資源簡介

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2023-2024人教版八年物理上冊同步學講練測學案（全國通用）
第四章 光現象 專題4.1 光的直線傳播
1.了解光源，知道光源的分類。
2.理解光沿直線傳播及其應用。
3.了解光在真空和空氣中的傳播速度。
閱讀本節課教材，參考教材完成教師給出的知識點問題的填空：
知識點1. 光源
能夠發光的物體叫做光源。光源可分為天然光源（太陽、水母、螢火蟲等）和人造光源（燈泡、火把、點燃的蠟燭）。
知識點2. 光的直線傳播
1.光在同種均勻介質中 沿直線傳播；
2.光線：常用一條帶有箭頭的直線表示光的傳播徑跡和方向。
3.光沿直線傳播的應用：小孔成像、影子的形成、日食、月食、射擊瞄準等。
知識點3. 光速
1.真空中光速是宇宙中最快的速度；在計算中，真空或空氣中光速c=3×108m/s；
2.光的傳播速度跟介質的種類有關， 光在真空中速度最大，在氣體、液體、固體中都可以傳播。 光在水中的速度約為c，光在玻璃中的速度約為c；
3.光年：是光在一年中傳播的距離。光年是長度單位。
考點1. 光沿直線傳播規律
【例題1】（2023黑龍江龍東）下列現象中能用光沿直線傳播解釋的是（　　）
A. 筷子變“彎” B. 小孔成像 C. 雨后天空彩虹 D. 山在水中的倒影
【答案】B
【解析】A．筷子變“彎”是光由水斜射入空氣時發生折射形成的，是光的折射現象，故A不符合題意；
B．小孔成像，是由光沿直線傳播形成的，故B符合題意；
C．雨后天空中彩虹，是光照射到空氣中的小水滴上發生的折射現象，故C不符合題意；
D．山在水中的倒影，是平面鏡成像，屬于光的反射現象，故D不符合題意。
故選B。
考點2. 光沿直線傳播規律應用
【例題2】（2022·四川巴中）關于光現象下列說法正確的是（　　）
A．安裝電梯時使用的激光垂準儀應用了光沿直線傳播的原理
B．通過平靜湖面看到飛機飛得越高，湖水中飛機倒影越小，說明物體到平面鏡距離越大，像越小
C．光的直線傳播、光的反射、光的折射中只有光的反射光路可逆
D．太陽光透過教室中裝滿水的飲水桶出現了彩色，是由于光的直線傳播形成的
【答案】A
【解析】A．由于光在同種均勻介質中是沿直線傳播的，所以安裝電梯時可以使用激光垂準儀校準，A符合題意；
B．根據平面鏡成像規律可知，像和物關于平面鏡對稱，物體的大小不變，平面鏡所成像的大小也不變，所以飛機飛得越高，物距越大，像距也隨之變大，但湖水中飛機像的大小不變，B不符合題意；
C．光的直線傳播、光的反射、光的折射，三種光現象中，光路均是可逆的，C不符合題意；
D．太陽光透過教室中裝滿水的飲水桶出現了彩色，是由于光的色散形成的，其實質是光的折射，D不符合題意。
故答案為：A。
【演練1】如圖所示現象中，屬于光的直線傳播形成的是（　　）
A．井底之蛙 B．空中彩虹 C．水中倒影 D．古代女子照銅鏡
【答案】A
【解析】A.井底之蛙，這是由于光是由直線傳播的，只能看到頭頂的一片天，故A符合題意；
B.天空中出現的彩虹是光的色散現象，屬于光的折射，故B不合題意；
C.水中的倒影是平面鏡成像，屬于光的反射現象，故C不合題意；
D.銅鏡中的像是平面鏡成像，是由于光的反射形成的，故D不合題意。
1.判斷物體是否是光源的方法
區別物體是否是光源，關鍵要抓住物體本身能不能發光來進行鑒別，不能以為亮的物體就是光源。
鑒別的方法一：把此物體放到絕對黑暗的屋子里去進行鑒別，看它是否發光。
鑒別的方法二：結合化學、物理、生物常識，采用分析、推理的方法加以區別。
2.記憶課節知識思維導圖
（滿分100分，答題時間45分鐘，根據下面給出的試題答案與解析自測自評）
一、選擇題（每小題10分，共50分）
1．如圖所示的現象中，由光的直線傳播形成的是（　　）
A．小孔成像
B．水中筷子
C．雨后彩虹
D．水中“倒影”
【答案】A
【解析】（1）光在同種均勻物質中沿直線傳播，在日常生活中，小孔成像、日食、月食、影子的形成等都表明光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的；
（2）當光照射到物體界面上時，有一部分光被反射回來，例如：平面鏡成像、水中倒影等；
（3）光線在同種不均勻介質中傳播或者從一種介質斜射入另一種介質時，就會出現光的折射現象，例如水池底變淺、水中筷子變彎、海市蜃樓、凸透鏡成像等都是光的折射形成的。
A.小孔成像是由光的直線傳播形成的現象，故A符合題意；
B.插入水中的筷子看起來向上彎折了，屬于光的折射現象，故B不符合題意；
C.雨過天晴時，太陽光通過懸浮在空氣中細小的水珠折射以后，分成各種彩色光，形成彩虹，是色散現象，故C不符合題意；
D.景物在水中形成倒影屬于光的反射現象，故D不符合題意。
2. 2022年北京冬奧會期間，北京皮影藝術劇院緊扣冬奧題材，精彩呈現皮影戲《尋找雪姑娘》，如圖所示。下列情境中，與皮影戲原理相同的是（　　）
A.雨后彩虹 B.樹蔭下光斑 C.水中倒影 D.筷子彎折
【答案】B
【解析】A．皮影戲原理是光的直線傳播形成的，而雨后彩虹是光的色散現象，故A不符合題意；
B．樹蔭下的光斑是光的直線傳播形成的，與皮影戲的原理一樣，故B符合題意；
C．水中倒影，平面鏡成像，是光的反射現象，與皮影戲原理不同，故C不符合題意；
D．筷子彎折，是光的折射現象，與皮影戲的原理不同，故D不符合題意。故選B。
3. （2022黑龍江龍東）如圖所示的光現象中，能用光的直線傳播解釋的是（　　）
A. 小孔成像 B. 水中倒影 C. 海市蜃樓 D. 雨后彩紅
【答案】A
【解析】A．小孔成像是光在同種均勻介質中沿直線傳播形成的倒立實像，故A符合題意；
B．水中倒影是平面鏡成像，屬于光的反射，故B不符合題意；
C．海市蜃樓是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像，故C不符合題意；
D．雨后彩虹是太陽光經水珠折射形成的七種色光的混合物，故D不符合題意。故選A。
4. 在一個烈日炎炎的午后陳老師走在隨州街頭，看到地面上樹蔭里有許多圓形光斑，抬頭看看樹葉間刺眼的陽光，想到這樹蔭下藏著物理學的秘密，便拍下兩張照片（如圖）。經估測樹蔭下一個清晰光斑的直徑約為7cm，這束陽光從約7m高處的樹葉間照射下來。我們常說太陽光經過約8分鐘來到地球（太陽和地球之間的距離按1.5×1011m計算），粗略計算太陽的直徑最接近（　　）
A. 1.5×109m B. 1.5×1019m
C. 5×106m D. 5×1012m
【答案】A
【解析】因為光斑的直徑和小孔的位置所構成的三角形，與太陽的直徑和小孔的位置所構成的三角形，是相似三角形，相似三角形的對應邊成正比例，設太陽直徑為n米，光斑的直徑為，則有
解得，故選A。
5. 圖是我國古代的一種計時工具——日晷，人們通過觀察直桿在太陽下影子的位置來計時。影子的形成是由于（　　）
A. 光的直線傳播 B. 光的反射
C. 平面鏡成像 D. 光的折射
【答案】A
【解析】A．影子的形成是是由于光的直線傳播形成的，故A符合題意；
B．光照射到物體表面時，會發生反射，影子的形成與反射無關，故B不符合題意；
C．平面鏡成像原理是光的反射，倒影的形成原理一般是平面鏡成像，故C不符合題意；
D．光的折射是光從一種介質斜射入另外一種介質中，在界面處發生偏折的過程，此題就沒有涉及多種介質，故不是光的折射，故D不符合題意。故選A。
二、填空題（每空5分，共20分）
1.現有（1）小孔成像；（2）立竿見影；（3）海市蜃樓；（4）水中倒影四個光現象。其中能用光的直線傳播規律解釋的是_______（填序號）。請你再舉出一個光的直線傳播現象的實例_________。
【答案】（1）（2）.激光準直、日食和月食等（選一個即可，其他正確也給分）。
【解析】光在同種、均勻、透明介質中沿直線傳播，產生的現象有小孔成像、激光準直、影子的形成、日食和月食等；小孔成像說明光是沿直線傳播的，立竿見影屬于影子的形成，說明光是沿直線傳播的；光線傳播到兩種介質的表面上時會發生光的反射現象，例如水面上出現岸上物體的倒影、平面鏡成像、玻璃等光滑物體反光都是光的反射形成的；光線在同種不均勻介質中傳播或者從一種介質進入另一種介質時，就會出現光的折射現象，例如水池底變淺、水中筷子變彎、海市蜃樓、凸透鏡成像等都是光的折射形成的。
2. （2022梧州）早在公元前4世紀，墨家就做過小孔成像的實驗，該實驗的原理是光的__________，像是________（選填“倒立”或“正立”）的。
【答案】 直線傳播 倒立
【解析】我國著名思想家墨子和他的學生用“小孔成像”實驗，解釋了光是沿直線傳播的。小孔成像所成的像是由實際光線會聚成的，是倒立的實像。
三、作圖題（每小題10分，共30分）
1. （2022四川成都）“圭表”是我國古代先進的天文觀測儀器，根據“表”在“圭”面上形長的變化就能知道時節的更替。元代天文學家郭守敬改進和創新了“圭表”（如圖甲），國乙是其示意圖。他在“表”上方加一根架空的橫梁，在“圭”面上放置一個可移動的景符（有小孔的銅片）。他利用改進后的“圭表”，精確推算出了二十四節氣和一回歸年天數。請根據以上資料在圖乙中畫出橫梁通過景符的小孔在“圭”面上所成的影像，并標明兩條光線的傳播方向。
【答案】如圖所示
【解析】光線照射到橫梁上，由于光線沿直線傳播，光線通過景符上的小孔，照射到“圭”面上，這是小孔成像，在“圭”上形成橫梁的像。如圖所示。
2.“井底之蛙”這個成語大家都很熟悉。請你根據所學知識畫圖說明為什么“坐井觀天，所見甚小”。（A點代表沒有水的枯井底部青蛙所在位置，用陰影表示青蛙能夠看到天的范圍）
【答案】如下圖陰影部分所示：
。
【解析】根據光在同種均勻介質中是沿直線傳播的畫出邊緣的兩條光線，即青蛙看到的范圍。
圖中A點是青蛙的位置，將A點與井口左邊的端點和井口右邊的端點相連成一直線，然后在直線上標出箭頭，即得到兩條射向青蛙眼睛的光線，這兩條光線就決定了青蛙的觀察范圍。
3. 如圖，PQ為一光屏，M、N是兩個擋板，S是光源，試在PQ上確定光源S能照亮的范圍。
【答案】如圖所示。
【解析】由于光在同種均勻介質中是沿直線傳播的，故從S發出的光經過M的最下端和N的最上端，照在PQ上的范圍就是光源S能照亮的范圍。
光速的測量方法
一、伽利略的測量
在古希臘時代，對于光速的數量級，人們并不是很清楚。一些科學家，比如亞里士多德，甚至認為光速是無限大的。更好玩的是，有人認為：光是從眼睛中發射出來的，我們一睜眼就能看到遙遠的星星，所以光速一定是無限大的。文藝復興之后，近代科學的先驅伽利略做了第一個測量光速的實驗，當時是1638年。
伽利略和他的助手站在兩個相隔較遠的山頭上，每個人手里拿著一盞燈。伽利略首先遮住燈，助手看到伽利略遮住燈之后，立刻遮住自己的燈。伽利略的設想是測量從遮住燈到看到助手遮住燈相差的時間，這段時間內，光剛好在兩人之間傳播了一個來回，這樣就可以測出光速了。然而，光速如此之快，以至于這個實驗根本不可能測出光速。如果不計兩人的反應時間和遮住燈的時間，光傳播這段距離的時間只需要幾微秒，以當時的設備條件無法完成測量。伽利略也承認，他沒有通過這個實驗測出光速，也沒有判斷出光速是有限的還是無限的。不過，伽利略說：“即便光速是有限的，也一定快到不可思議。”
二、利用木星測光速
真正意義上的光速測量是從丹麥天文學家奧勒·羅默開始的。
1610年，伽利略利用自己改進的望遠鏡發現了木星的四顆衛星，其中木衛一最靠近木星，每42.5小時繞木星一圈。而且，木衛一的軌道平面非常接近木星繞太陽公轉的軌道，所以，有時候木衛一會轉到木星背面，太陽的光無法照射到木衛一，地球上的人就看不到這顆衛星了，稱為木衛一蝕。
我們來看一個示意圖，地球繞著太陽A在圓軌道FGLK上逆時針運動，木衛一繞著木星B也在逆時針運動。木星背后CD之間是木星的陰影區，如果木衛一進入這部分陰影，太陽光照射不到它，人們就無法看到它。也就是說，當木衛一到達C點時就會消失，稱為“消蹤”，如果木衛一從陰影出來，就能夠被人觀察到，也就是木衛一到達D點時就會出現，稱為“現蹤”。羅默就是利用這個現象測量光速的。首先，我們研究地球靠近木星時發生的消蹤和現蹤現象。當木衛一到達C點時進入陰影，這個現象的光需要傳播一段距離才能到達地球。假設光從C傳播到地球時地球位于F點，那么人們觀察到消蹤現象就比木衛一進入陰影時間晚了一些，這段時間等于CF長度與光速之比。當木衛一到達D點時走出陰影，重新反射太陽光。這個現象也需要一段時間才能到達地球。由于地球在運動，假設這束光到達地球時地球位于G點，那么，人們觀察到現蹤現象也比木衛一走出陰影時間晚了一些，這段時間等于DG長度與光速之比。但是，由于CF比DG長，所以消蹤現象延遲比現蹤現象延遲多一些，即晚發現消蹤，早發現現蹤。消蹤與現蹤的時間間隔比木衛一在陰影中的時間要短。我們可以用一個線段圖表示這個關系。
同樣，我們可以討論地球遠離木星時的消蹤和現蹤現象。如果地球到達L發現木星消蹤，到達K發現木星現蹤，由于地球在遠離木星，所以LC的長度小于KD的長度，早發現消蹤，晚發現現蹤，人們觀察到消蹤和現蹤的時間間隔就會比木衛一實際在木星陰影中的時間長。1671年到1673年，羅默進行了多次觀測，并且得出在地球遠離木星時，消蹤、現蹤時間差比靠近時長了7分鐘，并得出了光的速度在108m/s量級的結論。牛頓和惠更斯這兩位科學巨匠雖然在光到底是粒子還是波的問題上爭執不休，但是在光速測量上都支持了羅默的方法。牛頓還測量了光從太陽發射到地球需要8分鐘的時間，也就是說：我們看到的太陽是8分鐘以前的太陽。
三、邁克爾孫和傅科實驗
200年之后，第一個把光速測量精度大幅提高的人是美國物理學家邁克爾孫。
1877到1879年，邁克爾孫改進了傅科發明的旋轉鏡，示意圖如下：
邁克爾孫測量光速裝置示意圖
邁克爾孫在相隔較遠的兩處分別放置八面鏡M1和反射裝置M2M3，讓一束光經過八面鏡中的鏡面1反射后發出，再通過M2和M3反射回八面鏡，經過鏡面3反射后進入觀察目鏡。只有在如圖所示的位置時，觀察目鏡處才會有光。如果八面鏡轉動一點，經過界面1反射的光就無法照射到M2，觀察目鏡上就看不到光了。
如果讓八面鏡旋轉起來，并且角速度逐漸增大，會發現某個角速度下又可以從觀察目鏡中看到光了。這是因為界面1剛好傾斜45度角時，光線經過界面1反射到達M2，再返回八面鏡時，八面鏡剛好轉動一格（1/8周期），于是界面2剛好跑到圖中鏡面3的位置，將光線反射進入觀察目鏡。由于視覺暫留現象，觀察目鏡中就好像一直可以看到光。
假設左右兩套裝置相距為L，當八面鏡轉動周期為T時，可以從觀察鏡中看到光，由于L遠遠大于其它部分的長度，所以光從界面1反射到左側，再回到八面鏡走過的距離近似為S=2L
根據剛才的分析，光來回運動一次，八面鏡剛好走過1格，時間t=T/8
因此光的速度為
根據這個原理，邁克爾孫測出光的速度為299853±60km/s，與我們今天測量的更加精確的值非常接近。
現在，人們使用更加精確的方法測出光在真空中的速度為299792458m/s，并且利用光速來定義“米”的概念。1米就等于光在真空中傳播299792458分之一秒內傳播的距離。如果距離非常大，人們就使用光年的概念：1光年等于光在一年時間里走過的距離，大約9.5×1015m。我們能看到幾百萬光年之外的恒星，那是因為那些恒星早在幾百萬年前就開始發光了，直到今天它們發出的光才到達地球。換句話說，我們看到的是它們幾百萬年前的樣子，今天它還存在不存在，還是個未知數呢！
學習目標
自學知識點梳理
考點例題精講
對點演練
解題方法歸納
課時減負課外小測驗
科學精神與擔當
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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2023-2024人教版八年物理上冊同步學講練測學案（全國通用）
第四章 光現象 專題4.1 光的直線傳播
1.了解光源，知道光源的分類。
2.理解光沿直線傳播及其應用。
3.了解光在真空和空氣中的傳播速度。
閱讀本節課教材，參考教材完成教師給出的知識點問題的填空：
知識點1. 光源
能夠　 的物體叫做光源。光源可分為　 光源（太陽、水母、螢火蟲等）和　 光源（燈泡、火把、點燃的蠟燭）。
知識點2. 光的直線傳播
1.光在同種　 介質中 沿直線傳播；
2.光線：常用一條帶有箭頭的直線表示光的傳播　 和方向。
3.光沿直線傳播的應用：小孔成像、　 的形成、日食、月食、射擊瞄準等。
知識點3. 光速
1.真空中光速是宇宙中　 的速度；在計算中，真空或空氣中光速c=　 m/s；
2.光的傳播速度跟介質的種類有關， 光在　 中速度最大，在氣體、液體、固體中都可以傳播。 光在水中的速度約為c，光在玻璃中的速度約為c；
3.光年：是光在一年中傳播的　 。光年是　 單位。
考點1. 光沿直線傳播規律
【例題1】（2023黑龍江龍東）下列現象中能用光沿直線傳播解釋的是（　　）
A. 筷子變“彎” B. 小孔成像 C. 雨后天空彩虹 D. 山在水中的倒影
考點2. 光沿直線傳播規律應用
【例題2】（2022·四川巴中）關于光現象下列說法正確的是（　　）
A．安裝電梯時使用的激光垂準儀應用了光沿直線傳播的原理
B．通過平靜湖面看到飛機飛得越高，湖水中飛機倒影越小，說明物體到平面鏡距離越大，像越小
C．光的直線傳播、光的反射、光的折射中只有光的反射光路可逆
D．太陽光透過教室中裝滿水的飲水桶出現了彩色，是由于光的直線傳播形成的
【演練1】如圖所示現象中，屬于光的直線傳播形成的是（　　）
A．井底之蛙 B．空中彩虹 C．水中倒影 D．古代女子照銅鏡
1.判斷物體是否是光源的方法
區別物體是否是光源，關鍵要抓住物體本身能不能發光來進行鑒別，不能以為亮的物體就是光源。
鑒別的方法一：把此物體放到絕對黑暗的屋子里去進行鑒別，看它是否發光。
鑒別的方法二：結合化學、物理、生物常識，采用分析、推理的方法加以區別。
2.記憶課節知識思維導圖
（滿分100分，答題時間45分鐘，根據下面給出的試題答案與解析自測自評）
一、選擇題（每小題10分，共50分）
1．如圖所示的現象中，由光的直線傳播形成的是（　　）
A．小孔成像
B．水中筷子
C．雨后彩虹
D．水中“倒影”
2. 2022年北京冬奧會期間，北京皮影藝術劇院緊扣冬奧題材，精彩呈現皮影戲《尋找雪姑娘》，如圖所示。下列情境中，與皮影戲原理相同的是（　　）
A.雨后彩虹 B.樹蔭下光斑 C.水中倒影 D.筷子彎折
3. （2022黑龍江龍東）如圖所示的光現象中，能用光的直線傳播解釋的是（　　）
A. 小孔成像 B. 水中倒影 C. 海市蜃樓 D. 雨后彩紅
4. 在一個烈日炎炎的午后陳老師走在隨州街頭，看到地面上樹蔭里有許多圓形光斑，抬頭看看樹葉間刺眼的陽光，想到這樹蔭下藏著物理學的秘密，便拍下兩張照片（如圖）。經估測樹蔭下一個清晰光斑的直徑約為7cm，這束陽光從約7m高處的樹葉間照射下來。我們常說太陽光經過約8分鐘來到地球（太陽和地球之間的距離按1.5×1011m計算），粗略計算太陽的直徑最接近（　　）
A. 1.5×109m B. 1.5×1019m
C. 5×106m D. 5×1012m
5. 圖是我國古代的一種計時工具——日晷，人們通過觀察直桿在太陽下影子的位置來計時。影子的形成是由于（　　）
A. 光的直線傳播 B. 光的反射
C. 平面鏡成像 D. 光的折射
二、填空題（每空5分，共20分）
1.現有（1）小孔成像；（2）立竿見影；（3）海市蜃樓；（4）水中倒影四個光現象。其中能用光的直線傳播規律解釋的是_______（填序號）。請你再舉出一個光的直線傳播現象的實例_________。
2. （2022梧州）早在公元前4世紀，墨家就做過小孔成像的實驗，該實驗的原理是光的__________，像是________（選填“倒立”或“正立”）的。
三、作圖題（每小題10分，共30分）
1. （2022四川成都）“圭表”是我國古代先進的天文觀測儀器，根據“表”在“圭”面上形長的變化就能知道時節的更替。元代天文學家郭守敬改進和創新了“圭表”（如圖甲），國乙是其示意圖。他在“表”上方加一根架空的橫梁，在“圭”面上放置一個可移動的景符（有小孔的銅片）。他利用改進后的“圭表”，精確推算出了二十四節氣和一回歸年天數。請根據以上資料在圖乙中畫出橫梁通過景符的小孔在“圭”面上所成的影像，并標明兩條光線的傳播方向。
2.“井底之蛙”這個成語大家都很熟悉。請你根據所學知識畫圖說明為什么“坐井觀天，所見甚小”。（A點代表沒有水的枯井底部青蛙所在位置，用陰影表示青蛙能夠看到天的范圍）
3. 如圖，PQ為一光屏，M、N是兩個擋板，S是光源，試在PQ上確定光源S能照亮的范圍。
光速的測量方法
一、伽利略的測量
在古希臘時代，對于光速的數量級，人們并不是很清楚。一些科學家，比如亞里士多德，甚至認為光速是無限大的。更好玩的是，有人認為：光是從眼睛中發射出來的，我們一睜眼就能看到遙遠的星星，所以光速一定是無限大的。文藝復興之后，近代科學的先驅伽利略做了第一個測量光速的實驗，當時是1638年。
伽利略和他的助手站在兩個相隔較遠的山頭上，每個人手里拿著一盞燈。伽利略首先遮住燈，助手看到伽利略遮住燈之后，立刻遮住自己的燈。伽利略的設想是測量從遮住燈到看到助手遮住燈相差的時間，這段時間內，光剛好在兩人之間傳播了一個來回，這樣就可以測出光速了。然而，光速如此之快，以至于這個實驗根本不可能測出光速。如果不計兩人的反應時間和遮住燈的時間，光傳播這段距離的時間只需要幾微秒，以當時的設備條件無法完成測量。伽利略也承認，他沒有通過這個實驗測出光速，也沒有判斷出光速是有限的還是無限的。不過，伽利略說：“即便光速是有限的，也一定快到不可思議。”
二、利用木星測光速
真正意義上的光速測量是從丹麥天文學家奧勒·羅默開始的。
1610年，伽利略利用自己改進的望遠鏡發現了木星的四顆衛星，其中木衛一最靠近木星，每42.5小時繞木星一圈。而且，木衛一的軌道平面非常接近木星繞太陽公轉的軌道，所以，有時候木衛一會轉到木星背面，太陽的光無法照射到木衛一，地球上的人就看不到這顆衛星了，稱為木衛一蝕。
我們來看一個示意圖，地球繞著太陽A在圓軌道FGLK上逆時針運動，木衛一繞著木星B也在逆時針運動。木星背后CD之間是木星的陰影區，如果木衛一進入這部分陰影，太陽光照射不到它，人們就無法看到它。也就是說，當木衛一到達C點時就會消失，稱為“消蹤”，如果木衛一從陰影出來，就能夠被人觀察到，也就是木衛一到達D點時就會出現，稱為“現蹤”。羅默就是利用這個現象測量光速的。首先，我們研究地球靠近木星時發生的消蹤和現蹤現象。當木衛一到達C點時進入陰影，這個現象的光需要傳播一段距離才能到達地球。假設光從C傳播到地球時地球位于F點，那么人們觀察到消蹤現象就比木衛一進入陰影時間晚了一些，這段時間等于CF長度與光速之比。當木衛一到達D點時走出陰影，重新反射太陽光。這個現象也需要一段時間才能到達地球。由于地球在運動，假設這束光到達地球時地球位于G點，那么，人們觀察到現蹤現象也比木衛一走出陰影時間晚了一些，這段時間等于DG長度與光速之比。但是，由于CF比DG長，所以消蹤現象延遲比現蹤現象延遲多一些，即晚發現消蹤，早發現現蹤。消蹤與現蹤的時間間隔比木衛一在陰影中的時間要短。我們可以用一個線段圖表示這個關系。
同樣，我們可以討論地球遠離木星時的消蹤和現蹤現象。如果地球到達L發現木星消蹤，到達K發現木星現蹤，由于地球在遠離木星，所以LC的長度小于KD的長度，早發現消蹤，晚發現現蹤，人們觀察到消蹤和現蹤的時間間隔就會比木衛一實際在木星陰影中的時間長。1671年到1673年，羅默進行了多次觀測，并且得出在地球遠離木星時，消蹤、現蹤時間差比靠近時長了7分鐘，并得出了光的速度在108m/s量級的結論。牛頓和惠更斯這兩位科學巨匠雖然在光到底是粒子還是波的問題上爭執不休，但是在光速測量上都支持了羅默的方法。牛頓還測量了光從太陽發射到地球需要8分鐘的時間，也就是說：我們看到的太陽是8分鐘以前的太陽。
三、邁克爾孫和傅科實驗
200年之后，第一個把光速測量精度大幅提高的人是美國物理學家邁克爾孫。
1877到1879年，邁克爾孫改進了傅科發明的旋轉鏡，示意圖如下：
邁克爾孫測量光速裝置示意圖
邁克爾孫在相隔較遠的兩處分別放置八面鏡M1和反射裝置M2M3，讓一束光經過八面鏡中的鏡面1反射后發出，再通過M2和M3反射回八面鏡，經過鏡面3反射后進入觀察目鏡。只有在如圖所示的位置時，觀察目鏡處才會有光。如果八面鏡轉動一點，經過界面1反射的光就無法照射到M2，觀察目鏡上就看不到光了。
如果讓八面鏡旋轉起來，并且角速度逐漸增大，會發現某個角速度下又可以從觀察目鏡中看到光了。這是因為界面1剛好傾斜45度角時，光線經過界面1反射到達M2，再返回八面鏡時，八面鏡剛好轉動一格（1/8周期），于是界面2剛好跑到圖中鏡面3的位置，將光線反射進入觀察目鏡。由于視覺暫留現象，觀察目鏡中就好像一直可以看到光。
假設左右兩套裝置相距為L，當八面鏡轉動周期為T時，可以從觀察鏡中看到光，由于L遠遠大于其它部分的長度，所以光從界面1反射到左側，再回到八面鏡走過的距離近似為S=2L
根據剛才的分析，光來回運動一次，八面鏡剛好走過1格，時間t=T/8
因此光的速度為
根據這個原理，邁克爾孫測出光的速度為299853±60km/s，與我們今天測量的更加精確的值非常接近。
現在，人們使用更加精確的方法測出光在真空中的速度為299792458m/s，并且利用光速來定義“米”的概念。1米就等于光在真空中傳播299792458分之一秒內傳播的距離。如果距離非常大，人們就使用光年的概念：1光年等于光在一年時間里走過的距離，大約9.5×1015m。我們能看到幾百萬光年之外的恒星，那是因為那些恒星早在幾百萬年前就開始發光了，直到今天它們發出的光才到達地球。換句話說，我們看到的是它們幾百萬年前的樣子，今天它還存在不存在，還是個未知數呢！
學習目標
自學知識點梳理
考點例題精講
對點演練
解題方法歸納
課時減負課外小測驗
科學精神與擔當
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