光的直线传播4.ppt

第四章 多彩的光 光光对对人类非常重要，因为光，我们可以看到外界人类非常重要，因为光，我们可以看到外界的景象，经由感觉器官接收到的信息中，有的景象，经由感觉器官接收到的信息中，有90以上是通过眼睛得到的。以上是通过眼睛得到的。人类很早就开始对光的观察研究，我国对光现象人类很早就开始对光的观察研究，我国对光现象的研究早在的研究早在2400年前就开始了，现在，光学已年前就开始了，现在，光学已经成为物理学的一个重要分支，并在实际中有广经成为物理学的一个重要分支，并在实际中有广泛的应用。泛的应用。按照研究目的不同，光学知识可以粗略的分为两按照研究目的不同，光学知识可以粗略的分为两大类，一类是利用光线的概念研究光的传播规律，大类，一类是利用光线的概念研究光的传播规律，但不研究光的本质属性，这类光学称为但不研究光的本质属性，这类光学称为几何光学几何光学；另一类主要研究光的本性（包括光的波动性和光另一类主要研究光的本性（包括光的波动性和光的粒子性）以及光和物质的相互作用规律，通常的粒子性）以及光和物质的相互作用规律，通常称为称为物理光学物理光学，我们首先学习几何光学的知识。，我们首先学习几何光学的知识。3 3、小孔成像小孔成像说明了什么？说明了什么？初中我们学习过光学的知识，请同学们阅读初中我们学习过光学的知识，请同学们阅读课文思考如下问题：课文思考如下问题：1、什么叫光源，生活中有哪些物体是光源？2 2、光线如何表示？、光线如何表示？自行发光的物体叫做自行发光的物体叫做光源光源，如太阳、电灯、点，如太阳、电灯、点燃的蜡烛等等。燃的蜡烛等等。为了研究的方便，我们用带有箭头的线来表示为了研究的方便，我们用带有箭头的线来表示光线光线，箭头表示光的传播方向。，箭头表示光的传播方向。说明了光是直线传播的。说明了光是直线传播的。燃烧的篝火彝族火把节的火把太阳光烛光上海夜景灯光上述这些都是光源上述这些都是光源光源主要可分为：1、热辐射光源，例如太阳、白炽灯等2、气体放电光源，例如水银灯、荧光灯等3、激光器是一种新型光源，具有发射方向集中、亮度高，相干性优越和单色性好的特点 光线是一个很有用的概念，通过它，光线是一个很有用的概念，通过它，可以借助于几何光学的方法研究光的传可以借助于几何光学的方法研究光的传播，光线这个概念是一种科学的抽象，播，光线这个概念是一种科学的抽象，用来表示光的传播方向，光线并非实际用来表示光的传播方向，光线并非实际存在的东西，实际中即便是很窄的一束存在的东西，实际中即便是很窄的一束光，也必然要有一定的粗细，不可能得光，也必然要有一定的粗细，不可能得到象几何线那样的光线。到象几何线那样的光线。在在研究光的传播方向时研究光的传播方向时常用到光线的概念常用到光线的概念定义：沿光的传播方向做一条线，并标定义：沿光的传播方向做一条线，并标上箭头，表示光的传播方向。上箭头，表示光的传播方向。电灯发出来的光线电灯发出来的光线点光源点光源点光源点光源：可忽略自身尺寸的光源，象质点、：可忽略自身尺寸的光源，象质点、点电荷、理想气体一样，是理想化的物理模点电荷、理想气体一样，是理想化的物理模型当光源的尺寸远小于它到观察点的距离型当光源的尺寸远小于它到观察点的距离时就可看作点光源时就可看作点光源激光发出来的光线激光发出来的光线（平行光）（平行光）太阳光也可以看做平行光太阳光也可以看做平行光光能在真空中传播，说明光的传播并不依靠光能在真空中传播，说明光的传播并不依靠介质介质 初中时学过，在初中时学过，在同一种同一种均匀均匀介质中光是介质中光是沿直线传播的沿直线传播的光介质光介质：光能够在其中传播的物质，简称介质：光能够在其中传播的物质，简称介质 如：空气、水、玻璃等如：空气、水、玻璃等自然界中除了小孔成像，还有很多光现象也证自然界中除了小孔成像，还有很多光现象也证明光是沿直线传播的。如：明光是沿直线传播的。如：影影日食日食月食月食光的直线传播影影1 1、点光源的影、点光源的影 点点光光源源发发出出的的光光，照照到到不不透透明明的的物物体体上上，物物体体向向光光的的表表面面被被照照明明，在在背背光光面面的的后后方方形形成成一一个个光线照不到的黑暗区域光线照不到的黑暗区域sABAB完全不会受到光的照射的范围是完全不会受到光的照射的范围是本影本影本影本影证明光沿直线传播的现象证明光沿直线传播的现象1、点光源的影：、点光源的影：光光在在传播过程中传播过程中，遇到不透明的物体，在物，遇到不透明的物体，在物体后面便产生影。体后面便产生影。1、点光源的影：、点光源的影：1、点光源的影：、点光源的影：2 2、较大发光面的影、较大发光面的影 光源ABABCD半影半影半影半影本影本影本影周围还有一个能受到光源发出的本影周围还有一个能受到光源发出的一部分光照射的区域，是一部分光照射的区域，是半影半影。2 2、较大发光面的影、较大发光面的影 光源ABABCD半影半影半影半影本影本影周围还有一个能受到光源发出的一部本影周围还有一个能受到光源发出的一部分光照射的区域，是分光照射的区域，是半影。注意：半影。注意：AB之间的半影区叫之间的半影区叫伪本影区伪本影区也叫也叫尾影区尾影区。半影半影你发现什么规律吗？你发现什么规律吗？你发现什么规律吗？你发现什么规律吗？月亮挡住了太阳射向地球的光线，在月亮挡住了太阳射向地球的光线，在地球上的影子区域内即使在白天也不能地球上的影子区域内即使在白天也不能看见太阳，就形成了看见太阳，就形成了日食。日食。证明光沿直线传播的现象证明光沿直线传播的现象 地球挡住了太阳射向月亮的光线，在地地球挡住了太阳射向月亮的光线，在地球后方形成一个大影子区域，当月球处于球后方形成一个大影子区域，当月球处于这个区域时，太阳光不能直接照射到月球这个区域时，太阳光不能直接照射到月球上就形成上就形成月食。月食。证明光沿直线传播的现象证明光沿直线传播的现象3 3、日食、日食太阳太阳地球地球月球月球太阳太阳月球月球本影本影半影半影 伪本影伪本影3 3、日食、日食太阳太阳地球地球月球月球本影本影半影半影 伪本影伪本影日偏食日偏食日全食日全食3 3、日食、日食太阳太阳地球地球月球月球本影本影半影半影 伪本影伪本影日偏食日偏食日环食日环食3 3、日食、日食太阳太阳地球地球月球月球本影本影半影半影 伪本影伪本影月偏食月偏食4 4、月食、月食太阳太阳地球地球月球月球本影本影半影半影 伪本影伪本影月全食月全食4 4、月食、月食太阳太阳地球地球月球月球本影本影半影半影 伪本影伪本影月偏食月偏食4 4、月食、月食太阳太阳地球地球月球月球本影本影半影半影 伪本影伪本影4 4、月食、月食太阳太阳地球地球月球月球本影本影半影半影 伪本影伪本影4 4、月食、月食月环食月环食5、光的速度、光的速度在空气中的速度：在空气中的速度：340米米/秒秒在在真空中真空中不能不能传播传播声音声音在在真空中最快：真空中最快：c=3108 米米/秒秒在空气中的速度：在空气中的速度：约约3108 米米/秒秒光光在水中的速度在水中的速度约是空气中的约是空气中的3/4在玻璃中的速度在玻璃中的速度约是空气中的约是空气中的2/3 注意：光年是注意：光年是距离距离单位单位,它是指它是指光在一年光在一年的时间里走过的距离。的时间里走过的距离。光在光在空气中空气中1s内传播的距离相当于内传播的距离相当于绕地球绕地球7.5圈，圈，光从月球传到地球只需光从月球传到地球只需1.3s。阅读材料：阅读材料：1607年年伽利略伽利略最早做了测定光速的尝试。让两个实验最早做了测定光速的尝试。让两个实验者在夜间每人各带一盏遮蔽着的灯，站在相距约者在夜间每人各带一盏遮蔽着的灯，站在相距约1.6km 两两个山顶上，第一个实验者先打开灯，同时记下开灯的时间，个山顶上，第一个实验者先打开灯，同时记下开灯的时间，第二个实验者看到传来的灯光后，立刻打开自己的灯，第第二个实验者看到传来的灯光后，立刻打开自己的灯，第一个实验者看到第二个实验者的灯光后，再立刻记下时间，一个实验者看到第二个实验者的灯光后，再立刻记下时间，然后根据记下的时间间隔和两山顶间的距离计算光的传播然后根据记下的时间间隔和两山顶间的距离计算光的传播速度。速度。这种测量光速的方法原理是什么？是否正确这种测量光速的方法原理是什么？是否正确?v =st但这个实验能不能测出光的速度，为什么？但这个实验能不能测出光的速度，为什么？（光的速度很大，在相距约光的速度很大，在相距约1.6km的两山顶间来回一次，所用的两山顶间来回一次，所用的时间大约只有十万分之一秒，用这种简单粗糙的方法根本的时间大约只有十万分之一秒，用这种简单粗糙的方法根本不能测出这样短的时间来。）不能测出这样短的时间来。）想想议想想议议议:你能不能想出一个办法来估测发生雷你能不能想出一个办法来估测发生雷电的地方离你有多远电的地方离你有多远?答案答案:(光的传播时间忽略光的传播时间忽略)看见闪电后看见闪电后,立刻看表立刻看表,记下时间记下时间;看过看过几秒后听到雷声几秒后听到雷声.利用声音在空气中的速度利用声音在空气中的速度,根据根据 s=vt 即可即可求出闪电处的距离求出闪电处的距离.问题问题:光沿直线传播，生活中有什么常见例子？光沿直线传播，生活中有什么常见例子？一，利用光的直线传播一，利用光的直线传播-三点一直线，在射击、三点一直线，在射击、射箭运动中发挥关键作用；射箭运动中发挥关键作用；思考思考:问题问题:光沿直线传播，生活中有什么常见例子？光沿直线传播，生活中有什么常见例子？四，队伍对齐：四，队伍对齐：向右看齐！向右看齐！二，木匠用刨刨一木条，刨了二下就要检查二，木匠用刨刨一木条，刨了二下就要检查刨得直不直，他就是自觉不自觉地利用光的刨得直不直，他就是自觉不自觉地利用光的直线传播用眼睛从直线传播用眼睛从木条的一端沿木条看它木条的一端沿木条看它是不直的。是不直的。小孔成像小孔成像小小 孔孔 成成 像像小孔成像小孔成像为什么小孔能成清晰的像，大孔则不能？为什么小孔能成清晰的像，大孔则不能？为什么小孔能成清晰的像，大孔则不能？为什么小孔能成清晰的像，大孔则不能？