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第四章 光现象
第1节 光的直线传播
【学习目标】
1.了解光源，会区分天然光源和人造光源
2.知道光沿直线传播的条件和速度（重点）
3.会分析解释与光的直线传播相关的现象和应用（重点）
3.知道小孔成像的成像原因和所像的形状、大小与哪些因素有关（难点）
知识滚动
1.声音是由物体的 产生，正在发声的物体称为 。
2.声音的传播需要 ，真空 传声。
3.不同介质中，声速不同，一般声在固体中的传播速度 在液体中的传播速度，声音在气体中的传播速度最 ,15℃的空气中，声速是 m/s
新课引入
结合以下三则材料，思考：生活中，色彩斑斓的光是如何产生的？又是如何传播的？光的传播有何特点？
材料1：小时候，我们常常在路灯下或蜡烛的微光前摆出各种造型，制造出手影。有个成语叫“如影随形”，说的是产生影子的物体摆脱不了影子。影子究竟是如何产生的？什么情况下，可以消除影子？
材料2：打雷时，我们总是先看到闪电，后听到雷声，这是为什么？
材料3：赛跑时，发令员开枪时，枪响同时会冒烟。终点计时员是看到了发令枪冒出的烟就开始计时，为什么不是听到枪声开始计时？
三、新课教学
知识点一 光源
观察下列生活中常见的光源，找一找它们有什么共同点？
定义：能够 的物体，叫做光源，反之，叫做 。光源可分为人造光源和
光源。
讨论：夏夜的星空，明月高照，星光闪烁，各种各样的星座清晰可见。月亮是光源吗？
例1.下列物体中属于光源的是（ ）
A.放电影时所看到的银幕 B.夏天，摩天大楼上耀眼的玻璃窗
C.看电视时，电视机的屏幕 D.月亮
变式训练1.以下物体：①太阳、②点燃的蜡烛、③闪闪发光的钻石、④正在放映的电影银幕、⑤水母、⑥环卫工人穿着的荧光服、⑦人造地球卫星、⑧北斗七星，其中属于光源的是 ，属于自然光源的是 ．
知识点二 光的直线传播
（一）光的传播特点
学生实验1.探究光在空气中的传播特点
在大可乐瓶中装入少量烟雾，用激光从瓶底垂直射入，观察光在空气中的传播路径。
学生实验2.探究光在液体中的传播特点
将透明矿泉水瓶装满水，滴入少量牛奶，震荡，用激光从瓶底
垂直射入，观察光在水中的传播路径，如图4.1-3所示。
学生实验3.探究光在透明固体中的传播特点
用激光射入果冻（透明固体），观察光在透明固体中的传播路径。
教师演示实验1.探究光在不同介质中的传播特点
透明的玻璃缸装一半的水，滴少量牛奶，震荡，水面的空气装入少量烟
雾，用激光从空气中斜射入水中，观察光的传播路径，如图4.1-4所示。
教师演示实验2.探究光在同种不均匀中的传播特点
用激光斜射入分层的糖水溶液中，观察光的传播路径，如图4.1-5所示。
由以上实验现象可归纳得出结论：光只有在 中沿 传播。
光线
为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线，即 表示光传播的
和 ，这样的直线叫做光线。
例2．下列关于光线的说法正确的是( )
A．光源能射出无数条光线 B．光线就是很细的光束
C．光线是用来表示光的传播方向的直线，用实线表示
D．光线是用来表示光的传播方向的直线，常用虚线表示
变式训练2.室内一盏电灯通过木板隔墙上的两个小洞，透出两条细小光束(如图4.1-6所示)．请根据这两条光束的方向确定室内电灯的位置．
（三）与光的直线传播有关的现象
1.影子
讨论：结合图4.1-7，分析形成影子的原因和条件
归纳总结：（1）影子形成的光学原理是 ；
（2）光在传播过程中，遇到 （透明/不透明）的物体，在物体后面形成的黑暗区域。
2.日食、月食
讨论:结合图4.1-8的甲、乙两图,讨论分析发生日食和月食的原因和条件。
归纳总结：（1）发生日食和月食的光学原理是 ；
（2）发生日食的条件：太阳、月球和地球在 ，且 处在太阳和 中间；（3）发生月食的条件：太阳、月球和地球在 ，且 处在太阳和 中间；
例3.如图4.1-9，发生“月全食”时，太阳、地球、月球应处在同一直线上，则地球应在图中 所示的位置，月球应在图中的 所示的位置（“甲”或“乙”）。
变式训练3.紫金山天文台2009年6月13日通报：2009年7月22日，我国将出现500年一遇的日全食奇观。会发生日食现象，是因为光沿 。如图4.1-10所示，位于地球上 区域的人看到的是日全食，位于 区域的人看到的是日偏食（选填序号）
3.小孔成像
学生实验4.如图4.1-11，在一个空罐的底部中央打几个不同形状的小孔(不能太大),再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上,每次只留下一个小孔对着烛焰,其余小孔用不透明纸封住,我们可以看到烛焰在薄膜上呈现的像，研究所成的像的形状和大小分别与什么因素有关。
归纳总结：小孔成像的成像特点：（1）所成的像是 的实像；（2）像的形状与 的形状有关，与 的形状无关；（3）所成的像的大小与 的距离和 的距离都有关。
例4.门(朝南开)上有个小孔,小红同学从门前经过,她在室内北墙上所成的像是
(“正立”或“倒立”)的 （“实像”或“虚像”）。当她从门前由西往东行走时，北墙上的像向 运动，此现象利用了 的原理。
变式训练4.如图4.1-12所示,大伟在课外按图示制作了一个小孔成像实验，如果在易拉罐底部开一个很小的三角小孔，则它在半透明的纸上的看到的是：（ ）
A、蜡烛的正立像 B、蜡烛的倒立像
C、△光斑 D、圆型光斑
（四）光的直线传播在生活中的应用
讨论:结合以下三幅图,分析这些例子中涉及到的光学原理。
知识点三 光速
阅读课本P71-72页的内容，完成以下填空。
声 光
声的传播需要 介质 光的传播 介质
真空 不能传声 光 （“可以”或“不可以”）在真空中传播
15℃时，空气中的声速是 340m/s 空气中，光速约为
声在 空气 中传播最慢 光在 中传播最快
声遇到 障碍物 会被 反射 回来，产生 回声 。人们利用回声测距，发明了声呐。 光在1年的时间内传播的距离叫做 ，它是 单位。
例5.太阳光从空气中射入河水中，它的传播速度( )
A．增大 B．减小 C．不变 D．可能增大，也可能减小
变式训练5-1.入夏后，江南进入多雨季节，应注意防汛防雷．下雨时常伴随着打雷和闪电发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明光比声音传播得____(填“快”或“慢”)。
变式训练5-2.（回归课本）太阳发出的光，要经过8min才能到达地球。请你估算太阳到地球的距离为 。
变式训练5-3.（回归课本）关于光年下列说法中错误的是（　　）
A．光年是一个非常大的时间单位
B．1光年等于光在一年内传播的距离
C．牛郎星和织女星的距离大约是16光年
D．1光年大约等于9.46×1012km
课堂提升
如下短句或词语涉及的知识与光的直线传播无关的是（ ）
A.立竿见影 B.一叶障目
C.海市蜃楼 D.射击瞄准时，三点对一线
2.如图4.1-14，一个人由远处靠近路灯，再逐渐远离路灯的过程中，关于他的影子变化说法正确的是（ ）
A.逐渐变长
B.逐渐变短
C.先变短后变长
D.先变长后变短
2009年夏季，中国出现了日食奇观。如图4.1-15，小华借助小孔成像实验装置对“”形太阳进行观察，纸盒上扎有圆形小孔，则她在半透明光屏上看到像的形状是（ ）
（回归课本）如图4.1-16，为“坐井观天”的示意图，设点E为青蛙的眼睛，请利用光的直线传播知识画出它能看到的天空的范围(画出光路示意图)．
5.如图4.1-17所示，AB为发光体，CD是不透明的遮挡物，EF为一堵墙，一个小蜘蛛在墙上爬动，为使蜘蛛更好地隐蔽自己，试用作图法确定蜘蛛在墙上的范围。（将该范围打上阴影）（俏面书生）
光的直线传播
知识滚动
1.振动 声源 2.介质 不能 3.大于 最慢 340
新课引入 略
新课教学
知识点一 光源 发光 非光源 自然
例1.C 变式训练1.①②⑤⑧ ①⑤⑧
知识点二 光的直线传播
光的传播特点 同种均匀介质 直线
光线 径迹 方向 例2.C 变式训练2.如图4.1-6所示
（三）与光的直线传播有关的现象
1.（1）光沿直线传播 （2）不透明
2.（1）光沿直线传播 （2）同一直线 月球 地球 （3）同一直线 地球 月球
例3.甲 乙
变式训练3.直线传播 A B
3.（1）倒立 （2）光源 小孔 （3）光源到小孔 小孔到光源
变式训练4.B
知识点三 光速
需要 可以 3×108 m/s 真空 光年 长度 例5.B
变式训练5-1.快
变式训练5-2.1.44×1011 m/s
变式训练5-3.A
课堂提升
1.C 2.C 3.C 4.如图4.1-16所示
5.如图4.1-17所示（俏面书生）
图4.1-1
太阳 萤火虫 霓虹灯 汽车车灯
图4.1-2
图4.1-3
图4.1-4
图4.1-5
图4.1-7
图4.1-6
甲 图4.1-8 乙
图4.1-10
图4.1-9
图4.1-11
图4.1-12
激光引导掘进 排直队 射击瞄准
图4.1-13
知识归纳：
月亮、镜子、钻石并不会发光，不是光源；
实验中，喷烟雾、喷水雾、滴牛奶，作用是：显示光路；
光只在同种均匀介质中，才沿直线传播；
真实的光并不是一条条光线那样，光线是一个理想模型，方便研究光传播的方向和径迹；画光线时，用实线，且箭头必须从光源出发！！！
影子、日食、月食、小孔成像都是与光的直线传播有关的现象，射击瞄准、激光准直、排队都利用到了光的直线传播；
小孔成像所成的像是倒立的实像；像的形状与光源的形状有关，与小孔的形状无关；像的大小与光源到孔的距离、孔到光屏的距离都有关系；
影子和小孔成像所成的像是不同的。影子是没有光线到达之处，是黑暗的，而小孔成像所成的像由实际光线汇聚而成，是有光线到达的，是明亮的！！！唯一相同的就是：都是由光的直线传播形成的。
倒像：像与物的形状一样，但与物体上下颠倒、左右互换；
光的传播不需要介质，在真空中，光速最大，c=3×108m/s=3×108km/s，空气中的光速也约等于这个值;在气体、液体和透明固体中，光速逐渐由快到慢；
光年是长度单位，不是时间单位！
图4.1-14
图4.1-15
图4.1-16
图4.1-17
图4.1-6
S
图4.1-16
图4.1-17

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