光的直线传播2.doc

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c3108m/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，发出的光照到什么地方，就看到什么。【名师巧指津】 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=3.0108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。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，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，太阳还没升出地平线，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。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，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3108m/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3108米/秒，而声音在空气中的传播速度仅为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。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=100m，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。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：1.511014四、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. _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