3.1-光世界巡行(沪粤版2017)
3 1光世界巡行 六安市叶集区孙岗初中董瑞明 我们生活在光与影交织的世界里 光每时每刻都在为我们服务 一 光能为我们做些什么 人类的生活是离不开光的 光能使我们看见物体 农作物依靠光合作用茁壮成长 太阳能汽车靠光的能量奔驰 现代通信利用光导纤维进行信号传输 高锟CharlesK Kao 1933年 2009年 因他在 光在纤维中传导方面的研究为光纤通讯带来开拓性进展 而获得2009年度诺贝尔物理学奖 1966年 高锟发表了一篇题为 光频率介质纤维表面波导 的论文 开创性地提出光导纤维在通信上应用的基本原理 描述了长程及高信息量光通信所需绝缘性纤维的结构和材料特性 没有高锟发明的光纤 就没有今天的互联网时代 1987年10月 高锟出任香港中文大学第三任校长 高锟 光纤之父 著名华裔科学家 1933年12月出生于今上海市金山区 有了灯光 即使在晚上 也可以看清道路 利用太阳光还可以做饭 炒菜 你还能举出哪些利用光的例子 红外夜视 黑夜化为白昼 利用红外光线进行遥控 我们看不见任何物体 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 你想知道什么 假如没有光 世界将会变成什么样子 光是从哪里来的 光怎样传播 光传播有多快 二 光是怎样传播的 1 光是从哪里来的 太阳 开亮的电灯 点燃的蜡烛 燃烧的煤气火焰 光源 自行发光的物体叫做光源 激光束 发光的水母 生活中的物体哪些是光源 光源 天然光源 人造光源 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 其中一定是光源的是 一定不是光源的是 可能是光源的是 太阳 流星 灯笼鱼 五彩的电视屏幕 月亮 自行车尾灯 放电影时的银幕 钻石 星星 电灯 太阳 闪电等 烛焰 火焰 通电的电灯等 城市灯光的光束 透过树丛的光束 激光束在水中传播 光束在玻璃中传播 2 光怎样传播 光从光源发出后 是怎样传播的呢 光是沿直线传播的 光从空气斜射入玻璃中 光从空气斜射入水中 光在任何情况下都沿直线传播吗 光只有在同一种介质中才是沿直线传播的 光在不均匀的大气层中弯曲传播 光只要在同一种介质中就会沿直线传播吗 结论 光在同一种均匀透明的介质中是沿直线传播的 为了表示光的传播情况 物理学中通常用一条带箭头的直线 形象化地描述光的传播路径和方向 这样的直线叫光线 3 光线 光线实际并不存在 为描述光的传播而引入的一种物理模型 理想模型 略去事物的次要因素 用简明 概括 直观的方法 把事物的主要特点表示出来 人眼看到物体 是人眼发出的光射到该物体上吗 人能看到物体是因为该物体发出或反射的光进入眼睛 而不是人眼发出的光射到物体上 4 影的成因 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子 原理 光的直线传播 2 日食和月食的形成 3 小孔成像 成像性质 成像条件 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 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 小孔必须足够的小 倒立的实像 5 光的直线传播的应用 1 手影和皮影戏 2 激光准直 激光引导掘进机开凿隧道 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 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 三 光的传播有多快 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 物理学中常用字母c表示真空中的光速 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 光年 光在真空中1年里传播的距离 符号 l y 1l y 9 46 10 Km 即 c 3 0 108m s 光年是长度单位 不是时间单位 例 太阳光传到地球上的时间约为8min 算算看太阳与地球之间的距离约多少千米 t 8min 480s c 3 0 108m s 求 S 已知 解 S ct 480s 3 0 108m s 1 44 1011m 1 44 108km 答 太阳与地球之间的距离约为1 44 108km 超级天眼 光的传播和声音传播的比较 声音不能在真空中传播 光能在真空中传播 声音在空气中的速度340m s 声音和光都是以波的形式传播 光在空气中的速度约3 108m s 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 四 光的色散 1 光的色散 白光不是单色光 而是由各种色光混合成的 光的色散的几个概念 单色光 不能再分解的色光 复色光 由单色光混合而成的光 如白光 光的色散 由复色光分解成单色光的现象 2 色光的混合 1 色光的三基色 红 绿 蓝 利用这三种色光可以混合出不同的色彩来 2 色光混合原理 色光混合后使人眼感觉到了另外一种颜色 3 物体的颜色 A 透明体的颜色 结论 透明物体的颜色是由它透过的色光决定的 B 不透明体的颜色 C 白色物体的颜色 D 黑色物体的颜色 结论 不透明物体的颜色由它反射的色光决定 黑色物体吸收各种色光 完全不反射光 白色物体反射各种色光 4 颜料的混合 1 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 2 颜料的混合原理 颜料混合后的颜色是由它们共同能反射的色光所决定 在一张白纸上用红颜料写一个 光 字 把它拿到暗室 只用红光照射时 你将看到什么现象 只用绿光照射时 又将看到什么现象 红光照射时 只看见一张红纸 绿光照射时 看见一张绿纸上有一个黑色的 光 字 1 太阳 月亮 点燃的蜡烛 萤火虫 星星 其中属于光源的是 太阳 蜡烛 萤火虫 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 等都可以用来解释 光的直线传播 3 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 先变短后变长B 先变长后变短C 逐渐变短D 逐渐变长 A 课堂练习 3 0 108 3 0 105 5 光在真空中的传播速度是m s 合km s 4 下列事例不能用光的直线传播来解释的是 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 D 1 光源 自行发光的物体 2 光的直线传播 光在同一种均匀介质中都是沿直线传播 3 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 4 光的直线传播应用 影 日食 月食 小孔成像 激光准直 排队 检验物体的棱是否直 6 光的色散 5 光速 c 3 0 108m s 太阳光通过三棱镜后可以分解成红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫等七种色光 本节小结