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第22讲 阳光
一、竞赛要点t 热点
光的直线传播
阳光（光）在同一种均匀介质中沿直线传播。如日食、月食的成因，小孔成像，步枪瞄准等，都说明光的直线传播性质。在不同介质中，或同一种不均匀的介质中，光不一定沿直线传播。比如光从空气斜射入水中要发生弯曲现象。早晨，当太阳还在地平线以下时，我们就看见了它，就是因为不均匀的大气使光线变弯了的缘故。
光线是经抽象而建立的科学模型，光线是指用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向。阳光下树荫中圆形斑是太阳光透过树叶的小孔在地面上太阳所成的像。
光在不同的介质中传播的速度不同。光可以在真空中传播，并且在真空中的传播速度最大，速度为c＝3.0×108 米/秒。光在空气中的速度十分接近光在真空中的速度，通常也可以近似认为是3.0×108 米/秒。光在水中速度约为真空中速度的3/4，在玻璃中的速度约为真空中光速的2/3。
光的色散
白光（太阳光）通过三棱镜后，分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的现象，叫做光的色散。白光不是单色光，而是由各色光混合而成的。红、绿、蓝叫做色光的三原色，利用这三种色光可以混合出不同的色彩。
从右图中可以看出，光线由空气从三棱镜的一个侧面入射，经棱镜的两个面发生折射，又从另一侧面射到空气中，折射光线总是偏向棱镜底边，而且按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫排列。说明紫光折射最厉害。
可见光和不可见光
阳光中含有各种不同波长（或频率）的光线。人眼能够感觉的部分，叫做可见光。例如红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光。此外，阳光还含有波长比红光长的红外线，和波长比紫光短的紫外线，都是人眼看不见的光，叫做不可见光。
物体的颜色
我们的眼睛看到物体是什么颜色，表明物体上有什么颜色的光发射到我们的眼睛里。平时看到的黑色物体，表明该物体能吸收各种色光，没有色光反射到我们的眼睛里。
归纳起来：透明物体的颜色由它透过的色光决定；不透明物体的颜色由它反射的色光决定；混合颜料的颜色是由组成它的颜料共同反射的色光决定。
二、拓展与提高
1、光和光源
光，通常指能刺激人的视觉的电磁波，他的频率范围为3.9×1014～7.6×1014赫之间。这只是整个电磁波谱中范围极小的一部分。在更广泛的意义上讲，光应包括频率低于3.9×1014赫的红外光和频率高于7.6×1014赫的紫外光。
发射（可见）光的物体叫做（可见）光源。太阳是人类最重要的光源。可见光源有热辐射光源（如白炽灯）、气体放电光源（如霓虹灯、荧光灯）。
热辐射光源是利用热辐射发光的。由热辐射理论可知，温度越高，发光效率也越高。
气体放电光源是利用电子在两极间加速运行时，与气体原子碰撞，被撞的气体原子受激，把吸收的电子动能又以辐射发光形式释放出来，这叫做电致发光。不同气体受激发光频率不同，利用这点可制成各种颜色的霓虹灯。
光源按发光原理分，除热辐射发光、电致发光、光致发光外，还有化学发光、生物发光等。化学发光是在化学反应中以传热发光形式释放其反应发射的光；生物发光是在生物体内由于生命过程中的变化所产生的发光，如荧光虫体内的荧光素在荧光素酶作用下与空气发生氧化反应而发光。
2、红外线与紫外线、电磁波谱
比红光频率小、波长长的射线叫红外线，人眼不能感觉，但它确实存在。研究发现，一切物体都可发射红外线，温度高发出的红外线也多。为此，可用红外线来探测物体，对用红外线敏感的仪器做成红外遥感器，红外探测仪。
比紫光频率大、波长短的射线叫紫外线，人眼也不能感觉。
红外线、可见光、紫外线，加上比红外线频率更小、波长更长的微波、无线电波，以及比紫外线频率更大、波长更短的x射线、y射线，组成范围广阔的电磁光谱。
三、例题精析
例1、如右图是月球的影区分布，当人随地球运动到 区时会看到日全食，运动到 区时会看到日偏食，运动到 区时会看到日环食。
分析和解：根据光的直线传播原理，只有在日、月、地球近似排列成一条直线时，才有可能发生日食。当月球进入到太阳和地球之间是将出现日食。日食可分为日全食、日偏食和日环食三种。当人随地球进入到A区域时 ，处于该区域的人们将看到部分太阳，即看到日偏食；当人随地球进入B区域时，人们将会看不到太阳，既看到日全食；当人随地球运动到C区域时，人们将看到太阳的外环，即看到日环食。故正确答案为：B；A；C。
例2、在无其他任何光源情况下，如舞台追光灯发出绿光照射到白上衣，红裙子的女演员身上，则观众看到她（ ）
A、全身呈绿色 B、上衣呈绿色，裙子呈红色
C、上衣呈绿色，裙子呈紫色 D、上衣呈绿色，裙子呈黑色
分析和解：物体表面的颜色是由它反射的色光决定的，白色物体能反射各种色光。红色物体只能反射红色，其他颜色的光被吸收。女演员的白上衣能反射各种的色光，在此情况下就反射绿色光，呈绿色。而女演员的红裙子只反射红光，绿光照在它上面会被它吸收，因而观众看到她的红裙子成了黑色。。故正确答案为：D。
四、能力训练
1.一个五角形的光源垂直照射在一个三角形的小孔上，在小孔后面的光屏上形成的光斑是（ ）
A.三角形 B.五角形 C.圆形 D.方形
2.关于小孔成像，下列说法中正确的是（ ）
A.像和物上下左右都不颠倒 B.像和物上下颠倒，左右不颠倒
C.像和物上下不颠倒，左右颠倒 D.像和物上下左右均颠倒
3.下列四种现象中，不能说明光是沿直线传播的科学现象是：（ ）
A.站在江边，看见对岸电视塔的倒影
B.通过弯曲的空缺管看不见管另一端外的景物
C.今年部分地区出现日偏食
D.晚上站在路灯下，地面出现人的影子
4.白纸上写蓝字，在蓝色灯光下看到（ ）
A.纸是白色的，字看不清楚
B.纸是白色的，字可以看清楚
C.纸是蓝色的，字是黑色的，可以看清楚
D.纸是蓝色的，字也是蓝色的，看不清楚
5.下列关于物体颜色的说法正确的是（ ）
A.红、绿、蓝三种颜料按比例混合起来，可以产生各种颜色的颜料
B.由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜料混合在一起就能得到白色颜料
C.七色光按一定比例混合能成白光
D.白纸能反射各种单色光和白光，黑色只能反射黑色光
6.黑白底片进入暗室加工时所用的温度计液柱是蓝色的，而不是红色的，以下说法不正确的是（ ）
A.暗室里按的是红灯，因为一切物体看来都是红的，温度计的红色液柱不易被看清
B.温度计的蓝色液柱在红光照射下是黑的
C.蓝色液柱在红光下看得更清楚
D.红色液柱在红灯照射下反射白光
7.日光灯的发光效率比白炽灯高，是一种节能光源，但车床照明不使用日光灯，主要原因是（ ）
A.日光灯是管形，因此看不清零件的细节
B.长期在日光灯照射下工作会感到疲劳
C.日光灯发光是不连续的，所以在他照射下观看转动的物体会产生错觉
D.日光灯下，不便于操作
8.看电影时，看到银幕上的一些人的动作比平常快得多，这是因为影片的（ ）
A.拍摄速度大于放映速度 B.拍摄速度等于放映速度
C.拍摄速度小于放映速度 D.拍摄速度远小于放映速度
9.关于天空出现彩虹，下列说法中错误的是（ ）
A.彩虹一定是弧形的 B.彩虹的外侧是红色，内侧是紫色
C.彩虹外侧是紫色，内侧是红色 D.彩虹只能在雨后的天空出现
10.早晨看到草上的露珠，映在日光中能呈鲜艳的颜色，而且颜色随视线的方向而改变，这是因为（ ）
光的反射 B.光的色散
C. 露珠晶莹，日光强烈刺眼，使视觉受到影响而看到眼前五颜六色
D.视线方向不同，看到露珠背后的颜色不同
11.坐在装有茶色玻璃汽车内的人能看到车外的人，而在车外的人不容易看到车内的人，对这现象的正确解释的是（ ）
①车外射入的光线被茶色玻璃吸收一部分，车内的人受到较弱的光照射
②车外人反射到茶色玻璃的光比车内反射到茶色玻璃上的光强
③车内比车外暗，车内人的瞳孔张得比车外人大
A.只有①② B.只有①③ C.只有②③ D. ①②③都正确
12.光在真空中的传播速度是＿＿＿＿＿m/s,空气中的光速比真空中的＿＿＿＿，通常可以认为是＿＿＿＿＿＿＿。
13.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，队就排直了，这可以用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿来解释；发生雷电时，先看到闪电后听到雷声，是由于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
14.地球离太阳的平均距离为1.5×108km,太阳光到达地面需＿＿＿＿s
15.电线杆在阳光照射下影长5.6米。在同一时间，一位身高1.8米的人直立在电线杆边影长是1.4米，那么电线杆的长度是＿＿＿米。
16.我国古书《＿＿＿＿＿＿》中记载了24000多年前，我国古代学者＿＿＿＿＿和他的学生所完成的世界上最早的小孔成像实验。
17.太阳光通过三棱镜后分解成＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿七色光带，这就是光的＿＿＿＿＿＿＿＿现象。
18.如右图所示为色光三原色的示意图，图中区域1应标＿＿色，区域2应标＿＿＿＿色。
19.身高h=1.7米的人以v=1米/秒的速度向路灯走去。在某一时刻，人的影长L1=1.8米，经过2秒，人的影长1.3米，求路灯的高度。
20.夏天，当阳光通过树荫的缝隙时，常会见到地面上有一个个圆形光斑，如图所示，如果已知地球到太阳的距离为L，并测得光斑直径为d，树高为h，请完成下列要求：
（1）根据题意从光的传播特性抽象出科学模型（用图表示）。
（2）估算出太阳圆面的直径d (用L, d, h 的代数式表示)。
第22讲阳光参考答案
1、B 2、D 3、A 4、D 5、C 6、D 7、C 8、D 9、C 10、B 11、D
12、3.0×108 ,略小，3.0×108 米/秒 13、光的直线传播，光的速度比声音大14、500 15、7.2 16、梦溪笔谈，沈括 17、红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，色散 18、绿，白 19、8.5米
20、（1）如图（提示：圆形光斑即太阳通过小孔所成像）
（2）D=Ld/h(提示:：（L－h)/h=D/h , D=(L－h)d/h, 因 L>>h,
所以L－h≈L,D=Ld/h)

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