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光世界巡行


第三章 光和眼睛
3.1 光世界巡行
我们生活在光的世界里,光每时每刻 都在为我们服务

光能为我们做些什么呢?

光能为我们做什么?

没 有 光 眼 前 将 一 片 黑 暗

1 光能使我们看见物体

2 花草树木依靠光合作用茁壮成长

r /> 3 太阳能汽车靠光的能量行驶

4 光导纤维通信可以扩大容量和速度

5 太阳光使冰雪熔化

利用太阳光还可以做 饭、炒菜

有了灯光,即使在晚上, 也可以看清道路

农作 物在 阳光 下依 靠光 合作 用茁 壮成 长。

太阳能电池板

太阳能汽车

太 阳 能 热 水 器

太 阳 能 发 电 站

一、光能还为我们做些什么

红外夜视,黑夜化为白昼

利用红外光,还可 以进行遥控。

假如没有光,世界将会变成什么样子?

我们看不清任何物体。 地球上没有昼夜交替,一片漆黑。 地球上的气温会很低。 植物不能生长,人类难以生存。

光这么重要,那么对于光

光是什么(了解) 光来自何处 光怎样传播 光传播有多快

1.光是什么?(了解)
可见光和电磁波

电磁波是一个很大的家族,平常看到的光(称可见光)仅 是其中很小的一部分。

红外线和紫外线虽不能引起人 的视觉,但可以用光学仪器或特制 的照相机来显示它们,它们又称为 “不可见光”。由此可知不可见光 、无线电波、X射线、γ射线等都有 神奇的作用。 无线电波用来通信;红外线用来 摄影;紫外线用来消毒;X射线用来 透视等。

2.光来自何处?
太 阳 电 灯

开亮的电 点燃的蜡 太阳 灯 烛 光源 :自行发光的物体叫做光源

极光

极光

发光的水母

烛焰

激光束

不完全燃烧的煤气火焰

完全燃烧的煤气火焰

灯光

二、光是怎样传播的
1、光源:能够自行发光的物体叫做光源 (如:太阳、点燃的蜡烛、开亮的电灯 、燃烧的火把、极光、恒星、萤火虫、水 母等。)
天然光源:如太阳、水母、极光、恒星、 水母、萤火虫等
人造光源:如火把、开亮的电灯、点燃的 蜡烛等

想一想:下列物体属于光源吗?

月亮 波光粼粼的水面

闪闪发光的钻石 电影幕

生活中的事物哪些是光源?

思 考

太阳、月亮、星星、电灯、自行 车尾灯、放电影时的银幕、钻石、 流星、灯笼鱼、五彩的电视屏幕、 太阳、 星星、 其中一定是光源的是———————— 五彩的电视屏幕、 电灯、 灯笼鱼 一 ———————————————————— 放电影时的银幕、 定不是光源的是——————————— 月亮、 钻石、 流星 ———————————。

2、光的传播

城市灯光的光束

透过树丛的光束

问:光从光源发出后,到底是怎 样传播的呢?

透过密林太阳光传播是“直”的

夜幕下各种灯光传播也是“直”的



玻璃砖

光是沿直线传播的

空气

玻璃


光在不均匀的大气中传播

结论:光在同一种均匀介质 中都是沿直线传播的。
光沿直线传播的条件:在同种, 均匀,透明的物质中。

怎样描述光的传播呢?
光线:用一条带箭头的直线,形

象的描述光的传播路径和方向。 直线——路径 箭头——方向
注意:光线实际并不存在,它

是为了描述光的传播而引入 的一种理想模型

2、光的传播

一条光线

点光源

平行光束

3、利用光的直线传播解释有关现象
(1)影子的形成: 光在传播过程 中,遇到不透明的物体,在 物体后面光不能达到的区域 便产生影。

原理:光的直线传播

晚上,某人在马路上从远处走近一盏 路灯,经过之后再走远的过程中,其影子 的长度变化情况是( A )

A.先变短后变长 B.先变长后变短
C.逐渐变短 D.逐渐变长

3、光的直线传播现象
(1)影子的形成

3、光的直线传播现象
(1)影子的形成

(2)月食

太阳

地球

月球

(3)日食

太阳

月球

地球

3、利用光的直线传播解释有关现象
(3)小孔成像:

挡 光 板

光 屏

注意事项:
A、成像性质:倒立的实像 B、成像条件:小孔必须足够的小 C、小孔成像时,像的形状只与物体本 身形状相同,与孔的形状无关 D、如果小孔逐渐变大,光屏上的像会 逐渐变模糊;当孔增大到一定程度时, 在光屏上只能看到与小孔形状相似的光 斑

天然的小孔成像

4、光的直线传播的应用
(1)手影和皮影戏

(a)手影

(b)皮影戏

2、光沿直线传播的应用
激光准直:激光引导掘进机开凿隧道
(激光的特点: 能集中射向一个方向而不散开,因而 能射得很远而亮度没有明显的减弱)

4、光的直线传播的应用
(3)射击瞄准
射击瞄准时, 只要使枪上标尺的 缺口、枪上的准星 和射击目标要在同 一条直线上时,说 明此时目标已经瞄 准了。

4、光的直线传播的应用 (4)千手观音
还有像站队 列、植树、立电 线杆成一直线等 都是可以利用光 的直线传播来解 释的。

动脑筋
太阳与地球间的距离约为1.5 ×108千米,
光从太阳传播到地球需要8分20秒,光在空气 中的传播速度约是多少?

三、光的传播有多快
物理学中常用字母c表示真空中的光速 8 即c= 3 .0×10 m/s 研究表明,光在不同的物质中传播的 快慢是不同的,在真空中光传播的最快,在 空气中的传播稍慢一点。在实际计算中,可 以认为光在空气中的传播速度与真空中的传 播速度相同 光在水中的速度约为真空中光速的3/4, 在玻璃中的速度约为真空中光速的2/3

阅读材料:
1607年伽利略最早做了测定光速的尝试。让两个 实验者在夜间每人各带一盏遮蔽着的灯,站在相距约 1.6km 两个山顶上,第一个实验者先打开灯,同时记 下开灯的时间,第二个实验者看到传来的灯光后,立 刻打开自己的灯,第一个实验者看到第二个实验者的 灯光后,再立刻记下时间,然后根据记下的时间间隔 和两山顶间的距离计算光的传播速度。

s 这种测量光速的方法原理是什么?是否正确? v = t
但这个实验能不能测出光的速度,为什么?
(光的速度很大,在相距约1.6km的两山顶间来回一次,所 用的时间大约只有十万分之一秒,用这种简单粗糙的方法根 本不能测出这样短的时间来。)

光年——光在1年里传播的距离约等 12 于9.46 ×10 km,这一长度叫做光年 (light year) 光年是长度(距离)单位

光与声的速度对比
在真空中不能传播

声音 在空气中的速度:340米/秒
在真空中最快:3×108 米/秒


在空气中的速度:约3×108 米/秒

小结
? 1、光是一种电磁波 ? 2、光源:自行发光的物体 ? 3、光在同一种均匀介质中都是沿直线传播 的 ? 4、光线:用一条带箭头的直线,形象的描述光的
传播路径和方向.(理想模型) ? 5、光直线传播应用:影、日食、月食、小孔成像、 ? 激光准直、排队、检验物体的棱是否直 8 ? 6、光速: c= 3 .0×10 m/s

课堂练习:

1.太阳、月亮、点燃的蜡烛、萤火虫、星星, 太阳、蜡烛、萤火虫 其中属于光源的是 。

2.有许多成语与物理知识相关联,如 “立竿见影”“一叶障目,不见泰山”“管 中窥豹,可见一斑”等都可以用 光的直线传播 来解释. 单位.

长度 3.天文学上的“光年”是

4.光在真空中的传播速度是3 .0×108 m/s



3 .0×105

km/s

5.下列事例不能用光的直线传播来解释的是 ( D ) A、日食和月食现象 B、打靶时的三点一线 C、坐井观天,所见甚小 D、发生雷电时,先看到闪电后听到雷声

6、一根长0.5m的直杆,竖直立在水平地面上, 测出其影子的长度是0.3m,与此同时测出一旗杆 的影长为12m,则旗杆的高为 ( )

H2
H1

=

L2
L1

H2= H 1= 0.5m L1=0.3m

L2

H2=? L2=12m

L1 12m

H1 ×0.5m

=

0.3m =20m

揭开色彩的奥秘

彩虹是怎么产生的? 红花绿草的颜色是由什么决定的?

活动1分解白光

这一现象叫光的色散,是英国科学家牛顿 于1666年首先发现的

太阳光通过三棱镜后被分解 成七种色光,依次是红、橙、黄、

绿、蓝、靛、紫.

结论:白光是由红、橙、黄、绿、 蓝、靛、紫.等七种色光组成的

思考:天空中的彩虹是怎样产生的?

答、彩虹是太阳光传播中被空气中的 水滴色散而产生的。

活动2 光的复合
? 由几种光混合成为一种光的现象叫 做光的复合现象。
研究表明:光的色散现象和光的复合现象是 可逆的

思考:光可以色散,又可以复合, 是不是所有光都可以用复合的方法 来做到呢?

色光的混合

彩电的色彩就 是应用光的三基 色混合而成
红、绿、蓝、三种色光不能由其他色光 复合而成,叫做单色光,其他的称为复 色光

结论:

红绿蓝
、 、

叫做色

光的“三基色”,利用这三种色光可以混 合出不同的色彩来.

活动3、探究物体的颜色

1、不透明物体的颜色
? 不透明物体的颜色是由 它反射的色光决定的

? 透明物体的 颜色是由它 透过的色光 决定的。

2、透明物体的颜色

其余的色光到哪里去了?

是被物体吸收了

重要结论:

? 红色的玻璃纸只能通过红光 蓝色的玻璃纸只能通过蓝光 绿色的玻璃纸只能通过绿光 ? 透明物体的颜色由透过色光的颜色 决定 ? 不透明物体的颜色由反射光的颜色 决定

颜料的三原色是品

红、

黄、青

它们按不同的比例可以调出不同的颜色.

绿 红 蓝



小结
1、什么是光的色散,复色光、单色光 2、色光的三基色与颜料的三原色
3、物体的颜色与什么有关? ? 黑色吸收所有的色光 4、透明物体的颜色由什么决定? ? 白色反射所有的色光 5、不透明物体的颜色由什么决定? ? 无色透明玻璃透过所有色光 6它们的共同点是什么?

随堂练习:
1、在无其他光源的情况下,舞台追光 灯发出的蓝光照在穿红上衣、白裙子 的演员身上,观众看到( )
C

A、全身呈蓝色 裙子呈白色

B、上衣呈紫色,

C、上衣呈黑色,裙子呈蓝色
D 、上衣呈黑色,裙子呈白色

2:透过蓝色透光的玻璃进行下列观察 C) ,结果是( A、观察黄色物体,可以看到绿色 B、观察绿色物体,可以看到黄色 C、观察红色物体,可以看到黑色 D、观察任何颜色的物体,看到的都是 蓝色

3:白纸上写蓝字,在蓝色灯光下看到 ( D ) 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

4:让红光、蓝光混合后通过一红色 玻璃后照在一张蓝纸上,则纸呈( ) A A、黑色 B、红色 C、蓝色 D、绿色

5、“白纸黑字,一清二楚”,我们能看 清楚这些字的主要原因是( B ) A、白光照在纸和字上,白纸和黑字分 别反射出白光和黑光进入眼睛 B、白光照在纸和字上,白纸反射出白 光进入眼睛,黑字不反光

C、白纸和黑字分别发出了不同颜色的 光进入眼睛 D、黑字比白纸反射光的本领强

6、电影的幕布的颜色为什么都是 白色?
答:因为白色的物体能反射所有的色 光。可以看到真实的彩色画面.

作业:
? 自我评价与作业: 第2、3、4题


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