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(共45张PPT)
4.3.1 日地月的相对运动
——光的直线传播
在黑暗的屋子里，为什么会伸手不见五指？
我们要看见物体,必须要有光进入我们的眼睛。
问题：光源发出的光是如何传播的？
光的直线传播
一
生活中能看到一束束沿直线传播的光
太阳光穿过树木间的空隙，笔直的射入林中
灯光射出一道道笔直的光柱
光的直线传播
一
激光准直，利用的也是光沿直线传播
我国古代发明的皮影戏，利用的也是光沿直线传播
能否用实验来证明？
日常生活和表演艺术中，观察光的传播的路径
光的直线传播
一
探究光在空气中的传播路径
点燃一小段艾叶条，将一束激光射到充有少量艾条烟尘的空气中，观察激光在空气中的传播路径。
光在空气中是沿直线传播的
光的直线传播
一
探究光在水中的传播路径
用水溶性荧光笔在水中搅拌几次，或者在水中滴几滴牛奶，将一束激光射到水中，观察激光在水中的传播路径。
光在水中是沿直线传播的
光的直线传播
一
探究光在有机玻璃中的传播路径
将一束激光射到有机玻璃板中，观察激光在有机玻璃板中的传播路径。
光在有机玻璃板中是沿直线传播的
光的直线传播
一
初步结论：
思考一下：在同种介质中，光在任何情况下都沿直线传播吗？
光在同种介质中沿直线传播。
光的直线传播
一
用注射器将200mL浓糖水缓慢注射到荧光液的下方，再将激光束逐渐向下移动，观察激光的传播路径。
搅拌糖水，再让激光束射过溶液，观察光的传播路径。
现象：初始时， 激光束在荧光液中沿直线传播。
随着激光束逐渐向下移动并接近浓糖水与荧光液的界面， 我们可以观察到激光束在界面处的传播方向发生改变，但光在糖水中部分还是直线传播的。
现象：搅拌糖水后，激光射过溶液时，光又沿直线传播的。
光的直线传播
一
1.光的直线传播：
（1）光在同一种均匀介质中沿直线传播；
（2）光直线传播的条件：同一种均匀介质；
（3）光由一种介质斜射入另一种透明介质时，光的传播方向会改变。
激光束的方向性强，发散度小，亮度极高。
实验时，不要把激光对着人的眼睛,以免损伤眼睛。
光的直线传播
一
早晨，当太阳还在地平线以下时，我们就看见了它，这是为什么？
大气层不均匀，光在其中发生了弯曲。
光的直线传播
一
2. 光速：
光能在空气、液体、固体等透明物体中传播，也能在真空中传播。
光在不同介质中传播的快慢是不同的，在真空中的传播速度最大。
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
约为真空中的3/4
约为真空中的2/3
稍小于真空中的速度
光的直线传播
一
3、光年：
①光年：光在真空中1年内传播的距离等于1光年，约9.46×1012km。
②天文学上，常用光年作为单位来计量天体之间的距离。
如，银河系的直径约 10 万光年，太阳与银河系的中心相距约 3 万光年；目前，人类可观测到的最远天体距离地球约130 亿光年。
注：
光分指光在真空中1分钟内通过的距离；光秒指光在真空中1秒内通过的距离。
光的直线传播
一
1)光在真空中传播，1年（365天）内可通过多少距离？
2）日地距离约为1.496×108千米，则光从太阳到达地球约需要多少时间？
s=vt=3×108m/s×365×24×3600s
=9.4608×1015m=9.4608×1012km （约9.46 万亿千米）
t=s/v= 1.496×108km/3×105km/s
≈498.7s （约8.3分钟）
光线
二
为了形象地表示光的传播情况，用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向
光线
灯光的光线
平行光线
点光源发出的光线
光线
二
光线实际上是不存在的，但光是实际存在的。
光线模型：为了方便描述和研究光的传播规律。
S为光源，画两条由S发出的经过A、B点的光线。
A
S
B
传播路线
方向
模型
光沿直线传播的例子
三
1、影子的形成：
影子是由于光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体在物体后面形成的光照不到的暗区。
影子形成的三个条件：光源、不透明物体、投影面；
光沿直线传播的例子
三
当人远离路灯时，影子会怎样变化？
灯光直线传播，人离路灯越近，影子越短。
光沿直线传播的例子
三
无影灯
医生做外科手术时，为了手术部位更清晰而用无影灯。它由多盏灯组成。医生的手或器械，因一盏灯光照射产生的影子，被其他灯发出的光照亮，于是便产生“无影”的效果。
光沿直线传播的例子
三
2、日食和月食：
日食和月食的发生与光的直线传播及日地的相对位置有关。
发生日食时，其实是从地球上观察太阳时，太阳的一部分或全部被月球挡住了；
发生月食时，实际上是从地球上观察时，月球的一部分或全部进入地球的影子中了。
光沿直线传播的例子
三
2、日食和月食：
3与4是日偏食
2是日环食
1是日全食
光沿直线传播的例子
三
2、日食和月食：
月食形成示意图
光沿直线传播的例子
三
3、射击瞄准：
射击瞄准中的“三点”指的是：枪口上的缺口、准星、目标；光在同种均匀介质中沿直线，射击瞄准时的“三点一直线”应用了光的直线传播原理。
光沿直线传播的例子
三
4、排队：
排纵队时，如果你看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，说明队就排直了，这是因为光是沿直线传播的，当队伍排直的时候，该同学就会挡住前面所有同学射向自己眼中的光。
光沿直线传播的例子
三
5、丁达尔效应出现的时候，光就有了形状
当一束光透过胶体(滴入牛奶的清水、晨间有雾的空气）时，从垂直入射方向可以观察到胶体里出现一条明亮的“通路”
小孔成像
四
2000多年以前，我国思想家墨翟（墨子）和他的学生做了世界上第一个小孔成像实验：用一块带有小孔的板遮挡在墙体与物之间，墙体上就会形成物的倒影，并由推测光的传播路径。
“景（像）：光之人，煦（照）若射。下者之人也高，高者之人也下。足蔽下光，故成景于上；首蔽上光，故成景于下。”
小孔成像
四
树木中的光斑就是小孔成像现象：圆形光斑是太阳经过树叶间的缝隙而形成的像。
阳光经过树叶缝隙成像示意图
光斑
在茂密的树林里，常可以看到一些圆形的光斑和一些非圆形的光斑，这些光斑是怎么形成的？光斑的形状与什么有关呢？
小孔成像
四
（1）取几张硬纸片，用小刀在纸片上刻出各种不同形状 ( 三角形、正方形、菱形、梯形等 ) 的小孔，小孔大小约为 1厘米，把刻有小孔的纸片放在阳光下，观察阳光通过不同形状的小孔后在地面上形成的光斑形状。
现象：
阳光通过不同形状的小孔后在地面上形成的光斑都相似，都是近似圆形的形状。
地面上的圆形光斑就是太阳经过小孔而成的像
小孔成像
四
（2）再取一张硬纸片，用小刀在纸片上刻出正方形的大孔，大孔大小约为 5厘米，把刻有大孔的纸片放在阳光下，观察阳光通过大孔后在地面上形成的光斑形状。另取一张硬纸片把正方形的大孔遮去一部分，观察阳光通过变小的孔在地面上形成的光斑形状。移动纸片减小孔的大小，直到阳光通过孔在地面上形成圆形的光斑为止。
现象：
①正方形约为 5厘米的大孔放在阳光下地面上形
成的光斑形状为正方形的形状；
②大孔遮去一部分，当孔比较大时地面上形成的光斑形状为孔的形状；
③减小孔的大小最后无论什么形状的孔在地面上都会形成圆形的光斑。
小孔成像
四
4、小孔成像:
（1）小孔成像：
用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间，屏幕上就会形成物体的倒像，这种现象被称为小孔成像。
①小孔成像的原理：光在均匀物质中是沿直线传播的。
②生活中的实例：茂密的树林里，地面上的一些圆形光斑也是太阳通过树叶间隙而成的像。
注：小孔成像的孔必须“小”。
小孔成像
四
（2）像的性质：
①小孔成像时成的是倒立的实像；
②像的形状只与物体形状有关，与孔的形状无关；
③物距越近， 像越大且亮度较暗；
物距越远， 像越小且亮度越亮。
像距越近， 像越小且亮度较亮；
物距越远， 像越大且亮度越暗。
④足够的小孔才能成清晰的像，
孔比较小时，物体发出的光不重
叠使像比较清晰。
：
问题讨论：
为什么小孔呈现出来的像是倒立的？请画图解释。
思考
时间：2020年6月21日下午
课堂总结
五
4.3 日地月的相对运动（1）
……光的直线传播
1、光在同一种均匀介质中沿直线传播；
影子的形成、小孔成像、排队、射击瞄准……
2、光线：带箭头的直线
注意：模型
表示：传播方向和路线；
3、光的传播速度：
真空：最大，3×108m/s；
v空气≈v真空 v空气＞v水＞v固体
课堂练习
六
1、下列关于光的传播的说法，正确的是 （　　）
A．光在水中不是沿直线传播的　
B．光只在空气中才沿直线传播
C．光在任何情况下都沿直线传播　
D．光在同一种均匀物质中沿直线传播
D
课堂练习
六
2、下列关于光的说法正确的是（　　）
A．光不能在水中传播
B．戴眼镜时，光经过眼镜片时光速变快
C．光在真空中传播的速度是3×108m/s
D．路灯下的人影是光的反射造成的
C
课堂练习
六
3、小明将易拉罐的上部剪去，蒙上半透明纸，在罐底部开一个小孔，
用它做小孔成像实验如图所示，下列说法中错误的是（　　）
A．小孔成像成的像是倒立的实像
B．它的成像原理是光的折射规律
C．物体离小孔离得越远，像就越小
D．在物体距小孔不变的情况下，半透明纸与小孔距离越大，像也越大
B
课堂练习
六
4.下列关于光线的说法错误的是（　　）
A．实际上光线并不存在
B．研究光的直线传播时引入光线运用了建模法，即理想模型法
C．光线表示光的传播路径和方向
D．光线是真实存在的带箭头的直线
D
课堂练习
六
“坐井观天，所见甚小”请你从科学角度解释在井底观天比在井外观天范围小？并用光路图表示。
因为光是沿直线传播的，蛙在井底时，外界进入的光被四周的井壁挡住了一部分，使观察者的视角减小了，观天范围小。

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