高三物理幾何光學光的直線傳播課件

1、 初中我們學習過光學的知識，請同學們閱讀課初中我們學習過光學的知識，請同學們閱讀課文思考如下問題：文思考如下問題：1 1、什么叫光源，生活中有哪些物體是光源？、什么叫光源，生活中有哪些物體是光源？ 自行發(fā)光的物體叫做光源，如太陽、電燈、點燃自行發(fā)光的物體叫做光源，如太陽、電燈、點燃的蠟燭等等。的蠟燭等等。在同一種均勻介質(zhì)中光是沿直線傳播的在同一種均勻介質(zhì)中光是沿直線傳播的光是沿直線傳播的的嗎？光是沿直線傳播的的嗎？自然界中除了小孔成像，還有很多光現(xiàn)象也證明光是自然界中除了小孔成像，還有很多光現(xiàn)象也證明光是沿直線傳播的。如：沿直線傳播的。如：影影日食日食月食月食 光線是一個很有用的概念，通過它，

2、光線是一個很有用的概念，通過它，可以借助于幾何光學的方法研究光的傳可以借助于幾何光學的方法研究光的傳播，光線這個概念是一種科學的抽象，播，光線這個概念是一種科學的抽象，用來表示光的傳播方向，光線并非實際用來表示光的傳播方向，光線并非實際存在的東西，實際中即便是很窄的一束存在的東西，實際中即便是很窄的一束光，也必然要有一定的粗細，不可能得光，也必然要有一定的粗細，不可能得到象幾何線那樣的光線。到象幾何線那樣的光線。在研究光的傳播方向時在研究光的傳播方向時常用到光線的概念常用到光線的概念定義：沿光的傳播方向做一條線，并標定義：沿光的傳播方向做一條線，并標上箭頭，表示光的傳播方向。上箭頭，表示光的傳

3、播方向。點光源點光源點光源點光源：可忽略自身尺寸的光源，象質(zhì)點、：可忽略自身尺寸的光源，象質(zhì)點、點電荷、理想氣體一樣，是理想化的物理模點電荷、理想氣體一樣，是理想化的物理模型當光源的尺寸遠小于它到觀察點的距離型當光源的尺寸遠小于它到觀察點的距離時就可看作點光源時就可看作點光源太陽光也可以看做平行光太陽光也可以看做平行光光的直線傳播影影1 1、點光源的影、點光源的影 點光源發(fā)出的光，照到不透明的物體上，物點光源發(fā)出的光，照到不透明的物體上，物體向光的表面被照明，在背光面的后方形成一體向光的表面被照明，在背光面的后方形成一個光線照不到的黑暗區(qū)域個光線照不到的黑暗區(qū)域sABAB完全不會受到光的照射的

4、范圍是完全不會受到光的照射的范圍是本影本影本影本影證明光沿直線傳播的現(xiàn)象證明光沿直線傳播的現(xiàn)象1、點光源的影：、點光源的影：2 2、較大發(fā)光面的影、較大發(fā)光面的影 光源ABABCD半影半影半影半影本影本影周圍還有一個能受到光源發(fā)出的一部本影周圍還有一個能受到光源發(fā)出的一部分光照射的區(qū)域，是分光照射的區(qū)域，是半影。注意：半影。注意：A B之間的半影區(qū)叫之間的半影區(qū)叫偽本影區(qū)偽本影區(qū)。偽偽本影本影 月亮擋住了太陽射向地球的光線，在月亮擋住了太陽射向地球的光線，在地球上的影子區(qū)域內(nèi)即使在白天也不能地球上的影子區(qū)域內(nèi)即使在白天也不能看見太陽，就形成了看見太陽，就形成了日食。日食。證明光沿直線傳播的現(xiàn)象

5、證明光沿直線傳播的現(xiàn)象 地球擋住了太陽射向月亮的光線，在地地球擋住了太陽射向月亮的光線，在地球后方形成一個大影子區(qū)域，當月球處于球后方形成一個大影子區(qū)域，當月球處于這個區(qū)域時，太陽光不能直接照射到月球這個區(qū)域時，太陽光不能直接照射到月球上就形成上就形成月食。月食。證明光沿直線傳播的現(xiàn)象證明光沿直線傳播的現(xiàn)象太陽太陽月球月球本影本影半影半影 偽本影偽本影3 3、日食、日食太陽太陽地球地球月球月球本影本影半影半影 偽本影偽本影日偏食日偏食日全食日全食3 3、日食、日食太陽太陽地球地球月球月球本影本影半影半影 偽本影偽本影日偏食日偏食日環(huán)食日環(huán)食3 3、日食、日食太陽太陽地球地球月球月球本影本影半影

6、半影 偽本影偽本影月偏食月偏食4 4、月食、月食太陽太陽地球地球月球月球本影本影半影半影 偽本影偽本影月全食月全食4 4、月食、月食太陽太陽地球地球月球月球本影本影半影半影 偽本影偽本影月偏食月偏食4 4、月食、月食太陽太陽地球地球月球月球本影本影半影半影 偽本影偽本影4 4、月食、月食 在較暗的屋子里在較暗的屋子里,把一支點燃的蠟燭放在一塊半把一支點燃的蠟燭放在一塊半透明的塑料薄膜前面透明的塑料薄膜前面,在它們之間放一塊鉆有小孔的在它們之間放一塊鉆有小孔的紙板紙板,塑料薄膜上就出現(xiàn)燭焰的倒立的像塑料薄膜上就出現(xiàn)燭焰的倒立的像,這種現(xiàn)象叫這種現(xiàn)象叫做小孔成像。做小孔成像。5、小孔成像、小孔成像

7、6、光的速度、光的速度在真空中最快：在真空中最快：c=3108 米米/秒秒在空氣中的速度：約在空氣中的速度：約3108 米米/秒秒光光在水中的速度約是空氣中的在水中的速度約是空氣中的3/4在玻璃中的速度約是空氣中的在玻璃中的速度約是空氣中的2/3 注意：光年是距離單位注意：光年是距離單位, ,它是指它是指光在光在一年的時間里走過的距離。一年的時間里走過的距離。三、光速三、光速1.光從光源發(fā)出，以有限的速度向外傳播。（光從光源發(fā)出，以有限的速度向外傳播。（17世紀才發(fā)現(xiàn)）世紀才發(fā)現(xiàn)）光在真空中的傳播速度約為光在真空中的傳播速度約為30萬千米每秒。萬千米每秒。 光速光速 C=3.00108 m/s

8、 2.光速的測量光速的測量: 要測光速，必須利用很大的距離，或者用精巧要測光速，必須利用很大的距離，或者用精巧 的辦法準確地測量出很短的時間間隔。的辦法準確地測量出很短的時間間隔。1975年國際計量大會決議：真空中光速的最可靠值年國際計量大會決議：真空中光速的最可靠值 C=2.99792458 1108 m/s+1607年伽利略的嘗試年伽利略的嘗試1676年羅默用天文觀察法測光速年羅默用天文觀察法測光速 C=2.250108 m/s1849年斐索在地面測光速年斐索在地面測光速 C=3.153 108 m/s邁克耳遜測光速邁克耳遜測光速 C=2.99796 4108 m/s+ 注意：注意：光年是距光年是距離單位離單位, ,它是指它是指光光在一年的在一年的時間里走時間里走過的距離。過的距離。想想議議想想議議: 你能不能想出一個辦法來估測發(fā)生雷你能不能想出一個辦法來估測發(fā)生雷電的地方離你有多遠電的地方離你有多遠?答案答案:(光的傳播時間忽略光的傳播時間忽略) 看見閃電后看見閃電后, 立刻看表立刻看表, 記下時間記下時間; 看過幾看過幾秒后聽到雷聲秒后聽到雷聲. 利用聲音在空氣中的速度利用聲音在空氣中的速度, 根據(jù)根據(jù) s=vt 即可即可求出閃電處的距離求出閃電處的距離.練習練習：