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(共49張PPT)
蘇科版 八年級上冊
第二章 光現象
2.2 光的直線傳播
汽車前燈發出的光
光進入人的眼睛
1、 我們能看到周圍的物體，是因為有來自物體的光進入我們的眼睛。
情景引入
探照燈發出的光
投影機發出的光
2、從汽車燈射出的光束是有什么特點？晚上，探照燈發出的光，投影機射向銀幕的光都是怎樣傳播的？
01
02
03
04
05
CONTENTS
光的直線傳播的應用
從聲的傳播到光的傳播
光在均勻介質中的傳播
日食和月食
知識拓展/補充
PART ONE
從聲的傳播到光的傳播
（a）通過透明玻璃看
（b）太陽光照亮海底
（c）太陽光傳播到地球
回憶
聲音的傳播需要什么條件
聲音的傳播需要介質：聲音可以固體、液體、氣體中傳播，不能在真空中傳播。
問題
觀察圖（a）-（c），那么你是否能總結光是怎樣傳播的。（注：圖（c）是通過太陽光通過太空和大氣層傳播到地球表面）
經驗告訴我們，光不僅可以在固體、液體和氣體中傳播，還能在真空中傳播。
那么，光的傳播路徑是怎樣的？
圖2-10 手影
1.如何2-9所示，試一試，你能將桿的影子踩在腳下嗎？
2.如何2-10所示，做幾個有趣的影子游戲。想一想，手影為什么會隨手形的變化而改變？
1.不能；影子始終會在腳上面。
2.物體阻擋了光線無法照射到物體背面，而形成影子；擋住的部分是黑的，所以手影會隨手型（擋住的部分）變化而改變。
提出問題
猜想與假設
光沿直線傳播。
PART TWO
光在均勻介質中的傳播
探究光在氣體中的傳播
現象：光在空氣中傳播的路徑是直線。
結論：光在空氣中沿直線傳播。`
如圖（1）所示，用一束激光照射在充滿煙霧的空氣中，觀察光傳播的路徑。
那么，光在液體中是不是也沿直線傳播？
實驗一
圖（1）探究光在空氣中傳播
現象：光在水中傳播的路徑是直線。
結論：光在水中沿直線傳播。
如圖（2）所示，在盛水的玻璃水槽內滴幾滴牛奶，用激光筆將一束光照射到水中，觀察光在水中的傳播路徑。
光在透明的固體中是不是也沿直線傳播？
實驗二
探究光在液體中的傳播
圖（2）探究光在水中傳播
現象：發現光在玻璃磚中傳播的路徑是直線。
結論：光在玻璃磚中沿直線傳播
如圖（3）所示，用激光筆往玻璃磚中照射入一束光，觀察光在玻璃中的傳播路徑。
實驗一至三結論：光在氣體、液體、固體中均是分別沿直線傳播。
實驗三
探究光在固體中的傳播
圖（3）探究玻璃在水中傳播
事實表明，光在同種均勻介質中是沿直線傳播的。
為了研究光的傳播特點，我們通常用帶箭頭的直線表示光傳播的路徑和方向。這樣的線叫作光線(light ray)。光線是人們為了便于研究和表示光的傳播而引入的物理模形。
思考：如何描述光的傳播？能不能把看到的光的傳播路徑畫出來？
光線
光線
實際問題中，往往用多條光線來描述光的傳播特點。例如，當燭焰、燈泡等離我們較遠時，可以看成一個點光源，光由其中心點向四周傳播，如圖（a）所示。
圖（a）表示點光源的光線
圖（b）表示平行光的光線
又如，在地面上接收到的太陽光，可看成平行光，用如圖(b)所示的光線表示。
點光源的光線
平行光的光線
注意 ：光線不是實際存在的實物，而是了便于研究和表示光的傳播而引入的物理模形（理想模型法）。
研究表明，光的傳播需要時間，只是它傳播得非常快。光在真空中每秒約傳播3×108m。
打開電燈，燈光立即照亮整個房間，難道光的傳播不需要時間？
光速
議一議：1.生活中，為什么我們總是先看到閃電，再聽到雷聲？
2.田徑比賽時，為什么在遠處先看到發令槍的煙霧，后聽到發令槍的聲？
1.真空中的光速:c = 3×108 m/s = 3×105 km/s.
2.光在不同介質中的傳播速度
介質 光 速
真空
空氣
水
玻璃
3×108m/s
約3×108m/s
約空氣中的3/4
約空氣中的2/3
3.光年:一個非常大的距離單位，1光年≈9.46×1015 m。
如果一個人以光速繞地球飛行，他在1s的時間內能繞地球7.5圈。
PART THREE
光的直線傳播的應用
夜晚，各種各樣的燈光化作一道道色彩斑斕的光柱，如圖(Ⅱ)所示。
在自然界和日常生活中，也能觀察到光的傳播路徑。清晨，大陽光穿樹木間的空隙射人林中，猶如一縷縷筆直的金線，如圖（Ⅰ）所示。
（Ⅰ）樹林間的光束
（Ⅱ）夜空里筆直的光柱
一、有關光的傳播路徑的現象
1.激光準直
在開鑿大山隧道時，工人們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。
二、光的直線傳播的應用
2.射擊瞄準
“三點一線”才能射得準， 即槍上的照門、槍上的準星和射擊標要在一條直線上。
3.站隊列成直線
前面一個同學剛好擋住后面所有的同學， 隊伍就直了.
三、光的直線傳播的現象
1.影子的形成
光在傳播過程中，當光遇到不透明物體時，在物體的后面便會留下一片光照射不到的區域，就形成了影子。
皮影戲
日晷
影子的應用：
1、皮影戲：古代的一種民間戲劇；
2、日晷：古代的一種計時儀器。
視頻欣賞—日晷
2.小孔成像
如圖，在一個空罐子底部中央打一個小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。將小孔對著燭焰，我們可以看到燭焰在薄膜上呈現的像。
仔細觀察小孔成像的特點。從燭焰的不同位置發出的光穿過小孔后是怎樣傳播的？試著畫一畫。
（1）步驟：①讓小孔對著點燃的蠟燭，觀察塑料薄膜上所成的像的情況。
②改變蠟燭與小孔的距離，觀察像的變化情況。
③保持蠟燭與小孔的距離不變，前后拉動內筒，觀察像的變化情況。
(2)小孔成像的原理：光的直線傳播
(3)小孔成像的特點：
① 倒立的實像:實際光線匯聚所成的像.
②像的大小與孔到物體的距離、孔到光屏的距離有關.
③像的形狀與物體的形狀有關，與孔的形狀無關.
樹蔭下的圓形光斑及其形成的光路圖。
3.日食和月食
同學們可以交流討論，也可以查閱相關資料日食和月食是如何形成的。
我們下一小節將詳細學習。
《墨經》是《墨子》一書的重要部分，也是中國古代重要的哲學、邏輯學和科學著作，其中記載了小孔成像現象及其解釋（圖2-14）“景(影)到(倒),在午有端，與景長，說在端。”“景：光之人，煦(照)若射。下者之人也高，高者之人也下……”這里的“景(影)”指所成的像，“午”指遮光屏，“端”指小孔。意思是，像之所以倒轉，是由于遮光屏上有一個小孔，光如箭那樣筆直地射入，通過小孔后上下位置顛倒。我國北宋科學家沈括所著的《夢溪筆談》中，也有關于小孔成像的記載。書中形象地描述了飛鳶通過窗戶縫隙形成的影，其上下顛倒、左右相反。宋元時期的趙友欽還利用實驗得到了小孔成像的大小、明暗與物距和孔的大小之間的關系，從而證明了光沿直線傳播的特性。這些實驗比西方類似的實驗要早得多。
中國古人對小孔成像的研究
生活 物理 社會
PART FOUR
日食和月食
在我國古代殷商時期的甲骨文中，就有關于日食和月食現象的記載。那時的人們還不能解釋這種現象，以為是災難降臨的預兆。實際上，日食和月食都是與光沿直線傳播有關的天文現象。
日食
月食
日食月食的形成原因：
光沿傳直線傳播
如圖所示，月球運行到地球和太陽之間時，太陽光被月球擋住，在地球上形成陰影區，處在陰影區的人看不到太陽或只能看到太陽的一部分，這種現象日食。太陽光全部被月球擋住時形成日全食，部分被擋住時形成日偏食。
日全食、日偏食
如圖所示，地球繞著太陽運轉，在背對太陽一側形成長長的陰影區——地影，一旦月球進入這個陰影會發生月食。太陽光全部被地球擋住時形成月全食，部分被擋住時形成月偏食。
月全食、月偏食
日偏食
日全食
月全食
月偏食
中國的夏、商、周三代歷時2000多年，創造了燦爛的古代文明。但由于歷史文獻中沒有關于這三個王朝具體年代的記載，使得中華5000年文明史中有2000多年的歷史年代模糊不清，無法得到世界公認。中國的文明史到底有多長 怎樣確定夏、商、周的具體年代 科學家聯想到了日食和月食。
1996年，我國首次實施人文社會科學與自然科學相結合，多學科交叉聯合攻關的大型科學研究項目—“夏商周斷代工程”。科學家根據古籍中“天再旦”“天再昏”等天象的記載，利用物理學得出的天體運行規律，推算出歷史上日食、月食發生的年代，再結合文獻、考古等方面的研究成果，為夏、商、周三個王朝確切年代的確定提供了重要依據。
日食、月食與“夏商周斷代工程”
生活 物理 社會
1. 如圖2-17所示，怎樣才能通過三個小孔看見燭焰
實踐與練習
實驗方法：在每塊紙板上畫出兩條對角線，在對角線的交點處用針扎一個孔然后，把三塊紙板固定在桌子上，用一根線穿過每塊紙板中心的小孔，將線拉緊，使三個小孔在同一直線上，然后將線抽出.在圖（d）中所示C板的小孔附近放一支點燃的蠟燭(或用手電筒向小孔射出光線),從A板的小孔看去，就可以看到蠟燭發出的光.移動任一紙板，使三個小孔不在同一條直線上，再從A板上的孔看去，則看不到燭光了.
圖（d）
2.參考如下方法制作一個簡易的針孔照相機：如圖2-18所示，在空易拉罐底部的中央截一個小孔；將易拉罐的頂部剪去后，蒙上一層半透明的塑料薄膜。將小孔對準窗外的景物，說一說你在塑料薄膜上看到的像的特點。
圖2-18
倒立的實像。（參考前面小孔成像實驗探究）
PART FIVE
知識拓展/補充
實驗：光在不均勻的介質中的傳播
將水槽裝入自來水，光在水中傳播；把海波水溶液加入水槽中，再用激光筆從側面水平射入。
光在不均勻介質中傳播
如果介質不均勻，光線會發生彎曲。
早晨，太陽的視位置高于實際位置
光在同種均勻介質中沿直線傳播。
結論：
討論交流：上節課我們學習了光具有能量，那么光在傳播的過程中傳遞了什么？
光在傳播過程中傳遞了信息和能量（聲音、光都能傳遞信息和能量）
紅綠燈
光纖
太陽灶
激光打孔
光在傳播過程中傳遞了什么
聲音 光
真空不能傳聲
15℃空氣中聲速340m/s
聲音在空氣中傳播最慢
聲音傳播需要介質
聲和光的區別
光在真空中傳播最快
空氣中光速近似3×108m/s
光在空氣中比在其他透明介質中傳播的快
光的傳播不需要介質
聲和光的區別
激光測距儀是利用調制激光的某個參數對目標的距離進行準確測定的儀器。脈沖式激光測距儀是在工作時向目標射出一束或一序列短暫的脈沖
激光束，由光電元件接收目標反
射的激光束，計時器測定激光束
從發射到接收的時間，計算出從
測距儀到目標的距離。
光速的應用——激光測距
光速的應用
1 ．下列選項中，不能利用光的直線傳播解釋的是 ( )
A ．坐井觀天，所見甚小
B ．未見其人，先聞其聲
C ．一葉障目，不見泰山
D ．管中窺豹，可見一斑
B
課堂練習
2 ．下列關于光和光線的說法中，正確的是 ( )
A ．光和光線都是存在的
B ．光是存在的，而光線是不存在的
C ．光線是存在的，而光是不存在的
D ．光和光線都是不 存在的
B
3 ．有關光的現象，下列說法正確的是 ( )
A ．光在任何介質中傳播速度都是相同的
B ．光能在固體、液體、氣體中傳播，在固體中傳播最快 C ．光在介質中是沿直線傳播的
D ． 日食、月食的形成都可以說明光是沿直線傳播的
D
4 ．下列關于聲和光的說法中，正確的是 ( )
A ．聲音的傳播速度為 340m/s
B ．聲音傳播需要介質，而 光傳播不需要介質
C ．光的傳播速度和聲的傳播速度一樣快
D．光在各種介質中的傳播速度為 3×108m/s
B
5．中午 12 ∶00 時，若太陽光垂直射入紙板上一個很小的“△”形孔，那么在地面上形成的光斑的形狀是 ( )
A
6．學習“光的直線傳播”時，老師做了如下演示實驗：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。根據上述現象可得出的結論是 ( )
A ．光的傳播需要介質
B ．光只有在水中才能沿直線傳播
C ．光在海波溶液里不能沿直線傳播
D ．光在均勻介質中才沿直線傳播
D
A ．桿影的形成是由于光在均勻介質中沿直線傳播
B ．該模型是依據桿影的方位來判斷時間的
C ．一天內，正午的桿影最短
D ．如果陰影由長變短，則表示時間為下午
7．“日晷”是我國古代發明的計時工具，如圖所示，下列說法錯誤的是 ( )
. .
D
A ．此時月球正處在太陽和地球之間
B ．此時太陽正處在月球和地球之間
C ．此時在地球上的某一地區可能出現“日食”現象
D ．此時在地球上的某一地區可能出現“月食”現象
8．如圖所示人類從月球上拍攝因地球形成的“日食”照片。下列對發生此現象的判斷，正確的是 ( )
D
A ．為了能更清晰地觀察像，應在 B 端蒙上半透明的塑料薄膜
B ．觀察遠處物體時，B 端應處于較陰暗的環境中
C ．成像的小孔可以不是圓形的
D ．觀察遠處物體時，增大光屏與小孔之間的距離，光屏上的像將變大
9．在“制作小孔成像觀察儀”活動中，需要把制作好的圓筒插
入易拉罐中，如圖所示。下面有關該裝置制作和使用的說法錯誤的是 ( )
A
課堂小結

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