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苏科版 八年级上册
第二章 光现象
2.2 光的直线传播
汽车前灯发出的光
光进入人的眼睛
1、 我们能看到周围的物体，是因为有来自物体的光进入我们的眼睛。
情景引入
探照灯发出的光
投影机发出的光
2、从汽车灯射出的光束是有什么特点？晚上，探照灯发出的光，投影机射向银幕的光都是怎样传播的？
01
02
03
04
05
CONTENTS
光的直线传播的应用
从声的传播到光的传播
光在均匀介质中的传播
日食和月食
知识拓展/补充
PART ONE
从声的传播到光的传播
（a）通过透明玻璃看
（b）太阳光照亮海底
（c）太阳光传播到地球
回忆
声音的传播需要什么条件
声音的传播需要介质：声音可以固体、液体、气体中传播，不能在真空中传播。
问题
观察图（a）-（c），那么你是否能总结光是怎样传播的。（注：图（c）是通过太阳光通过太空和大气层传播到地球表面）
经验告诉我们，光不仅可以在固体、液体和气体中传播，还能在真空中传播。
那么，光的传播路径是怎样的？
图2-10 手影
1.如何2-9所示，试一试，你能将杆的影子踩在脚下吗？
2.如何2-10所示，做几个有趣的影子游戏。想一想，手影为什么会随手形的变化而改变？
1.不能；影子始终会在脚上面。
2.物体阻挡了光线无法照射到物体背面，而形成影子；挡住的部分是黑的，所以手影会随手型（挡住的部分）变化而改变。
提出问题
猜想与假设
光沿直线传播。
PART TWO
光在均匀介质中的传播
探究光在气体中的传播
现象：光在空气中传播的路径是直线。
结论：光在空气中沿直线传播。`
如图（1）所示，用一束激光照射在充满烟雾的空气中，观察光传播的路径。
那么，光在液体中是不是也沿直线传播？
实验一
图（1）探究光在空气中传播
现象：光在水中传播的路径是直线。
结论：光在水中沿直线传播。
如图（2）所示，在盛水的玻璃水槽内滴几滴牛奶，用激光笔将一束光照射到水中，观察光在水中的传播路径。
光在透明的固体中是不是也沿直线传播？
实验二
探究光在液体中的传播
图（2）探究光在水中传播
现象：发现光在玻璃砖中传播的路径是直线。
结论：光在玻璃砖中沿直线传播
如图（3）所示，用激光笔往玻璃砖中照射入一束光，观察光在玻璃中的传播路径。
实验一至三结论：光在气体、液体、固体中均是分别沿直线传播。
实验三
探究光在固体中的传播
图（3）探究玻璃在水中传播
事实表明，光在同种均匀介质中是沿直线传播的。
为了研究光的传播特点，我们通常用带箭头的直线表示光传播的路径和方向。这样的线叫作光线(light ray)。光线是人们为了便于研究和表示光的传播而引入的物理模形。
思考：如何描述光的传播？能不能把看到的光的传播路径画出来？
光线
光线
实际问题中，往往用多条光线来描述光的传播特点。例如，当烛焰、灯泡等离我们较远时，可以看成一个点光源，光由其中心点向四周传播，如图（a）所示。
图（a）表示点光源的光线
图（b）表示平行光的光线
又如，在地面上接收到的太阳光，可看成平行光，用如图(b)所示的光线表示。
点光源的光线
平行光的光线
注意 ：光线不是实际存在的实物，而是了便于研究和表示光的传播而引入的物理模形（理想模型法）。
研究表明，光的传播需要时间，只是它传播得非常快。光在真空中每秒约传播3×108m。
打开电灯，灯光立即照亮整个房间，难道光的传播不需要时间？
光速
议一议：1.生活中，为什么我们总是先看到闪电，再听到雷声？
2.田径比赛时，为什么在远处先看到发令枪的烟雾，后听到发令枪的声？
1.真空中的光速:c = 3×108 m/s = 3×105 km/s.
2.光在不同介质中的传播速度
介质 光 速
真空
空气
水
玻璃
3×108m/s
约3×108m/s
约空气中的3/4
约空气中的2/3
3.光年:一个非常大的距离单位，1光年≈9.46×1015 m。
如果一个人以光速绕地球飞行，他在1s的时间内能绕地球7.5圈。
PART THREE
光的直线传播的应用
夜晚，各种各样的灯光化作一道道色彩斑斓的光柱，如图(Ⅱ)所示。
在自然界和日常生活中，也能观察到光的传播路径。清晨，大阳光穿树木间的空隙射人林中，犹如一缕缕笔直的金线，如图（Ⅰ）所示。
（Ⅰ）树林间的光束
（Ⅱ）夜空里笔直的光柱
一、有关光的传播路径的现象
1.激光准直
在开凿大山隧道时，工人们常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。
二、光的直线传播的应用
2.射击瞄准
“三点一线”才能射得准， 即枪上的照门、枪上的准星和射击标要在一条直线上。
3.站队列成直线
前面一个同学刚好挡住后面所有的同学， 队伍就直了.
三、光的直线传播的现象
1.影子的形成
光在传播过程中，当光遇到不透明物体时，在物体的后面便会留下一片光照射不到的区域，就形成了影子。
皮影戏
日晷
影子的应用：
1、皮影戏：古代的一种民间戏剧；
2、日晷：古代的一种计时仪器。
视频欣赏—日晷
2.小孔成像
如图，在一个空罐子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。
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？试着画一画。
（1）步骤：①让小孔对着点燃的蜡烛，观察塑料薄膜上所成的像的情况。
②改变蜡烛与小孔的距离，观察像的变化情况。
③保持蜡烛与小孔的距离不变，前后拉动内筒，观察像的变化情况。
(2)小孔成像的原理：光的直线传播
(3)小孔成像的特点：
① 倒立的实像:实际光线汇聚所成的像.
②像的大小与孔到物体的距离、孔到光屏的距离有关.
③像的形状与物体的形状有关，与孔的形状无关.
树荫下的圆形光斑及其形成的光路图。
3.日食和月食
同学们可以交流讨论，也可以查阅相关资料日食和月食是如何形成的。
我们下一小节将详细学习。
《墨经》是《墨子》一书的重要部分，也是中国古代重要的哲学、逻辑学和科学著作，其中记载了小孔成像现象及其解释（图2-14）“景(影)到(倒),在午有端，与景长，说在端。”“景：光之人，煦(照)若射。下者之人也高，高者之人也下……”这里的“景(影)”指所成的像，“午”指遮光屏，“端”指小孔。意思是，像之所以倒转，是由于遮光屏上有一个小孔，光如箭那样笔直地射入，通过小孔后上下位置颠倒。我国北宋科学家沈括所著的《梦溪笔谈》中，也有关于小孔成像的记载。书中形象地描述了飞鸢通过窗户缝隙形成的影，其上下颠倒、左右相反。宋元时期的赵友钦还利用实验得到了小孔成像的大小、明暗与物距和孔的大小之间的关系，从而证明了光沿直线传播的特性。这些实验比西方类似的实验要早得多。
中国古人对小孔成像的研究
生活 物理 社会
PART FOUR
日食和月食
在我国古代殷商时期的甲骨文中，就有关于日食和月食现象的记载。那时的人们还不能解释这种现象，以为是灾难降临的预兆。实际上，日食和月食都是与光沿直线传播有关的天文现象。
日食
月食
日食月食的形成原因：
光沿传直线传播
如图所示，月球运行到地球和太阳之间时，太阳光被月球挡住，在地球上形成阴影区，处在阴影区的人看不到太阳或只能看到太阳的一部分，这种现象日食。太阳光全部被月球挡住时形成日全食，部分被挡住时形成日偏食。
日全食、日偏食
如图所示，地球绕着太阳运转，在背对太阳一侧形成长长的阴影区——地影，一旦月球进入这个阴影会发生月食。太阳光全部被地球挡住时形成月全食，部分被挡住时形成月偏食。
月全食、月偏食
日偏食
日全食
月全食
月偏食
中国的夏、商、周三代历时2000多年，创造了灿烂的古代文明。但由于历史文献中没有关于这三个王朝具体年代的记载，使得中华5000年文明史中有2000多年的历史年代模糊不清，无法得到世界公认。中国的文明史到底有多长 怎样确定夏、商、周的具体年代 科学家联想到了日食和月食。
1996年，我国首次实施人文社会科学与自然科学相结合，多学科交叉联合攻关的大型科学研究项目—“夏商周断代工程”。科学家根据古籍中“天再旦”“天再昏”等天象的记载，利用物理学得出的天体运行规律，推算出历史上日食、月食发生的年代，再结合文献、考古等方面的研究成果，为夏、商、周三个王朝确切年代的确定提供了重要依据。
日食、月食与“夏商周断代工程”
生活 物理 社会
1. 如图2-17所示，怎样才能通过三个小孔看见烛焰
实践与练习
实验方法：在每块纸板上画出两条对角线，在对角线的交点处用针扎一个孔然后，把三块纸板固定在桌子上，用一根线穿过每块纸板中心的小孔，将线拉紧，使三个小孔在同一直线上，然后将线抽出.在图（d）中所示C板的小孔附近放一支点燃的蜡烛(或用手电筒向小孔射出光线),从A板的小孔看去，就可以看到蜡烛发出的光.移动任一纸板，使三个小孔不在同一条直线上，再从A板上的孔看去，则看不到烛光了.
图（d）
2.参考如下方法制作一个简易的针孔照相机：如图2-18所示，在空易拉罐底部的中央截一个小孔；将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层半透明的塑料薄膜。将小孔对准窗外的景物，说一说你在塑料薄膜上看到的像的特点。
图2-18
倒立的实像。（参考前面小孔成像实验探究）
PART FIVE
知识拓展/补充
实验：光在不均匀的介质中的传播
将水槽装入自来水，光在水中传播；把海波水溶液加入水槽中，再用激光笔从侧面水平射入。
光在不均匀介质中传播
如果介质不均匀，光线会发生弯曲。
早晨，太阳的视位置高于实际位置
光在同种均匀介质中沿直线传播。
结论：
讨论交流：上节课我们学习了光具有能量，那么光在传播的过程中传递了什么？
光在传播过程中传递了信息和能量（声音、光都能传递信息和能量）
红绿灯
光纤
太阳灶
激光打孔
光在传播过程中传递了什么
声音 光
真空不能传声
15℃空气中声速340m/s
声音在空气中传播最慢
声音传播需要介质
声和光的区别
光在真空中传播最快
空气中光速近似3×108m/s
光在空气中比在其他透明介质中传播的快
光的传播不需要介质
声和光的区别
激光测距仪是利用调制激光的某个参数对目标的距离进行准确测定的仪器。脉冲式激光测距仪是在工作时向目标射出一束或一序列短暂的脉冲
激光束，由光电元件接收目标反
射的激光束，计时器测定激光束
从发射到接收的时间，计算出从
测距仪到目标的距离。
光速的应用——激光测距
光速的应用
1 ．下列选项中，不能利用光的直线传播解释的是 ( )
A ．坐井观天，所见甚小
B ．未见其人，先闻其声
C ．一叶障目，不见泰山
D ．管中窥豹，可见一斑
B
课堂练习
2 ．下列关于光和光线的说法中，正确的是 ( )
A ．光和光线都是存在的
B ．光是存在的，而光线是不存在的
C ．光线是存在的，而光是不存在的
D ．光和光线都是不 存在的
B
3 ．有关光的现象，下列说法正确的是 ( )
A ．光在任何介质中传播速度都是相同的
B ．光能在固体、液体、气体中传播，在固体中传播最快 C ．光在介质中是沿直线传播的
D ． 日食、月食的形成都可以说明光是沿直线传播的
D
4 ．下列关于声和光的说法中，正确的是 ( )
A ．声音的传播速度为 340m/s
B ．声音传播需要介质，而 光传播不需要介质
C ．光的传播速度和声的传播速度一样快
D．光在各种介质中的传播速度为 3×108m/s
B
5．中午 12 ∶00 时，若太阳光垂直射入纸板上一个很小的“△”形孔，那么在地面上形成的光斑的形状是 ( )
A
6．学习“光的直线传播”时，老师做了如下演示实验：①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图），②在 A 点 处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲； ③经搅拌后，观察到光线又变直。根据上述现象可得出的结论是 ( )
A ．光的传播需要介质
B ．光只有在水中才能沿直线传播
C ．光在海波溶液里不能沿直线传播
D ．光在均匀介质中才沿直线传播
D
A ．杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播
B ．该模型是依据杆影的方位来判断时间的
C ．一天内，正午的杆影最短
D ．如果阴影由长变短，则表示时间为下午
7．“日晷”是我国古代发明的计时工具，如图所示，下列说法错误的是 ( )
. .
D
A ．此时月球正处在太阳和地球之间
B ．此时太阳正处在月球和地球之间
C ．此时在地球上的某一地区可能出现“日食”现象
D ．此时在地球上的某一地区可能出现“月食”现象
8．如图所示人类从月球上拍摄因地球形成的“日食”照片。下列对发生此现象的判断，正确的是 ( )
D
A ．为了能更清晰地观察像，应在 B 端蒙上半透明的塑料薄膜
B ．观察远处物体时，B 端应处于较阴暗的环境中
C ．成像的小孔可以不是圆形的
D ．观察远处物体时，增大光屏与小孔之间的距离，光屏上的像将变大
9．在“制作小孔成像观察仪”活动中，需要把制作好的圆筒插
入易拉罐中，如图所示。下面有关该装置制作和使用的说法错误的是 ( )
A
课堂小结

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