第二章 光现象备课.doc

第二章 光现象学习课本知识以前，首先大家应该知道，现代光学虽然是由西方科学家建立。但是我国的古代人民在光学方面的造诣要远远超过西方。远在三千年前的商代，我国就磨制出凹面镜与平面镜。人们将凹面 镜称为阳燧，用它会聚太阳光取火；用平面镜照人照物，以观其相。在 考工记中，还曾记载当时人们通过观察火焰颜色判断铜的冶炼进程等等。 春秋战国时期，在诸子百家争鸣中，光学得到了较快的发展。墨翟及其弟子们的著作 墨经中，记载了大量的光学知识。书中写道：“光之煦人若射。下者之人也高，高者之人也下。足蔽下光，故成景于上，首蔽上光，故成景于下。”就是说，光照在人身上如同射来的箭一样，是沿直线进行的；光通过小孔将人成像，人的上部成像在下，人的下部成像在上，其结果将人成倒立实像。 此外，墨经中还探索了凹面镜，凸面镜，以及平面镜的成像规律，所得出的结论基本上是正确的。先人们的成就后来逐渐被西方人所超越，原因相信大家在近代史中也学到过。所以我们今天学好了光学知识，也算是对得起先人了。进入正课，第一节 光的直线传播本节内容其实就是三点：什么叫做光源？光是如何传播的？光的传播速度是多少？1、 光源：能够发光的物体叫光源。类比声源进行阐述问题：月亮是光源吗？为什么？ 不是，它是反射太阳光。把“发光”两字画记。分组列举生活中的光源，看那组最多。 分类：自然光源，如 太阳、萤火虫；人造光源，如 篝火、蜡烛、油灯、电灯。2、规律：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。光线在非均匀介质中不是直线传播，实际上会出现折射的现象。实例：早晨，看到刚从地平线升起的太阳的位置比实际位置高 在有雾的天气里，可以看到从汽车头灯射出的光束是直的3、光线：用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。它是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法。列举质点，点电荷。4、光速：简述伽利略的测定光学的试验。分析为什么会失败。罗默依据木星卫星的遮食推迟现象推断光速。光在真空或空气中的传播速度取为c=3108ms说明：a.真空中的光速是宇宙间最快的速度。 b光在其他各种介质中的速度都比在真空中的小。排列： v真空v空气v水v玻璃（与声波相反）5、应用及现象： 激光准直。挖掘隧洞影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体的后面形成黑色区域即影子。123日食月食的形成：当地球 在中间时可形成月食。如图：在月球后1的位置可看到日全食，在2的位置看到日偏食，在3的位置看到日环食。 小孔成像：小孔成像实验早在墨经中就有记载小孔成像成倒立的实像，其像的形状与孔的形状无关。第二节 光的反射开场小故事：“高斯号”巧离险境 1903年夏天，一艘 “高斯号”考察船开赴南极进行探险考察活动。当船刚到南极不久，老天爷就下起一场大风雪， “高斯号”被茫茫大雪包围了，船被封冻在一望无际的冰原里。 为了摆脱这种不幸的困境，船员们一个个都紧张地忙碌起来了。有的用炸药轰冰块，有的用锯子锯冰块，希望能打开一缺口，把船开出这块冰冻区。然而，一切努力都是徒劳，轮船依旧被封冻在那里，无法动弹。 就在大家绝望之际，忽然有老水手提议说： “快把船上的黑灰和煤屑拿来铺在冰面上，让北方天空上阳光来帮助我们打开一条生路。”于是，大伙把船上的黑灰和煤屑全都倾倒在冰面上，沿着船边铺成一条2 公里长、10米宽的 “黑色区”。由于连月太阳光的照耀，不久奇迹就出现了：黑灰煤屑下面的冰渐渐地融化了， “高斯号”绝处逢生，安全地脱离了险境。在危急时刻，老水手利用不同的颜色物体对光的反射强度的不同，利用黑色煤灰反射小的特点融化了冰层，救了一船人的性命。那么什么是光的反射？反射有什么特点呢？好，让我们开始光的反射的学习。大家可能不知道，我们的光线是由光子组成，用乒乓球代替光子，模拟光线的反射。1. 反射的定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。2.反射定律：16字三线同面,法线居中,两角相等,光路可逆。（通过作图加深学生的印象）解释：反射光线与入射光线、法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居于法线的两侧，反射角等于入射角。光的反射过程中光路是可逆的。反射角，入射角都是与法线的夹角。3.反射的分类：镜面反射与漫反射。 镜面反射：定义：射到物面上的平行光反射后仍然平行条件：反射面 平滑。应用：迎着太阳看平静的水面，特别亮。黑板“反光”等，都是因为发生了镜面反射 漫反射：定义：射到物面上的平行光反射后向着不同的方向 ，每条光线遵守光的反射定律。条件：反射面凹凸不平。应用：能从各个方向看到本身不发光的物体，是由于光射到物体上发生漫反射的缘故。提问：漫反射是否遵循反射定律？看电影时银幕上的反射是什么反射？4.镜面反射：平面镜，凹面镜，凸面镜。后两者统称为球面镜。平面镜： 用平面镜演示，引导学生自己推导 成像特点：等大,等距,垂直,虚像像、物大小相等 像、物到镜面的距离相等。 像、物的连线与镜面垂直物体在平面镜里所成的像是虚像。成像原理：光的反射定理作 用：成像、 改变光路。（潜望镜、角反射器）1960年激光诞生后，由于激光具有极强的方向性和异常的亮度，所以利用激光束来测量月地之间的距离是再理想不过的了。1962年美国科学家做了尝试，效果不算太好。因为月球距离我们太远，激光到达月球表面时已经散落在一个直径为几公里的范围内，光线也因为散射变得十分微弱。再加上月球表面也凹凸不平，使激光发生了漫反射，因此回到地面接收器的光线真是微乎其微。要是能在月球上安一面镜子能把绝大部分的激光反射到地球，该多好啊。角反射器就是这种最理想的镜子。1971年苏联发送 “月球车1号”携带了法国制造的角反射器，并利用它测定了地月之间的距离是383911.218 公里。球面镜：凹面镜 定义：用球面的 内 表面作反射面。性质：凹镜能把射向它的平行光线 会聚在一点；从焦点射向凹镜的反射光是平行光 应 用：太阳灶、手电筒、汽车头灯 凸面镜 定义：用球面的 外 表面做反射面。 性质：凸镜对光线起发散作用。凸镜所成的象是缩小的虚像 应用：汽车后视镜第三节 颜色和看不见的光三棱镜分光，光谱。1、白光的组成:红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫.色光的三原色:红,绿,蓝. 颜料的三原色:品红,黄,青2、 看不见的光:红外线, 紫外线红外线：英国天文学家赫歇尔在研究光谱中各色光的热效应时，把温度计移到红光区域外侧，结果温度计上长得很快，说明那里有看不见的射线在辐射能量，将这样的辐射叫做红外线。进一步研究后发现，一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射出的红外线越多。物体在辐射红外线的同时，也在吸收红外线。特点： 热作用强。各种物体吸收了红外线后温度升高，因此用红外线加热物品。如：工业上用红外线烘干汽车表面的喷漆；家庭用红外线烤箱，浴室用红外线暖灯；医疗上用红外线来理疗。作用：热作用强，可用于加热物品；用于红外线遥感、遥测、遥控等。（美国打阿富汗时，地道战就是用的红外线成像仪） 紫外线：德国化学家里特在光谱的紫光区域外侧放置了一张照相底片，结果底片感光了，于是发现了紫外线。化学作用强。容易使照相底片感光，可用紫外线摄影，还可以清楚地看出来留在纸上或器具上的指纹。生理作用强。能杀菌，如医院手术室、病房里的紫外线灯。荧光作用强。有些化学物质吸收紫外线后，将能量作为可见光释放出来，这是光就是荧光。可用于防伪，除验钞机外，可用以鉴别古画，判断鸡蛋的新鲜程度，用紫外线照射矿石，从矿石发光的颜色来判断石油的成分，估计石油的储藏量。还可使变黄的白衣服看上去变白。地球上天然紫外线来自于太阳光，大气层臭氧层会吸收大量的紫外线。高温物体，除太阳外，电焊等弧光灯和其他炽热物体发出的光中都有紫外线。日光灯是利用汞蒸气等气体放电发出的紫外线照射管壁上的荧光粉发光的，所以发出的光中也含有紫外线，长时间用日光灯照明，也可造成皮肤晒黑。适当的紫外线照射有助于人体合成维生素，对骨骼生长和身