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(共34張PPT)
3.1 光的傳播與色散
第三章 光和眼睛
知識(shí)點(diǎn)
光源
知1－講
1
1. 光可以為我們做些什么
光照亮了世界，給人類(lèi)帶來(lái)光明和溫暖；光使植物進(jìn)行光合作用，地球才會(huì)展現(xiàn)勃勃生機(jī)……
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)了光的本性，光的應(yīng)用領(lǐng)域也進(jìn)一步拓展了。
知1－講
2. 光源 自身能夠發(fā)光的物體。
有些物體本身不能發(fā)光，由于反射或折射光而顯得明亮， 這類(lèi)物體不是光源。
要能夠發(fā)光且正在發(fā)光的才叫光源。
月亮不是光源，星星有的能自行發(fā)光，有的不能。
知1－講
3. 常見(jiàn)的光源 太陽(yáng)、點(diǎn)燃的蠟燭、亮著的電燈、水母等。
4. 光源的分類(lèi)
(1)按獲取方式分類(lèi)：自然光源(如太陽(yáng) )、人造光源(如亮著的電燈) 。
(2)按發(fā)光時(shí)是否發(fā)熱分類(lèi)：熱光源(如火把 )、冷光源(如發(fā)光的LED燈)。
知1－講
知識(shí)鏈接
光與聲一樣，既能傳遞信息，又能傳遞能量。
傳遞信息：光使人能看到物體；利用光導(dǎo)纖維傳輸聲音、圖像、文字；
傳遞能量：光合作用使植物生長(zhǎng)；光能使太陽(yáng)能汽車(chē)奔馳。
知1－練
例 1
下列物體中屬于光源的是(　　)
A. 恒星 B. 吹熄的蠟燭
C. 月亮 D. 貓的眼睛
解題秘方：只要是能夠發(fā)光且正在發(fā)光的物體均是光源。
知1－練
解析：恒星本身可以發(fā)光且正在發(fā)光，是光源；蠟燭點(diǎn)燃后才會(huì)發(fā)光，吹熄的蠟燭不是光源；月亮本身不發(fā)光，是反射的太陽(yáng)光，所以不是光源；貓的眼睛自身不能發(fā)光，不是光源。
答案：A
知1－練
1. 波光粼粼的水面是光源嗎？正在工作的電視屏幕呢？判斷依據(jù)是什么？
解：波光粼粼的水面不是光源；正在工作的電視屏幕是光源。判斷依據(jù)：能夠發(fā)光且正在發(fā)光的物體就是光源。
知2－講
知識(shí)點(diǎn)
光是怎樣傳播的
2
1. 光沿直線傳播的條件
實(shí)例 初步結(jié)論 最終結(jié)論
光在均勻空氣中沿直線傳播 光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播
光在不均勻空氣中不沿直線傳播
知2－講
續(xù)表：
實(shí)例 初步結(jié)論 最終結(jié)論
光在均勻液體中沿直線傳播 光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播
光在不均勻的液體中不沿直線傳播 光在均勻固體中沿直線傳播
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易錯(cuò)警示
任何探究實(shí)驗(yàn)都不能只做一次就立刻得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，一定要多次實(shí)驗(yàn)才能得到更為準(zhǔn)確的普遍規(guī)律。
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2. 光線 通常，我們用一條帶箭頭的直線來(lái)形象地描述光的傳播路徑和方向，這樣的直線叫做光線。有一定關(guān)系的光線的集合叫做光束。如：太陽(yáng)光可視為相互平行的光線的集合。如圖1 所示。
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3. 光沿直線傳播的現(xiàn)象
(1)影的形成：光沿直線傳播，遇到不透明的物體時(shí)，在物體后面形成的光不能到達(dá)的暗區(qū)。
(2)小孔成像：燭焰的光在空氣中沿直線傳播，通過(guò)小孔形成燭焰倒立的實(shí)像。像的形狀只跟物體形狀相似，與小孔形狀無(wú)關(guān)。
知2－講
(3)日食：月球轉(zhuǎn)到太陽(yáng)和地球之間，三者共線時(shí)，由于光的直線傳播, 月球擋住了太陽(yáng)射向地球的光，在地球上處于月球陰影的區(qū)域就發(fā)生了日食現(xiàn)象。
(4)月食：地球轉(zhuǎn)到太陽(yáng)和月球之間，三者共線時(shí)，由于光的直線傳播, 地球擋住了太陽(yáng)射向月球的光，在陰影部分的月球不能反射太陽(yáng)光, 就發(fā)生了月食現(xiàn)象。
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4. 光沿直線傳播的應(yīng)用 日晷、激光準(zhǔn)直、激光測(cè)距儀等。
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思想方法
理想模型法：物理學(xué)中，為了形象、簡(jiǎn)單地描述抽象的概念或規(guī)律，常采用構(gòu)建模型的方法。光線就是我們?yōu)樾蜗竺枋龉獾膫鞑ヂ窂胶头较蚨⒌睦硐肽Ｐ汀９饩€實(shí)際并不存在，但光是實(shí)際存在的。
作圖法：把抽象復(fù)雜的物理過(guò)程有針對(duì)性地表示成物理圖像。如：用光路作圖來(lái)分析影和小孔成像。
知2－練
下列光現(xiàn)象與“鑿壁偷光”形成原因不同的是(　　)
A. 立竿見(jiàn)影 B. 一葉障目，不見(jiàn)泰山
C. 日食 D. 看見(jiàn)還在地平線以下的太陽(yáng)
例 2
解析：“鑿壁偷光”的形成原因是光的直線傳播。立竿見(jiàn)影、一葉障目，不見(jiàn)泰山、日食也是光的直線傳播形成的。看見(jiàn)還在地平線以下的太陽(yáng)是光在不均勻的空氣中發(fā)生的光線彎折現(xiàn)象。故選D。
D
知2－練
2. 用步槍瞄準(zhǔn)練習(xí)時(shí)，當(dāng)眼睛看到步槍標(biāo)尺缺口與槍前的準(zhǔn)星和瞄準(zhǔn)點(diǎn)三者重合時(shí)，就認(rèn)為三者在同一直線上，這是利用了_____________道理，能證明這一道理的還有_____________________等現(xiàn)象。
光的直線傳播
影子的形成(合理即可)
知3－講
知識(shí)點(diǎn)
光的傳播速度
3
1. 光在真空中的傳播速度 光在真空中的傳播速度最快，在物理學(xué)中用c表示真空中的光速，c＝2.997 924 58× 108 m/s。
通常情況下，真空中光速近似取c＝3.0×108 m/s。
知3－講
2. 光在其他介質(zhì)中的速度
(1)光在空氣中的傳播速度接近光在真空中的傳播速度，可以認(rèn)為等于c。
(2)光在水中的傳播速度約為c，光在玻璃中的傳播速度約為c。
知3－講
3. 光年 光在真空中1 年里傳播的距離約為9.46×1012 km，這一長(zhǎng)度叫做1光年。光年的符號(hào)是l.y.。
知3－講
4. 列表比較聲與光的傳播
聲 光
異 聲的傳播需要介質(zhì) 光的傳播不需要介質(zhì)
在15 ℃空氣中速度約為340 m/s 在空氣中速度約為3.0×108 m/s
同 傳播速度都與介質(zhì)種類(lèi)有關(guān)，都能傳遞信息和能量
知3－講
知識(shí)鏈接
人以光速繞地球飛行，1 s內(nèi)能繞地球運(yùn)行約7.5 圈。
知3－練
小明同學(xué)在學(xué)習(xí)光學(xué)知識(shí)的時(shí)候知道了光在真空中的傳播速度為3.0×108 m/s，通過(guò)查資料又知道了從太陽(yáng)發(fā)出的光大約需要經(jīng)500 s 才能傳播到地球上，據(jù)此可以計(jì)算出太陽(yáng)到地球的距離大約是_______km。
例 3
1.5×108
知3－練
解析：根據(jù)光的傳播速度和速度公式可知，太陽(yáng)到地球的距離s＝ct＝3.0×108 m/s×500 s＝1.5× 1011 m＝1.5×108 km。
知3－練
特別提醒：進(jìn)行光學(xué)計(jì)算時(shí)一定要關(guān)注是否有往返，代入公式中的時(shí)間是否要處理(兩倍或一半)等問(wèn)題。
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3. 光在空氣中的速度大約是________km/s，人們目前測(cè)得月球和地球之間的距離約為3.84×105 km，那么激光測(cè)距儀在地面監(jiān)測(cè)站發(fā)出信號(hào)后_______s能收到返回信號(hào)。
3.0×105
2.56
知4－講
知識(shí)點(diǎn)
光的色散
4
1. 如圖3所示，讓一束太陽(yáng)光穿過(guò)狹縫射到三棱鏡上，從三棱鏡另一側(cè)的白紙屏上可看到一條彩色的光帶，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為光的色散。
知4－講
關(guān)聯(lián)思考 這條彩色光帶的顏色是按何順序排列的？為什么會(huì)這樣排列？彩虹是怎樣形成的？
關(guān)聯(lián)結(jié)果
按紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的順序排列。這是因?yàn)樘?yáng)光中不同顏色的光經(jīng)三棱鏡后偏折程度不同，紅光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。
知4－講
2. 色光的三基色 自然界中紅、綠、藍(lán)三種色光，是無(wú)法用其他色光混合而成的，所以人們常稱(chēng)這三種色光為光的三基色。(圖4)
知4－講
彩虹的形成原因：雨后，天空中布滿了小水滴。陽(yáng)光透過(guò)水滴時(shí)，被分解成七色光，從而形成美麗的弧形彩帶。
知4－練
[柳州二模]太陽(yáng)光是白光，它在空氣中沿______傳播，通過(guò)三棱鏡后，被“分解”成各種顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的________。
例 4
解析：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，太陽(yáng)光是白光，它在空氣中沿直線傳播。當(dāng)太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡后，會(huì)被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種單色光，這是光的色散現(xiàn)象。
直線
色散
知4－練
4. 我國(guó)唐朝的張志和在《玄真子》中記載了著名的“人工虹”實(shí)驗(yàn)：“背日噴乎水，成虹霓之狀”，這是光的______現(xiàn)象。英國(guó)物理學(xué)家牛頓讓太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)_______(填“紅光”或“紫光”)偏折程度最大。
色散
紫光
光的傳播與色散
光
光源
光的直線傳播
條件
現(xiàn)象
應(yīng)用
光速
真空中的光速
其他介質(zhì)中的光速
色散

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