第四章

光現象

第1課光的直線傳播學習目標010203能識別光源，知道光源大致分為天然光源和人造光源兩類。知道光在真空中的傳播速度。理解光的直線傳播規律。04了解生活中應用光的直線傳播的現象。我國的學者—墨翟（墨子）和他的學生，做了世界上第一個小孔成倒像的實驗，解釋了小孔成倒像的原因，指出了光沿直線進行的性質。光沿直線傳播的現象小孔成像光的直線傳播現象及應用小孔成像的原理：光的直線傳播小孔成像的特點：①倒立的實像:實際光線匯聚所成的像.②像的大小與孔到物體的距離、孔到光屏的距離有關.③像的形狀與物體的形狀有關，與孔的形狀無關.我國古代的學者墨子是歷史上第一個完成小孔成像實驗探究的人，早于牛頓2000多年就已經總結出相似的理論，如圖所示。下列關于小孔成像，說法正確的是（）A．小孔所成的像為倒立的實像B．小孔成像是由于光的折射造成的C．小孔成像中像的形狀與孔的形狀有關D．小孔所成像的大小只與小孔到光屏的距離有關【答案】

A【詳解】A．小孔成像所成的像能用光屏承接，所以成倒立的實像，故A正確；B．小孔成像原理是光的直線傳播，故B錯誤；C．小孔成像中像的形狀與孔的形狀無關，與物體的形狀有關，故C錯誤；D．小孔成像中像的大小與物體到小孔、光屏到小孔的距離有關，故D錯誤。故選A。光的傳播速度小試牛刀想一想

打雷時，雷聲和閃電同時同地發生，但是我們總是先看見閃電后聽見雷聲，這說明了什么問題？光的傳播速度想一想閱讀課本并思考：

1．光和聲音在傳播方面有哪些不同？

2．光在真空中傳播的速度是多大？

3．在其他透明介質中傳播的速度比在真空中傳播得快還是慢？光的傳播速度真空中的光速:c=3×108m/s=3×105km/s,宇宙中最快1.光的傳播速度2.光在不同介質中的傳播速度介質光速真空空氣水玻璃3×108m/s約3×108m/s約空氣中的3/4約空氣中的2/3結論:

一般情況下，v真空＞v空氣＞v水＞v玻璃光的傳播速度聲音光真空不傳聲15℃空氣中聲速340m/s聲音在空氣中傳播最慢聲音傳播需要介質3.比較光的傳播與聲的傳播聲音光真空不傳聲15℃空氣中聲速340m/s聲音在空氣中傳播最慢聲音傳播需要介質光在真空中傳播最快光在空氣中比在其他透明介質中傳播的快光的傳播不需要介質空氣中光速近似3×108m/s光的傳播速度4.光速的應用——激光測距激光測距儀原理：是利用激光對目標的距離進行準確測定的儀器。激光測距儀在工作時向目標射出一束很細的激光，由光電元件接收目標反射的激光束，計時器測定激光束從發射到接收的時間，計算出從觀測者到目標的距離。小試牛刀例題：下列關于光的傳播速度的說法中正確的是（）A．光在真空中的傳播速度最大 B．光和聲音一樣，不能在真空中傳播C．光的傳播速度為3×108m/s D．光在玻璃中的傳播速度比在真空中大【解析】光在不同介質中的傳播速度是不同的，光在真空中的傳播速度最大，是3.0×108m/s，故A正確，BCD錯誤。故選A。A小試牛刀例題：光在真空中的傳播速度約為___________m/s，發生雷電時，先看見閃電，后聽到雷聲，這是因為光在空氣中的傳播速度___________（填“大于”、“小于”或“等于”）聲音在空氣中的傳播速度；若太陽發出的光需要500s到達地球，則太陽與地球之間的距離為___________m。【解析】[1]光在真空中的傳播速度稍大于在空氣中的傳播速度為[2]光在空氣中傳播速度為，遠大于聲音在空氣中傳播速度[3]太陽與地球之間的距離為3.0×108

大于1.5×1011

科學世界（我們看到了古老的光）仙女座大星云閱讀科學世界，解決后面的問題科

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我們看到了古老的光

同學們聽過“牛郎織女”的神話故事吧。王母娘娘拆散了牛郎和織女的幸福家庭，他們化作天上的兩顆星，只能在每年農歷七月初七渡過銀河相會一次。這個故事表達了我們祖先反抗封建禮教，追求幸福生活的美好愿望。

但是，神話終歸是神話。你知道天上的牛郎星和織女星相距多遠嗎？這兩顆星都是銀河系中的恒星，它們之間的距離如果用千米表示，那可真是個“天文數字”，大得不得了。即便牛郎和織女以宇宙中最快的速度—光速飛行，從牛郎星飛到織女星也要16年！要想每年相會一次，那是不可能的。

宇宙中恒星間的距離都非常大。為了表達起來方便一些，天文學家使用一個非常大的距離單位——光年，它等于光在真空中1年內傳播的距離。這樣說來，牛郎星和織女星的距離就是16光年。科

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離太陽系最近的恒星是半人馬座的“比鄰星”（只能在南半球看到），它距離我們4.3光年。也就是說，我們現在觀測到的比鄰星的光，是4.3年前發出的，經過了4年多才到達我們的眼睛。想一想，那時候你正在上幾年級？很有趣吧！

銀河系是超過1

000億顆恒星組成的星系。在銀河系外，離我們最近的星系是大、小麥哲倫云（很遺憾，也只能在南半球看到)，距離我們16萬～19萬光年。想想我們今天看到的麥哲倫云的光，是它們什么時候發出的？那時候人類在進化過程中正處于哪個階段？

秋天的夜晚可以在東北方向的天空找到一個亮斑，看起來像個紡錘，那就是仙女座大星云。它是北半球唯一可用肉眼看到的銀河外星系，與我們的距離是225萬光年。光——宇宙的使者，它不僅告訴我們宇宙的現在，而且還在告訴我們遙遠的過去。仙女座大星云科學世界（我們看到了古老的光）

1光年=365×____×______s×3×108m/s=____________km①光年是什么物理量的單位？光年是長度單位，1光年表示____________________。②牛郎星和織女星的距離是多少千米？

牛郎星和織女星的距離是16光年

16光年=16×9.4608×1012km=1.51488×1014km光在一年內傳播的距離2436009.4608×1012【例】當觀察站在遠處敲鑼打鼓的人時，我們總是先看到他的動作，后聽到鑼鼓的聲音這一現象說明（

）A．光的傳播不需要時間，而聲音的傳播需要時間

B．光在空氣中的傳播速度比聲音在空氣中的傳播速度大的多

C．用人眼看物體比用耳朵聽聲音反應更靈敏些

D．總是先敲鑼打鼓，后發出聲音，動作先后不同敲鑼打鼓時，動作與聲音是同時發生的，看見的動作是光速傳播的，由于光在空氣中的傳播速度比聲音在空氣中的傳播速度大的多，所以總是先看到他的動作，后聽到鑼鼓的聲音。選項B正確。

B課堂總結光的直線傳播光源光的直線傳播光線光的傳播速度概念：能夠發光的物體叫做光源特點：并非實際存在，理想化模型條件：同種均勻介質應用：激光垂直、影子、小孔成像等。概念：用一條帶有箭頭的直線表示光傳播的徑跡和方向真空中的光速為3×108m/s分類：自然光源、人造光源現象：影子、日食、月食、小孔成像等。光在不同介質中的速度v真空＞v空氣＞v水＞v玻璃

光年：光在一年內傳播的距離，是長度單位。1.“井底之蛙”這個成語大家都很熟悉。請根據光的直線傳播知識畫圖說明為什么“坐井觀天，所見甚小”。如圖所示。因為蛙坐在井底且光沿直線傳播受到井壁的阻礙，所以蛙能看到的范圍，只能看見兩線所夾范圍內的物體。視野的大致范圍2.做一做手影游戲，用光的直線傳播知識解釋影子是怎樣形成的。因為光是沿直線傳播的，且光不能穿過不明物體，所以光射到不明物體上后，在這個物體的后方就會有一個光照射不到的區域，這就是影子。3.舉出一些例子，說明光的直線傳播在生活中的應用。射擊時目標、準星、眼睛要在一條線