生活中的科学技术

第六章生活中的科学技术Chapter6TechnologyinlifeWWW.NCTC.COM.CN1本章知识结构

光和眼Lightandeyes

声和耳Soundandears

能量和生活Energyandlife

信息及处理Informationanditsprocessing

2第一节 光和眼Lightandeyes教学要求了解：光波是电磁波的一种Lightwaveisonetypeofelectromagneticwaves理解：1、光的反射现象和折射现象

thephenomenaofthereflectionandrefractionoflight. 2、透镜成像及全反射现象thephenomenaofimagingperformanceoflensandtotalreflection

3、眼睛调节的原理，重视保护眼睛

theprincipleofeyesregulation,payattentiontoprotectseyes

3一、光的量度Measurementoflight

要求： 对几种光源的特点进行比较，了解光源Comparethetraitsofseverallightsources,andtoknowlightsources.4热光源(Hotlightsources

)：把热转变为光，如太阳、蜡烛、电灯（与温度有关，颜色改变，如白炽灯内的灯丝、加热的铁片）冷光源(Coldlightsources

)：把其他形式的能直接转变为光，如日光灯、水母（发光物体的温度未升高，颜色随物质构成种类而定，是更经济的光源）点光源(Pointlightsources

)：发出光的光尖是一个极小的小点，光均匀发散一般光源(Generallightsources

)：许多点光源的集合体平行光源(Parallellightsources

)：发出的光不是发散的，而平行的光激光器(Laser

)：定向性好、亮度高、颜色极纯、闪光时间极短1、光源(Lightsources

)：自己能够发光的物体叫光源52、发光强度、光通量和光亮度Luminousintension,luminousflux,andluminousbrightness发光强度：表示光源发光强弱的量，用I表示，单位为坎(cd）光通量：在单位时间内，光源向各个方向发出的全部光能， 用φ表示，单位称流（lm)发光亮度：发光体在单位面积上发出的光通量3、照度(光通密度）Light(densityofluminousflux)描述的是物体表面被照明的程度，等于受照物体表面上得到的光通量与被照射的面积之比6二、光的反射、折射Reflectionandrefractionoflight

现象：把筷子放入水中，看上去筷了好象折断了——光在真空和同一种均匀的媒质中是直线传播一部分沿着某一方向反射出去

（光的反射）——光射到两种媒质的分界面上 一部分折入另一媒质

（光的折射）71、光的反射和反射定律

Reflectionoflightandthelawofreflectionoflight

光的反射种类：单向反射(Regularreflection)——入射、反射光线均平行漫反射(Diffusereflection)——界面粗糙不平，反射光线 不平行反射定律：—反射光线在入射光线和法线决定的平面里，反射光线和入射光线分居在法线两侧——反射角(Angleofreflection)等于入射角(angleofincidence)——光路可逆Lightpathisreversible

8法线入射光线反射光射媒质92、光的折射和折射定律Refractionoflight,andthelawofrefractionoflight

折射定律：——折射光线在入射光线和法线决定的平面里

折射光线和入射光线分居在法线两侧——入射角的正弦与折射角的正弦的比值，对于给定的两种媒质是一个常数（折射率）

等于光在这两种媒质中的光速之比——光路可逆（光在任何媒质里传播速度比在真空里的小，所以任何媒质的折射率都大于1）103、透镜成像Lightpathisreversible

以两个球面（或一个是平面）为折射界面——透镜分为凸透镜和凹透镜凸透镜(Convexlens)：把平行的入射光线会聚在另一侧形成焦点凹透镜(Concavelens)：把入射的平行光线，透镜的另一侧发散反向延长线后在入射光线的一侧形成虚焦点。光心焦点(lightcore)focus 11透镜的折光能力：1/f=D（f是焦距的倒数）透镜成像：Imagingperformanceoflens

通过光心的光线，经透镜后方向不变； 跟主轴平行的光线，折射后通过焦点； 通过焦点的光线，折射后跟主轴平行成像图：Imagingdiagram:凹透镜：成像与物体处于同侧，呈缩小正立虚像凸透镜焦点以外的物体所成的像跟物体处于异侧，呈倒立实像焦点以内的物体所成的像跟物体处于同侧，呈放大正立虚像12三、全反射折射率小折射率大 折射角小于入射角，朝向法线折射折射率大折射率小 折射角大于入射角，远离法线折射入射角小于900，折射光与界面平行 ——临界角入射角大于临界角，折射光全部返回折射

率较大的媒质——全反射Totalreflection

13发生全反射的条件是：Conditionsfortheoccurrenceoftotalreflection 1、光线从折射率比较大的媒质射入折射率比较小

的媒质Thebeamgoesfromthemediumwithbiggerrefractiveindextothemediumwithsmallerrefractiveindex 2、入射角大于临界角Angleofincidenceisbiggerthancriticalangle

14四、光学仪器及眼睛Opticalinstrumentsandeyes 结合前面介绍的透镜成像原理，以图或示意图说明远视眼形成的机理，及其矫正的方法15原因成像位置矫正方法近视眼myopia

晶状体的焦矩太短或角膜到视网膜的距离较长成像于视网膜前方戴凹透镜（先发散再聚焦）远视眼晶状体焦距太长或角膜到视网膜的距离较知成像于视网膜后面戴凸透镜凸透镜和凹透镜散光眼晶状体及角膜不成球形不能成明晰的像戴柱形透镜1、眼睛eyes162、光学仪器Opticalinstruments照相机(Camera)：利用凸透镜形成缩小的实像的原理幻灯机(Projector)：利用凸透镜形成放大的实像的原理显微镜(Microscope)：由两组凸透镜 物镜：焦距很短，得到一个放大的倒立实像 目镜：焦距很长，得到放大的倒立虚像望远镜(Telescope)：由两组凸透镜，物镜焦距长，目镜焦距短， 开普勒望远镜：得到倒立的实像（加上全反射倒转棱镜） 伽利略望远镜：得到正立虚像

17第二节声和耳Soundandears

一.声音产生和传播Thegenerationandpropagationofsound

声源(Soundsource)：震动的物体称为声源媒质(Medium)：物体振动通过传递声音的媒质来传播到听觉器官耳(Ear)：听觉器官声波(Soundwave)：Ｐ４１６波长(Wavelength)：耳外耳：外耳道，鼓膜Externalear:Externalacousticmeatus,auricle中耳：三个听小骨Middleear:Tympanicmembrane,threeauditoryossicles

内耳：耳蜗（听觉感受器）Innerear:cochlea(auditorysensor)18声音的传播速度Thepropagationvelocityofsound

在干燥不动的空气中传播速度为：３３１米／秒温度增加－－－声速增加温度降低－－－声速降低在不同的媒质中声速是不同的，一般来说随媒质密度的增加声速是增加的19二声波的反射折射衍射Reflection,refraction,anddiffractionofsoundwave

反射：声源发出的声波，在传播中遇到山崖和高墙等障碍物时，一部分声波就会返回原处，这就是反射折射：声波从介质１向介质２传播时，因为速度不同，声波就会偏离原来的传播方向，产生折射．衍射：声波在传播时遇到一个尺寸近于波长的障碍物，则波的传播方向发生改变，波绕过这个障碍物继续前进，就是衍射．20三声音的要素Thekeyfactorsofsound乐音(Tone)：和谐悦耳的声音叫做乐音乐音的三要素：音调响度音品音调(Tonality)：是指乐音的高低，它和声源振动的快慢有关频率越大，音调越高频率(Frequency)：男子９５赫－－１４２赫女子２７２赫－－５８８赫超声波(Ultrasonic)：频率高于２万赫次声波(Infrasound)：频率低于２０赫21第三节 能量和生活Section3Energyandlife

教学要求了解：

1、生物体内能量流通物质与生命活动的关系Therelationshipbetweenthemattersresponsibleforenergycirculationinthehumanbodyandthelifeactivities 2、温度、热、热的传导方式，人体的体温调节方式Temperature,heat,meansofheatconduction,meansofhumanbodytemperatureregulation

22一、热量、热的传递方式

Heatandmeansheattransfer热量的传递就是内能的传递 热传递方式：1、传导

(Conduction)：能量以分子碰撞的方式沿物体传递或转移的方法，传导一般在固体中进行2、对流(Convection)：依靠流体的真实流动来传递能量的方法对流一般在液体和气体中进行3、辐射(Radiation)：能量由物体辐射出去并沿直线向外界或其它物体进行传递辐射以电磁波形式向外发射能量。它不一定借助物体，在真空中也能辐射能量23二、人体的温度调节Regulationofhumanbodytemperature 人健康时，个体的体温一般不太变化，这是身体的体温调节机制在起作用，需依靠散热率与代谢率匹配 第一步：从体内到表皮的热传递

Thefirststep:heattransferfrominsideofthebodytotheepidermis 第二步：从皮肤到环境的热传递

由皮肤热辐射和传导而到达空气中Thesecondstep:heattransferfromtheskintoenvironment,bythemeansofheatradiationoftheskinandconductionandfinallyreachtheair.24三、测能仪器Instrumentformeasuringenergy

有三个功能单元：传感器(Sensor)——将信号的一种形式转变为另一种形式的器件放大器(Amplifier)——可以将电流或电压信号增大到便于测量的水平计量器(Gauge)——将信号转变为可能记录和观察的信号 例：水银体温计——水银为传感器25第四节 信息及其处理Informationanditsfunction

教学要求了解：

1、信息的重要功能Importantfunctionsofinformation 2、信息传递、信息处理的方式在不断进步Themeansofthetransmissionandprocessingofinformationisincessantlyprogressing 3、多媒体技术multi-mediatechnique

26一、信息及功能Informationanditsfunction定义：信息是对各种事物变化和特征的反映，也是事物之间相互作用和相互联系的表征。重要功能： 1、信息是人类和生物生存的要素Informationisthekeyfactorforthesurvivalofhumanbeingsandcreature. 2、信息是认识事物的先导、是知识的源泉Informationistheprecursorforunderstandingthingsandthesourceofknowledge 3、信息是决策的依据，实践的指南Informatio