮度大，看得清楚；也便于用光电检测自动控制调整掘进机的方向。在大型掘进中，还可增加激光束的数量，当激光束较多时，可形成开掘面的轮廓，保证工程质量。在大型建筑施工中，经常有大面积饰面板安装工程，如大理石贴面、地板安装等。在

7、这种情况下，利用激光束作基准线，可以提高精度。毛主席纪念堂廊柱有44根柱子，每边12根，用大块的经过刨床加工过的花岗石作饰面，为了使12根廊柱外饰面共在一个铅直面上，采用了激光准直仪为最下面的两列石板准直。施工中，先使仪器发出的激光束与柱列中心线平行（如图），再以激光束作为检查每根柱上花岗石板共铅直面的基准，可保证各石板共铅直面精度达到毫米量级。在面积大、人员多、交通频繁的施工场合，激光准直线不怕碰、不怕风、不妨碍交通，使用方便、准确可靠。（2）排队如图所示，士兵在排队，当3号士兵看不见1号士兵时，说明1号士兵反射的光都被2号士兵挡住了，不能从其它方向传入3号士兵的眼睛，这正好利用了光沿直线传

8、播。光有多直，队伍就有多直。其它士兵一样，就可以将队伍排的很直。（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，这时人眼睛就看不见目标，这时才能击中目标。木工师傅在看木料是否直的时候用的单眼调线，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（1）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

9、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。（2）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。当白纸离小孔比较近的时候，像小而明亮；当白纸慢慢远离小孔的时侯，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

10、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。这个实验至少向我们提出了三个问题：小孔成的像为什么是倒立的？像的大小和哪些因素有关？像的清晰程度和哪些因素有关？为了说明这些问题，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

11、焰的像。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。这正好说明了光是直线传播的。如果你把小孔搞得太大，穿过小孔的光束就变粗。由烛焰各部分射来的光束通过较大的孔以后，会在白纸上形成一些较大的光斑。这些光斑互相交叉重合，烛焰的像就变得模糊不清了。再增大小孔的孔径，白纸上就只会出现一个模糊的大光斑。两千多年以前，我国学者韩非，在他的书里记载了一个有趣的故事：有人请了一个画匠为他画一张画。三年以后，画匠告诉他：“画成了！”他一看，八尺长的木板上只涂了一层漆，什么画也没有，便大发脾气，认为画匠欺骗了他。画匠说：“

12、请你修一座房子，房子要有一堵高大的墙，再在这堵墙对面的墙上开一扇大窗户。把木板放在窗上，太阳一出来，你在对面的墙上就可以看到一幅图画。”他半信半疑，照画匠的话去办。果然，在屋子的墙壁上出现了亭台楼阁和往来车马的图象，好像一幅绚丽多彩的风景画。尤其奇怪的是，画上的人和车还在动，不过都是倒着的！ 大约两千四五百年以前，我国的学者墨翟和他的学生，作了世界上第一个小孔成倒像的实验，解释了小孔成倒像的原因，指出了光的直线传播的性质。这是对光直线传播的第一次科学解释。（3）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

13、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。5. 光速当我们在阳光下奔跑的时候，我们的影子总是紧紧地跟着我们；汽车无论跑得多么快，它的影子也总是紧跟着它，真是形影不离。这个简单的现象告诉我们：光的传播速度一定比人和汽车的速度快得多。假如光跑得慢，那么，光从人的头部跑到地面的时候，人又向前跑了一段距离，头部的影子就会落后一大段。事实当然不是这样的。闪电打雷的时候，你总是先看见闪电，后听见雷声。这证明，光的传播速度比声音的传播速度也快得多。光的传播速度有多快呢？

14、用普通的方法是很难测得出来的。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。光在宇宙万物的运动会上，称得上是赛跑冠军。光有着直线前进的性格，又有着轻盈敏捷的脚步。对这个不知疲倦的“赛跑冠军”，有的人却抱怨起来，他们说：“光跑得太慢，简直像爬行。”这是为什么呢？当人类开始向宇宙空间进军的时候，人们深深感到宇宙实在太大了。除了太阳以外，距我们最近的恒星是半人马星座中的星（又叫比邻星）。它发出的光要经过4.3年

15、才能到达地球。现代的天文望远镜看到的遥远恒星，它的光要经过几十亿年才能到达地球。换句话说，我们看到的光线是它在几十亿年以前发出来的，至于现在这个恒星的面孔如何，要再等几十亿年以后才能看见。这多么让人着急啊！难怪一些科学家说：“光像蜗牛一样在宇宙中爬行。”【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【解析】：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【点拨】：理解光源的概念是解本题的关键例2. 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。【分析】树叶间的孔隙相当于小

16、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。【解答】像，光在空气中沿直线传播。【说明】你能用光的直线传播来解释小孔能成倒像，而大孔不能成像吗？除了小孔成像，还能举出光沿直线传播的例子吗？例3. 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？【分析】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3108米/秒，而声音在空气中传播速度仅为340米/秒，所以打雷时，先看见闪电而后听到雷声，光传播所需要的时间可以忽略不计，则5秒为雷声传播的时间，人到雷鸣处的距离可以求得。【解答】已知：V声=340米/秒，t=5秒，根

17、据V=s/t可得s=vt=340米/秒5秒=1700米发生雷鸣处离人的距离为1700米。【说明】现在公认的光在真空中的传播速度是3108米/秒，光在其它介质中的传播速度比在真空中的速度小，光在空气中的速度十分接近光在真空中的速度。例4. 运动会上100m跑比赛时，记时员听到发令枪声才记时，比看到冒烟记时早些还是迟些？早或迟多长时间？哪个更准确？【分析】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。记时员在终点，由于光速远大于声速，可以认为发令的同时记时员看到了冒烟，记时员听到声音要稍后些。【解答】看见冒烟和听到声音的时间相差听到枪声要迟0.29s

18、，看到冒烟记时准确。例5. 如图1所示，AB是窗口，CD为窗外一景物，用作图法画出室内可看到CD整个景物的位置和范围。【分析】室内能看到景物上方C点的位置在光线CA和CB所夹的范围内，同理看到景物最下方的D点的位置在光线DA、DB所夹的范围内，因此要能够看到整个景物只能在上述两个范围的重叠部分。【解答】作光线CA、CB；及DA、DB；图示阴影线即为所求，如图2所示【模拟试题】（答题时间：30分钟） 1. _叫光源，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_中传播速度最大，其数值是_4. 光年是_单位5. 日食、月食这一自然景观，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年的时间才能达到地球，这颗恒星距地球有_光年，合_千米7. 下列现象中不能用光的直线传播知识解释的是 A. 小孔成像B. 日、月食的形成原因C. 人在阳光下形成的影子D. 傍晚当太阳到了地平线以下，我们还能看到它8. 关于小孔成像的大小，下列说法正确的是 A. 像比物大 B. 像