1、第四章 光现象第1节 光的直线传播课题引入u 在晴朗的日子里，白天，灿烂的阳光普照大地；夜晚，闪烁的星光点缀着漆黑的夜空。太阳以及我们看到的绝大多数星星都是恒星，宇宙中的恒星都能够发光。许多动物也可以发光。夏天的夜晚，常有淡淡的绿光在草丛中闪烁，这是萤火虫在发光。在大海深处，水母、灯笼鱼、斧头鱼等发出的光，使幽深的海洋世界显得更加神秘。课题引入u 所有这些能够发光的物体都叫做光源。现代社会中有很多人造光源（如图中的LED灯）。你周围有哪些人造光源？光的直线传播u 在有雾的天气，可以看到透过树丛的光束是直的（如图）；从汽车前灯射出的光束是直的；电影放映机射向银幕的光束也是直的。这些现象说明，光在
2、空气中是沿直线传播的。光在空气中沿直线传播，那么在液体中是不是也沿直线传播呢？光在水中的传播u 如图所示，在盛水的玻璃水槽内滴几滴牛奶，用激光笔将一束光射到水中，观察光在水中的传播径迹。光的直线传播u 实验表明，光在水、玻璃中也是沿直线传播的。空气、水和玻璃等透明物质叫做介质，光在同种均匀介质中沿直线传播。u 为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示光传播的径迹和方向（如图）。这样的直线叫做光线（lightray）。光的直线传播u 由于光沿直线传播，在开凿隧道时，工人们可以用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。光的直线传播u 想想做做：如图4.1-5所示，
3、在一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰，我们可以看到烛焰在薄膜上呈现的像。光的直线传播u 仔细观察小孔成像的特点。从烛焰的不同位置发出的光穿过小孔后是怎样传播的？试着在图4.1-6中画一画，也许能帮助你解释为什么能成这样的像。光的直线传播光的传播速度u 打雷和闪电在远处同时同地发生，但是我们总是先看到闪电，后听见雷声。这表明，光比声音传播得快。u 与声音不同，光不仅可以在空气、水等物质中传播，而且可以在真空中传播。光的传播速度知识点1：光源1.定义能自行发光的物体叫光源。2.分类（1）按产生分：天然光源，如太阳、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、水母等。人造
4、光源，如白炽灯、霓虹灯、手电筒、火把、蜡烛等。（2）按温度高低分：热光源：如电灯、太阳等。冷光源：如萤火虫、斧头鱼等。（3）按有无生命分：生物光源：如灯笼鱼、萤火虫等。非生物光源：如蜡烛、太阳等。课堂讲解知识点1：光源3.对光源的理解有些物体本身不能发光，但由于它们能反射太阳光或其他光源射出的光，好像它们也在发光一样，如月亮和所有行星，它们并不是物理学上所指的光源。课堂讲解知识点1：光源 例 1：生活中许多物体可以发光，下列物体不属于光源的是（）A.水母 B.萤火虫 C.月亮 D.发光的霓虹灯C课堂讲解【解析】水母和萤火虫自身能够发光是光源，不符合题意；发光的霓虹灯是人造光源，不符合题意，月亮
5、是反射的太阳光，在晚上才比较亮，不是光源；符合题意。课堂讲解例 2：五千年的华夏文明，创造了无数的诗歌辞赋，我们在欣赏这些诗歌辞赋时，不仅要挖掘其思想内涵，还可以探究其中所描述的自然现象与物理规律，下面是某位同学对部分诗句中蕴涵的物理知识的理解：“不敢高声语，恐惊天上人”“高”是指声音的特征“响度”。“露似珍珠月似弓”露实际是小水珠，是由冰熔化形成。“人面桃花相映红”桃花是光源，发出的红光映红了人的脸。“孤帆一片日边来”“孤帆”运动，是以江岸为参照物的。其中正确的是（）课堂讲解例2：【解析】对于诗句中涉及到的物理知识，我们首先要弄懂诗句的意义，然后认真分析确定该用哪一方面的知识进行解答。“露似
6、珍珠月似弓”露实际是小水珠，是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的；“人面桃花相映红”桃花不是光源，它反射太阳光中的红光照在人的脸上，再从人脸上反射出来，人脸就呈现红色；“飞流直下三千尺”瀑布飞流直下的过程中，水的高度减小，重力势能减小，下落时运动越来越快，动能增大，重力势能转化为动能；“孤帆一片日边来”“孤帆”运动，是以江岸为参照物的。课堂讲解例 3：下列四个词语所描述的光现象中，表示能自行发光的是（）CA.金光闪闪B.红光满面C.火光冲天D.波光粼粼知识点2：光的直线传播1.现象探究：光是沿直线传播的（1）生活中的现象：雾天里，从汽车灯射出的光束是直的；穿过森林树叶密缝间的光束是直的；电影院里放
7、电影时射向银幕的光束是直的。（2）分析：大量的事例表明光是沿直线传播的。特别警示特别警示（1）光沿直线传播的条件：一是在同种介质中；二是介质是均匀的。（2）光在两种介质的交界面，会发生反射和折射。课堂讲解知识点2：光的直线传播2.实验探究：光沿直线传播的条件（1）提出问题：光沿直线传播的条件是什么呢？（2）猜想与假设：光不一定总是沿直线传播，具体的传播情况可能与介质的情况有关。（3）实验器材：激光笔、镜片、玻璃砖、纸片、木板和一杯密度不均匀的糖水等。（4）设计实验与制订计划：取来一支激光笔，产生光束，分别照射到镜片、玻璃砖、纸片、木板和一杯密度不均匀的糖水上，观察光束的传播路径。课堂讲解知识点
8、2：光的直线传播2.实验探究：光沿直线传播的条件（5）进行实验与收集数据：将激光束斜射到镜片上，发现激光束被反射到空气中；将激光束斜射到玻璃砖上，发现激光束在空气与玻璃分界面处发生偏折；将激光束斜射到纸片或木板上，发现木板被反射到各个方向；将激光束斜射入密度不均匀的糖水中，发现光束发生偏折。课堂讲解知识点2：光的直线传播2.实验探究：光沿直线传播的条件（6）交流论证：光可以在空气、水、玻璃等透明物质中传播，这些物质叫做光的介质；空气是均匀的，光在同种均匀介质中沿直线传播；镜面、木板面、纸片面都是不透明界面，光在不透明界面处只发生反射；空气与玻璃均是透明的，光从一种介质斜射入另一种介质中时，会在
9、空气与玻璃的界面处发生折射；糖水不均匀，光在不均匀介质中传播时，传播方向发生偏折，或者说光在不均匀介质中不沿直线传播。课堂讲解知识点2：光的直线传播2.实验探究：光沿直线传播的条件（7）探究归纳：光在同种均匀介质中沿直线传播，光在两种介质的交界面，会发生反射与折射，即光在不同种介质或不均匀介质中传播时会发生弯曲。课堂讲解知识点2：光的直线传播3.应用（1）影子：光在直线传播过程中，遇到不透明物体，在物体背面光不能达到的区域便产生“影子”。（2）日食：当月球转到地球和太阳之间，并且在同一条直线上时，月球就挡住了射向地球的太阳光，由于光的直线传播，在地球的阴影区的位置就发生了日食。（3）月食：当地
10、球转到月球与太阳之间，并且在同一条直线上时，地球就挡住了射向月球的太阳光，由于光的直线传播，在阴影部分的月球则不能反射太阳光，这就形成了月食。课堂讲解知识点2：光的直线传播4.光线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，我们把这些箭头的直线叫做光线。光线是人们为了方便研究而假想出来的物理模型。课堂讲解知识点2：光的直线传播 例 1：如图所示，将甲手机挂在玻璃罩内，用乙手机拨打甲手机，能听到甲手机响亮的振铃声，同时也能看见甲手机来电指示灯闪烁。如果用抽气机不断地抽取玻璃罩内的空气，再用乙手机拨打甲手机，听到甲手机的振铃声越来越小，最后几乎听不到振铃声，但仍能看见甲手机来电指示灯闪烁
11、。这个实验说明（）D课堂讲解A.声音和光的传播都需要介质 B.声音和光都可以在真空中传播C.声音可以在真空中传播而光不能 D.光可以在真空中传播而声音不能课堂讲解例1：【解析】当用抽气机不断地抽取玻璃罩内的空气时（空气越来越少，最后连空气也没有了，几乎就是真空了），甲手机的振铃声越来越小，最后几乎听不到振铃声，这说明了声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播。而我们仍能看见甲手机来电指示灯闪烁（属于光信号），这说明光的传播不需要介质，光可以在真空中传播。课堂讲解例 2：炎热的夏天，树荫下比太阳下要凉快得多，人们总喜欢在树荫下乘凉。树荫的形成是由于（）CA.光的反射 B.光的折射C.光的直线传播
12、 D.光的色散【解析】太阳光被树叶遮挡后，在下边形成一个黑色的区域，形成阴凉实际上就是大树的影子，是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的。课堂讲解例 3：下列现象不可以用光沿直线传播解释的是（）DA.小孔成像B.烈日下行走的人，出现了人影相随C.日食与月食的形成D.放大镜把文字放大课堂讲解例3：【解析】A中小孔成像是由光的直线传播形成的，故A正确，不符合题意；B中烈日下行走的人，出现了人影相随，由光的直线传播形成的，故B正确，不符合题意；C中日食和月食是由光的直线传播形成的，故C正确，不符合题意；D中把文字放大是光的折射现象，故D错误，符合题意。知识点3：光的传播速度课堂讲解知识点3：光的传播速
13、度2.声与光传播的比较由于光的速度比声的速度大得多，打雷下雨时，雷声和闪电是同时发生的，但是我们总是先看到闪电，后听到雷声。课堂讲解知识点3：光的传播速度 例 1：2010年1月15日，我国境内出现了难得一见的持续时间为12min的日环食，如图所示是这次日环食形成过程中，先后拍到的三幅图片，对此的有关说法中，正确的是（）A课堂讲解A.我们所拍到的照片实际上是之前某时刻两星球间的相对位置B.日环食是由于不透明的地球运行到太阳与月球之间，挡住了沿直线传播的太阳光而形成的C.在日环食持续的过程中，照片上的两星球是相对静止的D.所拍摄的照片四周是呈黑色的太空，说明光不能在真空中传播课堂讲解例1：【解析
14、】日食是月球位于太阳与地球之间，三者在同一条直线上时，不日食是月球位于太阳与地球之间，三者在同一条直线上时，不透明的月球挡住了沿直线传播的太阳光，地球上看不到太阳的现象。透明的月球挡住了沿直线传播的太阳光，地球上看不到太阳的现象。A中日食照片拍摄到的是月球与太阳的相对位置，由于光的传播需要时间，所拍摄到的照片实际上是之前某时刻两星球的相对位置，故A正确；B中日环食是由于不透明的月球运行到太阳与地球之间，挡住了沿直线传播的太阳光而形成的，选项说法错误，故B错误；C中在日环食持续的过程中，两星球的位置不断变化，照片上的两星球是相对运动的，故C错误；D中因为太空是真空，没有尘埃，光在经过太空时不发生反射与折射，光沿直线传播，太空沿直线传播的光没有进入照相机，所以拍摄到的照片四周是呈黑色的太空，这不能说明光不能在真空中传播，故D错误。课堂讲解例 2：下列关于声和光的说法中，正确的是（）BA.声和光传播都需要介质B.声传播需要介质，光传播不需要介质C.光速和声速一样大D.光的传播速度是3108m/s【解析】A、B中声传播需要介质，光传播不需要介质；C中光速远远比声速大；D中光在真空中的传播速度约为3108ms。知识要点知识要点
