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第三章 光和眼睛
第1节 光的传播与色散
黑夜中的光为我们驱散黑暗,细如发丝的光纤为我们传递信息,花草树木利用太阳光为我们装扮美丽的世界……
新知导入
1.认识光源,知道光源的分类;
2.通过生活经验和实验观察理解光沿直线传播,了解光沿直线传播在生活中的应用。
3.知道光的传播速度;
4.通过实验了解太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光组成的;知道光的三基色,色光按不同比例混合可以形成丰富的色彩 。
学习目标
知识点一:光可以为我们做些什么
光照亮了世界,给人类带来光明和温暖;光使植物进行光合作用,地球才会展现勃勃生机……
光能使我们看见物体
花草树木依靠光合作用茁壮成长
新知学习
随着现代科技的发展,人们逐渐认识了光的本性,光的应用领域也进一步拓展了。例如,人们利用太阳能电池,将光能转化为电能;利用光来传输文字、图像、音乐等各种信息……光为人类服务的领域将越来越宽广。
太阳能汽车靠光的能量飞快奔驰
现代通信利用光导纤维扩大容量和提高传输速度
你还能说出光的其他一些用途吗?
知识点二:光是怎样传播的
1.光源:像太阳、开着的电灯、点燃的蜡烛等,这些能自行发光的物体叫做光源。
自然光源
人造光源
观察下列情景图片,交流光是沿着怎样的路径传播出去的呢?
天文指星
思考
透过密林的太阳光传播路径是“直”的
灯光的传播路径是“直”的
光沿直线传播
2.光是怎样传播的
观察光在水、玻璃中的传播路径
演示实验
(a)光在水中传播的路径
(b)光在透明固体中传播的路径
实验告诉我们,光在空气、玻璃等透明、均匀物质中是沿直线传播的。
思考:光总是沿直线传播吗?
光从空气斜射入水中
光在不均匀介质中传播
光由一种介质斜射入另一种介质,传播路径发生偏折
光在不均匀介质中,传播路径发生了弯折
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3.光线
通常,我们用一条带箭头的直线,形象地描述光的传播路径和方向,这样的直线叫做光线。
光线
光束
注意:光线实际上是不存在的,是人们用来表示光的传播路线的一种方法,是一种理想模型。
点光源发出的光
平行光源发出的光
注意:太阳光近似为平行光。
注意:光是客观存在的,但光线是表示光的一种理想模型。只是人们用来表示光的传播路径的一种方式,是用来表示光的线路,而不是光。
4.光沿直线传播的应用
(1)影子的形成
日晷
手影
皮影
光在传播过程中遇到不透明的物体,在物体后面便形成了影子。
(1)影子的形成
月食和日食
日食
月食
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(2)小孔成像
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注意事项:①成像情况:倒立的像
②成像条件:小孔必须足够小
③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
④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
(3)激光准直
激光具有方向性好、亮度高、光束集中、抗干扰性强等优点,使用方便、准确可靠。
树叶间的间隙并不是统一规则的圆形,但是树荫下的光斑为什么始终是圆形?
小孔所成的像的形状不受小孔的形状影响
思考
(4) 射击瞄准
瞄准
(5) 排队看齐
知识点三:光的传播速度
打雷和闪电同时同地发生,为什么我们总是先看见闪电后听到雷声?
这是因为光比声音传播得快
真空中的光速是宇宙间最快的速度。光在空气中的速度非常接近于c。
真空中的光速(c)
c=3×108 m/s=3×105 km/s
通常情况下,真空中的光速可近似取:
光在不同介质中的传播速度
光年:长度单位,1光年表示光在一年中传播的距离。
1光年≈9.4608×1012km
知识点四:光的色散
雨后天空常会出现美丽的彩虹,那么你知道彩虹是怎样形成的吗?
太阳光(白光)通过三棱镜,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象叫做光的色散。 这是英国科学家牛顿于 1666 年首次发现的,你是否也想做一做这个实验?
不同的颜色的光通过三棱镜的偏折不同,红色光的偏折最小,紫色光的偏折最大。
偏折由小到大依次为:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
研究表明,红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光不能再被分解,不能再被分解的色光叫做单色光。由单色光混合成的光叫做复色光。太阳光就是复色光。
红
橙
黄
绿
蓝
靛
紫
研究表明,自然界中红、绿、蓝三种色光,是无法用其它色光混合而成。人们称这三种色光为光的三基色。
彩色电视的图像就是由红、绿、蓝三基色按不同的深浅程度混合而成。
显示屏的彩色图像
红
绿
蓝
黄
品红
白
青
物体的颜色
白光照射
反射红光,吸收其他色光
呈现红色
不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。即反射与自身相同颜色的光,吸收其他色光。
白光照射
反射所有色光
呈现白色
白光照射
吸收所有色光
呈现黑色
1.不透明物体的颜色
黑色吸收所有的色光,白色反射所有的色光,无色透明玻璃透过所有色光。
2.透明物体的颜色
透明物体的颜色是由它透过的色光决定的。即让与自身相同颜色的光透过,吸收其他色光。
注意:
1.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
当堂检测
2.当你下晚自习走过一盏路灯时,你的影子将( )
A.先变长后变短
B.先变短后变长
C.走过路灯后一直变长
D.走过路灯后一直变短
B
3.当条形码扫描器照射它时,黑条纹将光___________,白条纹将光___________(均选填“反射”或“吸收”),再通过电脑解码就可以获取考生相关信息。
吸收
反射