資源簡介

第十一講 光的直線傳播
A.學前導讀
為何會出現“一葉障目不見泰山”呢？
日食和月食是如何形成的，在什么特定的位置可以觀察到？
為何打雷下雨時總是先看到閃電后聽到雷聲？
B.知識詳解
實驗一：光源
舉出一些具體的物質讓學生來判斷此種物質能否“自身發光”.如：電燈、點燃的蠟燭、手電筒、激光筆、手機、太陽；玻璃、鏡子、地球、月球.
實驗結論（知識點1）：能夠 的物體叫做光源，一般我們將光源分為 光源（太陽、螢火蟲、水母、閃電）和 光源（電燈、手電筒、點燃的火把、點燃的蠟燭）.很多物體自身沒有發光的能力，而是通過反射其他光源發射的光線，讓我們認為它們擁有發光的能力（玻璃、鏡子、鉆石、月亮）.
實驗二：光的傳播
用激光筆射出光線使其穿過均勻的空氣、均勻的水、均勻的玻璃，學生觀察歸納出光在均勻介質中的傳播方式.
實驗結論（知識點2）：大量的實驗證明，光在 、 介質中沿直線傳播；光在不同種或不均勻介質中傳播時，傳播方向將會改變.注意，傳播介質必須是透明物質（真空也可算）
實驗三：光的直線傳播典型現象（知識點3）
①影子的形成：利用光源（電燈）與遮擋物來研究光源、遮擋物、影子三者之間的關系.
②日食與月食：將黑板比作太陽，用一個小物塊（如橡皮擦）比作月球，將學生的眼睛比作地球，讓學生設計方法使自己在睜開眼睛的狀態下看不到正對的黑板.
③小孔成像：利用蠟燭、不透光的紙板（分別在同種紙板上鉆一個很小的圓形孔、方形孔、三角形孔，另一張鉆較大的孔）、接收光線的白色光屏.將三者放在同一高度、同一直線上，可以適當移動三者的位置，來觀察燭焰與光屏上的像之間的關系.
實驗結論：三種典型的光學現象運用的原理都是“ ”，注意，小孔成像中形成的像是倒立的實像，像的大小由相距以及物距之間的關系決定.
知識點4：光的傳播速度
真空中的光速是已知宇宙中最快的速度，在物理學中用字母c表示，c=2.99792×108m/s，在計算中，真空中的光速取c= ，光在空氣中的速度略小于在真空中的速度，計算的時候可以視為c=3×108m/s.光在水中的速度約為c，在玻璃中的速度約為c.
記作：v真空＞v空氣＞v水＞v玻璃
“光年”是指光一年走過的路程，是 單位，不是速度單位.
知識點5：光線
光線是人們用來表示光的傳播路徑的一種方式.根據光的直線傳播，我們沿光的傳播路徑畫一條直線，并在直線上用箭頭表示光的傳播方向，這種表示光的傳播方向的直線稱為光線.
畫法：（1）沿光的傳播路徑畫一條直線（2）實際光線要畫成實線（3）直線要標注箭頭，箭頭方向表示光的傳播方向（4）非實際光線一般用虛線表示（5）光在非均勻介質中傳播路徑可能為一條曲線
C.典型例題
知識點：光源的概念
下列物體：①太陽、②月亮、③星星、④夜明珠、⑤鉆石、⑥打開的電視機、⑦燈籠魚，其中一定是光源的是_______________；一定不是光源的有____________．（只填序號）
知識點：光的傳播
【例2】小明在學習“光的傳播”時，看到老師的一個演示實驗，過程如下：
①用激光筆射向水中，觀察到光線是一條直線（如圖）；
②在A點處用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，觀察到光線發生了彎曲；
③經攪拌后，觀察到光線又變直．
小明根據上述現象得出的結果，正確的是（　　）
A.光的傳播需要介質 B.光只有在水中才沿直線傳播
C.光在海波溶液里不能沿直線傳播 D.光在同一種均勻介質中才沿直線傳播
知識點：光的傳播
【例3】如圖所示的情景中，屬于光沿直線傳播現象的是（　　）
A. B.
水面倒影 放大指紋
C. D.
手影游戲 水面處“斷”筆
知識點：影子的形成
【例4】中學生身高1.5m，在陽光照射下影長為1m，若此時測得旗桿的影長為4m，則旗桿高為（　　）
A..6m B.7m C.8m D.9m
知識點：小孔成像
【例5】如右圖，小華在一張不透光的紙上用針扎一個直徑約1mm的小孔，讓白熾燈泡發出的光穿過小孔射到白紙上，在白紙上可看到一個清晰 狀的光斑，這是 現象，向上移動小孔，像的大小變 .
知識點：光速
【例6】光在真空中的傳播速度是_____________m/s，聲音在空氣中的傳播速度大約是340m/s，表示1秒鐘內聲音在空氣中傳播的路程為____________m．某次下雷雨，小明看到閃電5秒后聽到雷聲，則發生雷擊處離小明有___________m．已知從地球發出的一光信號經2.56s到達月球并反射回發出地點接收，則月球與地球間的距離約等于_________________m．
D.夯實基礎
1.自身能夠 的物體叫光源.正在發光的電燈、反光的鏡子、收看電視時看到的屏幕、太陽，其中不是光源的是 .
2.光在不同介質中傳播的速度一般是不同的，它在水中的速度 在玻璃中的速度.（填“大于”、“小于”或“等于”）
3.小孔成像的原理是光的 ，若光源是圓形的，小孔是方形的，則成的像是 形的.
4.①太陽；②月亮；③星星；④碎玻璃片；⑤蠟燭的火焰；⑥無影燈；⑦鉆石；⑧螢火蟲；⑨小彩電燈.上述例子中一定是光源的是 ，一定不是光源的是 ，可能是也可能不是光源的是 .
5.一根旗桿豎立在陽光下，從早晨到中午這段時間內，旗桿影子的長度 （填“變長”或“不變”“變短”）.
E.進階拓展
1. 下列都是光源的是（ ）
A.蠟燭火焰、拋光的金屬面 B.月亮、火把
C.太陽、月亮 D.太陽、蠟燭火焰
2.不能用光的直線傳播來解釋的物理現象是（ ）
A.“一葉障目，不見泰山”
B.太陽光穿過大氣層射向地面過程中發生彎曲
C.檢查一塊木頭棱是否直，可閉上一只眼睛，用另一只眼睛沿棱的長度方向看過去
D.日食、月食的形成
3.小明同學在課外用易拉罐做成如圖所示的裝置做小孔成像實驗，如果易拉罐底部有一個很小的三角形小孔，則他在半透明紙上看到的像是（　　 ）
A.蠟燭的正立像 B.蠟燭的倒立像 C.三角形光斑 D.圓形光斑
4.晴天，樹陰下的地面上出現的圓形光斑是（ 　　）
A.太陽的實像 B.太陽的影子 C.太陽的虛像 D.樹葉的影子
5. 光在空氣、水、玻璃中傳播的速度，按由小到大的順序排列為（ ）
A.空氣、水、玻璃 B.玻璃、水、空氣
C.水、空氣、玻璃 D.水、玻璃、空氣
6.夏日下午，為了防止自行車被曝曬，學校的四層教學樓邊有如圖的四個露天停車區，你認為停車的最佳位置是（　　）
A.停車區① B.停車區②
C.停車區③ D.停車區④
7.如圖所示，甲、乙兩人分別站立于一面墻的兩邊，若要在墻上開一個窗使兩人彼此都能看到對方的全身，則所需的最小窗的位置應為（　　）
A.ae B.ad
C.bc D.bd
8. 2009年7月22日我國長江流域發生了本世紀以來最大規模的一次日全食，左圖是某校同學用一盆墨水觀察到的日食奇觀，產生日食的原因是光沿________傳播，當我們位于右圖中的________區域時，就能看到日全食現象.
9.將點燃的蠟燭置于自制的小孔成像儀前，調節二者的位置，在屏上得到如圖所示的蠟燭清晰倒立的像，請在圖中確定成像儀上小孔O的位置（保留作圖痕跡）.若將蠟燭靠近成像儀少許，蠟燭的像將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）.
F.課后訓練
1.（多選）點光源發出的光照射到不透明的物體上就會在物體后面的屏上形成影子，關于改變影子大小的下列說法，正確的是（ ）
A.增加光源到物體的距離，影變大 B.增加屏到物體的距離，影變大
C.增加物體本身的大小，影變大 D.增加物體到屏的距離，影變小
2.如圖所示的四種現象中，由于光的直線傳播形成的是（ ）
3.如下短句或詞語涉及到的知識與光的直線傳播無關的是（ 　　）
A.立竿見影 B.一葉障目 C.魚翔淺底 D.三點對一線
4.如圖所示，在開鑿大山隧道時，工程師們常常用激光束引導掘進機，使掘進機沿直線前進，保證隧道方向不出偏差．這主要利用了（　 　）
A.光的直線傳播 B.光的曲線傳播
C.光的反射 D.光的折射
5.一般情況下，光傳播時的路徑是看不到的，你在實驗中顯示光路的方法是 .
6.由于光沿直線傳播，當光遇到不透明物體時，會在物體后面形成影子；我們常常根據光源的大小將光源分為點光源和面光源，當發光物體的大小遠遠小于它到觀察者的距離時，可以把它看成一個發光點，稱為點光源，那些不能作為一個發光點的則稱為面光源，如圖甲是從光源發現的光遇到不透明物體時形成的影子.許多神奇的現象都與影子有關，如日食. 請根據以上信息指出圖乙中的A、B、C三幅照片分別是從哪個區域中拍攝的.
7.有一位在北京某劇場里觀看演出的觀眾坐在離演奏者30m遠處，另一位在上海的聽眾在自己家里收音機旁聽實況轉播，北京與上海相距1460km.問哪一個人先聽到演奏聲？（已知無線電波與光的傳播速度相同）
8.某同學要利用一把能測長度的米尺，測量如圖所示的水平地面上的一顆大樹的高.
（1）簡要說明他的測量方法；
（2）寫出計算大樹高度H的數學表達式.
G.設計實驗
易拉罐巧做“小孔成像”
實驗前準備一個空易拉罐，剪刀，釘子（或鋼針），塑料薄膜（透光性不用太好，用白色塑料袋即可），膠水（或橡皮筋），蠟燭，打火機.
先將易拉罐頂部用剪刀去掉，在底部用釘子打一個很小的孔，頂部罩上塑料薄膜并用膠水固定.點燃一根蠟燭，用制作好的易拉罐底部對準蠟燭火焰，觀察塑料薄膜上形成的圖案.注意實驗中屋內不能太亮，并可以扇動蠟燭火焰以改變燭焰的位置來觀察薄膜上的圖案.
我們會在塑料薄膜上觀察到一個正好倒立的蠟燭火焰的像，這就是小孔成像，其原理就是光的直線傳播.我們還可以改變物距和像距，來比較像與物的大小關系.
H.拓展閱讀
尋找“往日之光”
在科幻小說《往日之光》中作者鮑勃·肖幻想了一種慢透光玻璃，講述了一段美麗動人的故事.
“想象有一種玻璃，光在這種玻璃中運動的速度極慢，通過半厘米厚需要10年，比蝸牛的速度還慢得多.當一塊慢透光玻璃制出來時，望上去總是一片漆黑，因為還沒有光穿過它.把這種玻璃放在風景秀麗的林中、湖邊，帶著這些美麗的景致的光陷入慢透光玻璃中，10年也出不來.把在這種地方放了10年的玻璃鑲在城市住宅的窗戶上，那么，在下一個10年的過程中，這個窗子外面便仿佛呈現出林中湖泊的美景.各種動物無聲的前來飲水，空中百鳥飛翔，日夜在交替，季節在變化.身居鬧市，猶如別墅.”
這確實是一個有意思的幻想，但關鍵是要降住飛馳的光.科技技術發展到今天，部分科幻已經開始變成現實.
I.知識拾遺
同學們，你能回答學前導讀中的三個問題了嗎？
本課中的疑問

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