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2019-2020年高二物理光的直線傳播 光的傳播速度 人教版 【教學目標】 1、了解光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播； 2、記住光在真空中的傳播速度C＝3.0105km／s＝3.0108m／s。 3、能用光的直線傳播原理解釋影的形成、小孔成像和日食月食的形成。 【教學重點】用光的直線傳播原理解釋影的形成、小孔成像和日食月食的形成。 【教學難點】測定光在真空中的傳播速度的思想方法；用光的直線傳播原理分析問題 【授課時數(shù)】2課時 【教學過程】 ［預習導讀］ 一、光源 1、定義: 能 的物體叫做光源。 2、分類: 1 ) 、天然光源和人造光源： 　　A、太陽等恒星都是 光源。 B、白熾燈、水銀燈、熒光燈和蠟燭等是 光源。 2）、按光的激發(fā)方式分：冷光源和熱光源。 A、熱光源：利用熱能激發(fā)的光源（白熾燈、弧光燈等）。 B、冷光源：利用化學能、電能激發(fā)的光源（螢火蟲、霓虹燈等）。 3）、按光線特點分：點光源、線光源、面光源和體光源。（著重介紹點光源） A、定義：凡是光源本身的大小與它被照到的物體間的距離相比可以忽略不計時，這樣的光源都可以看作是“點光源”。 B、點光源是一種理想模型. 點光源并非數(shù)學上的點,而是物理意義上的點,即光源本身有一定線度. 二、光的直線傳播 1、光線: 表示光傳播方向和路徑的幾何線叫做光線。在光線上標明箭頭，表示光的傳播方向。 2、介質(zhì)：光能夠在其中傳播的物質(zhì)叫做媒質(zhì)，也稱介質(zhì)。光的傳播可以在真空中進行 三、光速的測定方法（p4-p5） 1)、伽利略測量法,未獲成功; 2)、丹麥天文學家羅默的天文觀測法; 3)、荷蘭惠更斯在羅默的基礎上第一次測出C＝2.0108m／s; 4)、1849年斐索旋轉(zhuǎn)齒輪法;1862年傅科旋轉(zhuǎn)棱鏡法; 5)、1879邁克爾孫重做斐索傅科實驗,1926年改用旋轉(zhuǎn)棱鏡法. 【知識要點】 一、光的直線傳播： 1)、光在同一種均勻介質(zhì)中是沿 傳播的。如果傳播光的介質(zhì)相同而分布不均勻，光傳播時方向會 。 2)、證據(jù)：影、日食和月食的形成，小孔成像。 3)、光的傳播過程，也是能量傳遞的過程。 二、影的形成： 1)、定義: 點光源發(fā)出的光，照到不透明的物體上時，物體向光的表面被照亮，在背光面的后方形成一個光照不到的黑暗區(qū)域，這就是物體的影。影區(qū)是發(fā)自光源并與被照物體的表面相切的光線圍成的。 2)、分類：本影與半影。 A、本影:光源上所有發(fā)光點都照不到的區(qū)域。 　對同一個物體，其本影區(qū)的大小，與光源發(fā)光面的大小和光源到物體的距離有關：光源到物體的距離一定時，光源發(fā)光面越大，則物體的本影越??；光源發(fā)光面越小，則物體的本影越大。光源發(fā)光面一定時，光源到物體的距離越小，則物體的本影區(qū)越大；光源到物體的距離越大，則物體的本影區(qū)越小。 B、半影: 光源上一部分發(fā)光點能照到,而另一部分發(fā)光點照不到的區(qū)域成為半明半暗的半影。 本影與半影都是光的直線傳播的結果. 【疑難辯析】 三、日食和月食的形成 1、日食: 發(fā)生日食時，太陽、地球、月球位于同一直線上，且月球在中間，當?shù)厍蛏咸幱谠虑虮居皡^(qū)里的人完全看不到太陽，這里發(fā)生了日全食，處于月球半影區(qū)的人看到的是日偏食，處于月球偽本影區(qū)的人能看到日環(huán)食. a、在月球的本影區(qū)①里，可看到 （完全看不到太陽）； b、在月球的半影區(qū)②里，可看到 （只能看到一部分太陽）； c、在月球的半影區(qū)③里，可看到 （只能看到太陽的邊緣部分）。 2、月食: 發(fā)生月食時，太陽、月球、地球位于同一直線上，地球在中間，當月球全部進入地球的的本影區(qū)時形成月全食，當月球有一部份進入地球的本影區(qū)時形成月偏食（不可能出現(xiàn)月環(huán)食）. a、當月球處于②③里時，看不到月食； b、當月球一部分處于①里時，可看到 （只能看到一部分月亮）； c、當月球全部處于①里時，可看到 （完全看不到月亮）。 四、小孔和小縫成像 A、小孔成像是由于光的直線傳播形成的; B、小孔成像與孔的形狀無關； C、小孔成像中，像就是光斑； D、小孔成像中像是倒立的實像； E、小縫可看作無數(shù)小孔并行排列而成的，小縫成像的規(guī)律與小孔成像的規(guī)律相同，這也說明了小孔成像與小孔的形狀無關。 小孔成像和日食月食的形成都是光的直線傳播的結果. 五、光速 1、光速:光的傳播速度. 1)、真空中的光速：各種不同頻率的光在真空中的傳播速度都相同，均為: C＝3.0105km／s＝3.0108m／s。 2)、光在空氣中的速度近似等C＝3.0105km／s＝3.0108m／s。 3)、光在其它介質(zhì)中的速度都小于C,其大小除了與介質(zhì)性質(zhì)有關外,還與光的頻率有關(這一點與機械波不同,機械波的波速僅由媒質(zhì)的性質(zhì)即密度、彈性和溫度等決定) 2、光年: 1)、定義：光在真空中一年時間內(nèi)傳播的距離叫做光年. 注意:;光年不是時間單位,而是長度單位. 2)、大小:1光年＝ Ct＝3.0108m／s365243600s＝9.461015m. 3、光速的測定方法簡介: 1)、伽利略測量法,未獲成功; 2)、丹麥天文學家羅默的天文觀測法; 3)、荷蘭惠更斯在羅默的基礎上第一次測出C＝2.0108m／s; 4)、1849年斐索旋轉(zhuǎn)齒輪法;1862年傅科旋轉(zhuǎn)棱鏡法; 5)、1879邁克爾孫重做斐索傅科實驗,1926年改用旋轉(zhuǎn)棱鏡法. 【典型例析】 【例1】當太陽位于帳篷正上方，在篷頂有一個邊長約0.8mm的正方形小孔，太陽光通過小孔照在篷內(nèi)水平地面上形成的光斑形狀是 （ ） A正方形 B長方形 C圓形 D橢圓形 【例2】如圖所示,在距豎直墻MN左側一段距離的A點有一小球,在球的左邊、緊靠小球處有一固定的點光源S.給小球一向右的水平初速度,當小球在空中做平拋運動時,在小球碰墻以前,它在墻上的影子由上而下的運動是( ) A勻速直線運動 B自由落體運動 C變加速直線運動 D初速為零的勻加速直線運動,加速度a小于重力加速度g 【例3】某人以速度υ在路燈下勻速前進，則該人頭部的影子在水平地面 的運動情況是（ ） (A)勻加速直線運動； (B)加速度越來越大的加速運動； (C)加速度越來越小的加速運動； (D)勻速直線運動. 【例4】.太空中有時會發(fā)生恒星爆炸，產(chǎn)生所謂超新爆炸，此時會突然變得比以前亮得多，恒星離我們很遠，它的光要經(jīng)過許多年才能到達地球，因此我們看到的恒星爆炸的光一定是在很多年以前發(fā)生的，從那個時候以來，光一直在向地球傳播著，我們看到的恒星爆炸的光是白光，而不是在不同時間到達的各種色光，根據(jù)這一事實，你的推斷是 。 8.各種色光在真空中傳播速度相同。 【例5】.古希臘地理學家通過長期預測，發(fā)現(xiàn)6月21日正午時刻，在北半球A城陽光與鉛直方向成7.5角下射，而在A城正南方，與A城地面距離為L的B城，陽光恰好沿鉛直方向下射。射到地球的太陽光可視為平行光如圖所示。據(jù)此他估算出了地球的半徑。試寫出估算地球半徑的表達式R= 。 解析 本題為xx年上海高考試題 由題可知：θ=7.5變?yōu)榛《戎瓶傻忙? 由于=L=Rθ=，得R= 【例6】．如圖所示是邁克爾遜用轉(zhuǎn)動八面鏡法測光速的實驗示意 圖，圖中S為發(fā)光點，T是望遠鏡，平面鏡O與凹面鏡B構成了反射系統(tǒng)．八面鏡距反射系統(tǒng)的距離為AB＝L（L可長達幾十千米），且遠大于OB以及S和T到八面鏡的距離．現(xiàn)使八面鏡轉(zhuǎn)動起來，并緩慢增大其轉(zhuǎn)速，當轉(zhuǎn)動頻率達到并可認為是勻速轉(zhuǎn)動時，恰能在望遠鏡中第一次看見發(fā)光點S，由此邁克爾遜測出光速c．根據(jù)題中所測量的物理量得到光速c的表達式正確的是（ ） A． B．　　 C．　 D． 【例6】．C．由求得． 【基礎訓練】 1、下列說法正確的是：( ) A、光總是沿直線傳播的； B、光在同一種介質(zhì)中總是沿直線傳播的； C、小孔成像是光的直線傳播形成的；D、光在同一種均勻介質(zhì)中總是沿直線傳播的。 2、當?shù)厍蜻\轉(zhuǎn)到太陽與月球之間時，就會出現(xiàn)月食， 在圖中給出了地球擋住太陽時形成的本影與半影區(qū)，地 球上的人們當月球進入 2 區(qū)時可看到月偏食；如果 月球進入 1 區(qū)時，可看到月全食。 3、圖是發(fā)生日食的示意圖，人在哪個地方能看到日環(huán)食（ ） A、 1處； B、2處； C、3處； 。 4、在一工棚的油毛氈屋頂上有一個小孔，太陽光通過小 孔后在地面上形成一個圓形光斑，這一現(xiàn)象表明：( ) A、小孔的形狀一定是圓的； B、太陽的形狀是圓的； C、地面上的光斑是太陽的像； D、光是沿直線傳播的。 6、無影燈是由多個大面積的光源組合而成的，關于其照明效果，正確的是：( ) A、沒有影子； B、有本影； C、沒有本影； D、沒有半影。 7、下面說法中正確的是：( ) A、光源能夠射出無數(shù)多條光束； B、光線實際上是不存在的； C、光線是細光束的抽象說法； D、光線是用來表示光的傳播方向的直線。 8．身高 1.6 m的人以 lm/s的速度沿直線向路燈走去，在某一時刻，人影長1.8m，經(jīng)過時間2s，影長變成1.3m，這盞路燈的高度應是＿＿＿＿． 9.如圖所示，A是直徑為10cm的發(fā)光球，B是直徑為5cm的遮光圓板，C是光屏，三者中心共軸，AB相距200cm，當B的本影在C上消失時，BC的距離及此時半影環(huán)的半徑分別是 ( ) A.100cm、10cm B.100cm、20cm C.200cm、20cm D.200cm、10cm