2023学年完整公开课版阳光的传播

3.2

阳光的传播香格里拉--午夜阳光在黑暗的屋子里，人为什么看不见东西？思考？阳光还给我们带来了什么？春回大地大地春回晨曦红富士西岳绝顶渔归阳光给我们带来了

光和热，阳光照耀下的世界充满了光和影。五彩缤纷，要有光的照射，否则，美丽的景色将变得一片漆黑。只有光照射进眼睛里，你才能有各种视觉。红光射入你的眼睛，你就感觉到红，黄光射入你的眼睛，你就产生黄的视觉，没有光进入你的眼睛，你就感到黑，进入的光很多，你就感到很亮。光与视觉的关系光是从哪里发出的？哪些物体能自行发光？光源热光源：冷光源：由于高温而发光，如蜡烛、白炽灯、火炫、电弧灯、恒星。发光时温度并不高，如日光灯、节能灯、萤火虫、电视荧光屏。发光效率？一般热光源最低，冷光源高，生物发光发光效率100%。看到自行发光的物体：光从光源发出后传播到眼睛里。看到本身不发光的物体：视觉把其它光源的光反射（或折射）出来，再进入眼睛里。例如？光从光源发出后是怎样传播的？光的直线传播现象有哪些？现象？小孔成像、影子形成(日月食、金星凌日)、“三点成一线”。

我们常用带箭头的直线来表示光的传播路径和方向，这条假想的线叫＿＿＿。光直线传播有条件吗？在均匀介质中光沿直线传播。现象？光线光传播需要时间吗？你准备如何探究？真空中光速C＝3×108米／秒＝＿＿＿＿千米／秒。3×105在其它透明介质中呢？均小于此速度。问题？小孔成像的像和影子的形状、倒正、大小分别决定于？阅读、思考与练习1、无影灯下光是不是沿直线传播？教室里是无形灯吗？2、下列属于光源的有＿＿＿＿。①流星②液光表里的发光的数学和指针③普通电视机荧光屏④手机和液晶电视的液晶屏⑤电影的银幕⑥等离子电视的屏⑦荧光棒3、天文学上常用光年（光在一年内传播的距离）作长度单位，已知织女星距地球约2.7光年，求织女星距地球多少千米？4、人沿着街道走向街灯，再从街灯下走远，则他的影子长短变化是（）(见后页图)

A、变长B、先变长再变短C、变短D、先变短再变长5、阅读思考P85“小资料”、“科学家小注”和P86的练习。发光乌贼烟火水滴发亮的猫眼发光的转基因斑马鱼一种发光的水母钻石萤火虫眩目的白炽灯穿过云层曼哈顿的世贸中心遗址亮起两束蓝色光柱，纪念“9·11”庆典的光柱皮影戏属于傀儡戏的一种，也是中国古老的剧种。皮影戏演出用的"影人"，是用驴皮，或用牛皮、羊皮经过硝制刮平，根据剧中的角色和衬景的设计，进行雕簇、敷色、熨平、装订，在艺人的操纵下，靠灯光的透射，将影人映现到屏幕上（俗称亮子）。随着乐器伴奏和唱腔配合，便成为"一口叙还千古事，双手对舞百万兵"，意趣盎然的活动艺术形象了。皮影艺术影子是如何形成的？

光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面便产生影。影子和物体外轮廓的相似性，说明了光的直线传播。地面上光斑有什么特点？

光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义。

在光速的问题上物理学界曾经产生过争执，开普勒和笛卡尔都认为光的传播不需要时间，是在瞬时进行的。但伽利略认为光速虽然传播得很快，但却是可以测定的。1607年，伽利略进行了最早的测量光速的实验。

伽利略的方法是，让两个人分别站在相距一英里的两座山上，每个人拿一个灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯，从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播两英里的时间。这种方法根本行不通。但伽利略的实验揭开了人类历史上对光速进行研究的序幕。1676年，丹麦天文学家罗麦第一次提出了有效的光速测量方法。他在观测木星的卫星的隐食周期时发现：在一年的不同时期，它们的周期有所不同；在地球处于太阳和木星之间时的周期与太阳处于地球和木星之间时的周期相差十四五天。他认为这种现象是由于光具有速度造成的，而且他还推断出光跨越地球轨道所需要的时间是22分钟。罗麦的理论没有马上被法国科学院接受，但得到了著名科学家惠更斯的赞同。惠更斯根据他提出的数据和地球的半径第一次计算出了光的传播速度：214000千米/秒。虽然这个数值与目前测得的最精确的数据相差甚远，但他启发了惠更斯对波动说的研究；更重要的是这个结果的错误不在于方法的错误，只是源于罗麦对光跨越地球的时间的错误推测，现代用罗麦的方法经过各种校正后得出的结果是298000千米/秒，很接近于现代实验室所测定的精确数值。

1725年，英国天文学家布莱德雷发现了恒星的“光行差”现象，以意外的方式证实了罗麦的理论。刚开始时，他无法解释这一现象，直到1728年，他在坐船时受到风向与船航向的相对关系的启发，认识到光的传播速度与地球公转共同引起了“光行差”的现象。他用地球公转的速度与光速的比例估算出了太阳光到达地球需要8分13秒。这个数值较罗麦法测定的要精确一些。菜德雷测定值证明了罗麦有关光速有限性的说法。

1849年，法国人菲索第一次在地面上设计实验装置来测定光速。他的方法原理与伽利略的相类似。他将一个点光源放在透镜的焦点处，在透镜与光源之间放一个齿轮，在透镜的另一测较远处依次放置另一个透镜和一个平面镜，平面镜位于第二个透镜的焦点处。

点光源发出的光经过齿轮和透镜后变成平行光，平行光经过第二个透镜后又在平面镜上聚于一点，在平面镜上反射后按原路返回。由于齿轮有齿隙和齿，当光通过齿隙时观察者就可以看到返回的光，当光恰好遇到齿时就会被遮住。从开始到返回的光第一次消失的时间就是光往返一次所用的时间，根据齿轮的转速，这个时间不难求出。通过这种方法，菲索测得的光速是315000千米/秒。由于齿轮有一定的宽度，用这种方法很难精确的测出光速。

1850年，法国物理学家傅科改进了菲索的方法，他只用一个透镜、一面旋转的平面镜和一个凹面镜。平行光通过旋转的平面镜汇聚到凹面镜的圆心上，同样用平面镜的转速可以求出时间。傅科用这种方法测出的光速是298000千米/秒。另外傅科还测出了光在水中的传播速度，通过与光在空气中传播速度的比较，他测出了光由空气中射入水中的折射率。这个实验在微粒说已被波动说推翻之后，又一次对微粒说做出了判决，给光的微粒理论带了最后的冲击。迈克耳逊（美国人，A.A.Michelson,1852-1931）继承了傅科的实验思想，用旋转八面棱镜法测得光速为299796千米/秒。

1928年，卡娄拉斯和米太斯塔德首先提出利用克尔盒法来测定光速。1951年，贝奇斯传德用这种方法测出的光速是299793千米/秒。

光波是电磁波谱中的一小部分，当代人们对电磁波谱中的每一种电磁波都进行了精密的测量。1950年，艾森提出了用空腔共振法来测量光速。这种方法的原理是，微波通过空腔时当它的频率为某一值时发生共振。根据空腔的长度可以求出共振腔的波长，在把共振腔的波长换算成光在真空中的波长，由波长和频率可计算出光速。

当代计算出的最精确的光速都是通过波长和频率求得的。1958年，弗鲁姆求出光速的精确值：299792.5±0.1千米/秒。1972年，埃文森测得了目前真空中光速的最佳数