八年級(jí)物理上冊(cè)5.1光的傳播講義北師大版

第五章光現(xiàn)象一、光的傳播光源內(nèi)容舉例說(shuō)明概念能夠發(fā)光的物體叫光源常見(jiàn)的光源有太陽(yáng)、螢火蟲(chóng)、發(fā)光水母、閃電等分類(lèi)天然光源太陽(yáng)、螢火蟲(chóng)、發(fā)光水母、閃電等人造光源點(diǎn)燃的蠟燭、發(fā)光的電燈、篝火、發(fā)光的電子屏等知識(shí)解讀我們看到的恒星都是光源；月亮和行星都不是光源,它們只是反射太陽(yáng)光光源必須自身具有發(fā)光功能.例1（江蘇鹽城期中）下列選項(xiàng)中都是光源的一組是（）A.太陽(yáng)、月亮B.閃電、發(fā)光的水母C.鏡子、蠟燭的火焰D.發(fā)光的燈泡、用于投影的屏幕解析：太陽(yáng)、閃電、發(fā)光的水母、蠟燭的火焰、發(fā)光的燈泡都能發(fā)光,它們都是光源；而月亮、鏡子、用于投影的屏幕它們看起來(lái)亮并不是自己發(fā)光,而是反射其他光源發(fā)出的光,它們都不是光源.B光的直線傳播內(nèi)容舉例或說(shuō)明光的直線傳播光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播“同種”表明應(yīng)是同種介質(zhì)；“均勻”表明該介質(zhì)的密度要均勻直線傳播條件必須同時(shí)滿足：①同種介質(zhì)；②均勻介質(zhì),二者缺一不可如果介質(zhì)不均勻,或不是同種介質(zhì),光就可能發(fā)生彎曲內(nèi)容舉例或說(shuō)明光線用一條帶有箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向,這樣的直線叫光線光線不是真實(shí)存在的,而是為了研究方便,人們假想出來(lái)的模型應(yīng)用挖掘隊(duì)利用激光準(zhǔn)直儀挖掘隧道、站隊(duì)時(shí)隊(duì)列排直、士兵射擊瞄準(zhǔn)、木工檢查木塊是否平直等光沿直線傳播的幾種現(xiàn)象影子光在傳播過(guò)程中,遇到不透明的物體,在物體后面光不能到達(dá)的區(qū)域便形成了影子日食當(dāng)月球轉(zhuǎn)到地球和太陽(yáng)之間,并且三者在同一直線上時(shí),就形成了日食光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播.光沿直線傳播的幾種現(xiàn)象月食當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)到月球和太陽(yáng)之間,并且三者在同一直線上時(shí),就形成了月食小孔成像物體發(fā)出的光沿直線通過(guò)不透明物體上的小孔時(shí),就會(huì)形成一個(gè)與物體輪廓相似的倒立的像知識(shí)解讀（1）日食的實(shí)質(zhì)是月球的影子,月食的實(shí)質(zhì)是地球的影子；（2）小孔成像時(shí),像的形狀由物體的形狀決定,與小孔的形狀無(wú)關(guān),物體離小孔越近,光屏離小孔越遠(yuǎn),所成的像就越大直線傳播有條件,同種介質(zhì)需均勻；影子小孔日月食,還有激光能準(zhǔn)直.巧記樂(lè)背例2（甘肅慶陽(yáng)中考）如圖5-1-1是2014年10月23日在美國(guó)拍攝到的日偏食現(xiàn)象,形成這種奇觀是由于光是_______傳播的,也說(shuō)明光_____（填“能”或“不能”）在真空中傳播.解析：當(dāng)月球轉(zhuǎn)到太陽(yáng)和地球中間并且三者在一條直線上時(shí),由于光是沿直線傳播的,月球擋住了太陽(yáng)射向地球的光,地球處在月球的影子里,這就形成了日食；太陽(yáng)光到達(dá)地球或月球上時(shí),絕大部分空間都是真空,光可以到達(dá)月球和地球,說(shuō)明了光能在真空中傳播.圖5-1-1能沿直線光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的,小孔成像、影子、日食、月食等都是光沿直線傳播的現(xiàn)象.光的傳播速度內(nèi)容舉例或說(shuō)明光速概念光在每秒內(nèi)傳播的距離叫光速,用字母c表示光在空氣中的速度近似為3×108

m/s,光在水中的速度大約是在空氣中的,光在玻璃中的速度大約是空氣中的大小光在真空中的傳播速度為3×108

m/s與聲傳播的比較光不需要介質(zhì),能在真空中傳播介質(zhì)密度越小,光速越大c=3×108

m/s（真空中）聲需要介質(zhì),不能在真空中傳播介質(zhì)密度越小,聲速越小v聲=340m/s（15°空氣中）知識(shí)解讀（1）光在真空中的速度是宇宙中最快的速度；（2）光年是長(zhǎng)度單位,1光年=365×24×3600×3×108m≈9.46×1015m例3太陽(yáng)光從空氣中進(jìn)入河水中,它的傳播速度（）A.增大B.減小C.不變D.可能增大,也可能減小解析：光在真空中的傳播速度最大,在空氣中的傳播速度近似等于在真空中的傳播速度,在水中的傳播速度大約是在空氣中的34,所以太陽(yáng)光從空氣進(jìn)入河水中傳播速度減小.B光的傳播速度與介質(zhì)有關(guān),在真空中最快,在固體、液體與氣體中相比,光在氣體中傳播得最快,在固體中傳播得最慢.誤把明亮的物體當(dāng)成光源例4自身能發(fā)光的物體叫作光源,如圖5-1-2所示的物體不屬于光源的是（）A.皎潔的月亮B.發(fā)光的螢火蟲(chóng)C.點(diǎn)燃的小桔燈D.遙遠(yuǎn)的織女星圖5-1-2A解析：皎潔的月亮雖然很明亮,但它不是自身發(fā)光,而是反射太陽(yáng)的光，故它不屬于光源；發(fā)光的螢火蟲(chóng)和點(diǎn)燃的小桔燈自身都能發(fā)光,它們都屬于光源；織女星是一個(gè)恒星,它自身能發(fā)光,也屬于光源.錯(cuò)解：B或C或D注意：月亮、照亮的幕布、照亮的鏡子等,它們看起來(lái)很明亮,但自身都不能發(fā)光,所以都不是光源.小孔成像中像的形狀的辨析例5在正方形硬紙板上挖一個(gè)尺寸約為0.5cm,形狀為“△”的小孔,讓太陽(yáng)光垂直射到小孔上,當(dāng)紙板和地面相距約1m時(shí),在地面上能觀察到一個(gè)亮斑,其形狀是（）A.“●”形的B.“▼”形的C.“■”形的D.形狀不確定解析：因?yàn)樘?yáng)離地面非常遠(yuǎn),而小孔又非常小,符合小孔成像的條件,當(dāng)太陽(yáng)光沿直線傳播經(jīng)過(guò)小孔時(shí)會(huì)形成太陽(yáng)的像,像的形狀只與太陽(yáng)的形狀有關(guān),而與小孔的形狀無(wú)關(guān).A錯(cuò)解：B注意：在小孔成像現(xiàn)象中,物體通過(guò)小孔所成的像只與物體的形狀有關(guān),與小孔的形狀無(wú)關(guān).題型一光的直線傳播角度a光沿直線傳播的應(yīng)用例6如圖5-1-3所示,用步槍進(jìn)行瞄準(zhǔn)練習(xí)時(shí),當(dāng)眼睛看到瞄準(zhǔn)點(diǎn)、準(zhǔn)星和標(biāo)尺缺口三者重合時(shí),就認(rèn)為三者是在同一條直線上,這是根據(jù)__________________________的道理.圖5-1-3解析：光在同種均勻的介質(zhì)中是沿直線傳播的,如果看到瞄準(zhǔn)點(diǎn)、準(zhǔn)星和標(biāo)尺缺口三者重合,則說(shuō)明它們?cè)谕粭l直線上,射出的子彈才能打中目標(biāo).答案：光在同種均勻的介質(zhì)中沿直線傳播角度b小孔成像現(xiàn)象例7（江蘇揚(yáng)中期中）學(xué)習(xí)了光學(xué)知識(shí)后,愛(ài)動(dòng)腦筋的小明和小華想自己探究小孔成像的規(guī)律.如圖5-1-4所示,他們給兩個(gè)空易拉罐的底部中央分別打上一個(gè)小圓孔和一個(gè)小方孔,再用兩片半透明的塑料膜蒙在空易拉罐的口上,分別將小孔對(duì)著燭焰和燈絲,可以看到燭焰和燈絲通過(guò)小孔所成的像.圖5-1-4（1）分析比較甲、乙兩圖所成像的形狀,可以得出的結(jié)論是____________________________________；（2）分析比較甲、丙兩圖所成像的形狀,又可以得出的結(jié)論是__________________________________；（3）樹(shù)蔭下的圓形光斑就是_____通過(guò)樹(shù)葉間的小孔在地面上所成的像.物體通過(guò)小孔所成的像與孔的形狀無(wú)關(guān)小孔所成的像的形狀由物體的形狀決定太陽(yáng)解析：（1）在甲圖和乙圖中不同的是孔的形狀,但所成的像相同,故在小孔成像現(xiàn)象中,所成的像的形狀與小孔的形狀無(wú)關(guān)；（2）在甲圖和丙圖中不同的是物體的形狀,所成的像也不同,故在小孔成像現(xiàn)象中,所成的像的形狀是由物體的形狀決定的；（3）樹(shù)蔭下的圓形光斑的形成屬于小孔成像現(xiàn)象,該光斑就是太陽(yáng)的像.題型二光速例8百米賽跑時(shí),終點(diǎn)計(jì)時(shí)員必須在看到發(fā)令槍冒白煙開(kāi)始計(jì)時(shí),而不能等聽(tīng)到槍聲開(kāi)始計(jì)時(shí),這是因?yàn)椋ǎ〢.計(jì)時(shí)員怕聽(tīng)不見(jiàn)槍聲耽誤計(jì)時(shí)B.看白煙計(jì)時(shí)方便些C.聽(tīng)槍聲計(jì)時(shí)成績(jī)偏高D.聽(tīng)槍聲計(jì)時(shí)成績(jī)偏低解析：如果聽(tīng)到槍聲再計(jì)時(shí),聲音走100m所用的時(shí)間t=≈0.294s,聽(tīng)到槍聲開(kāi)始計(jì)時(shí),晚計(jì)了0.294s,所測(cè)的時(shí)間偏小,所以成績(jī)偏高,而光速很快,白煙信號(hào)達(dá)到終點(diǎn)時(shí)幾乎不需要時(shí)間.C例9在太陽(yáng)光或白熾燈下,如果擋住了光的去路,就會(huì)形成清晰的影子.可是小明卻發(fā)現(xiàn),在日光燈下的影子灰蒙蒙一片,一點(diǎn)也不清楚,特別是處處裝點(diǎn)著電燈的大廳里,人和物體的影子就更是模糊不清了.這是為什么呢？小明去問(wèn)物理老師,老師拿出幾支蠟燭、一塊圓柱形鐵塊,讓小明做了如下實(shí)驗(yàn).（1）鐵塊放在桌子上,旁邊點(diǎn)上一支蠟燭,觀察鐵塊的影子如圖5-1-5甲所示.（2）在旁邊再點(diǎn)上一支蠟燭,觀察鐵塊的影子如圖乙所示.（3）繼續(xù)在鐵塊旁邊點(diǎn)蠟燭,直到將蠟燭圍滿鐵塊四周,觀察鐵塊的影子如圖丙和丁所示.結(jié)果小明發(fā)現(xiàn),鐵塊影子越來(lái)越淡,最后幾乎沒(méi)有了！他又比較了一下白熾燈和日光燈,看到白熾燈的燈絲很集中,而日光燈的燈管卻很長(zhǎng),他想了一會(huì)兒后,高興地說(shuō)“老師,我明白了！”.請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）小明明白了怎樣的道理？請(qǐng)?zhí)嫠卮鹨幌?（2）此結(jié)論可有什么應(yīng)用？請(qǐng)舉一例.丁圖5-1-5甲乙丙解析：（1）影子的形成是因?yàn)楣庹盏讲煌该魑矬w上時(shí),在物體的后面形成一個(gè)光照不到的黑暗區(qū)域,而不同位置的光源發(fā)出的光可以照射到該區(qū)域,使該區(qū)域的陰影變淡.物體四周都有光源,則物體的四周便不會(huì)有光照不到的黑暗區(qū)域,物體便不會(huì)有影子.（2）為防止做手術(shù)時(shí)出現(xiàn)影子影響手術(shù)的進(jìn)行，手術(shù)室內(nèi)用無(wú)影燈.答案：（1）不透明物體的周?chē)?光源越多,形成的影子越淡,四周都有光源,就不會(huì)形成影子.（2）醫(yī)院外科手術(shù)室用的無(wú)影燈.（1）光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的,當(dāng)光遇到不透明物體時(shí),會(huì)在物體后面形成影子.（2）當(dāng)有光照射到原來(lái)有影子的地方時(shí),如果照射進(jìn)來(lái)的光較弱,則影子變淡,如果與影子外的光強(qiáng)度一樣,則將看不到影子.知識(shí)鏈接解讀中考：本節(jié)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是光源的概念,光沿直線傳播的條件及其應(yīng)用,會(huì)用光的直線傳播解釋現(xiàn)象、光速及其應(yīng)用等,在中考中一般會(huì)結(jié)合后面的光學(xué)知識(shí)綜合考查,題型主要有選擇題和填空題,偶爾出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)題,難度一般不大.考點(diǎn)一光的直線傳播及其應(yīng)用教材第98~99頁(yè)“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”在暗室中，將一束光（激光或者白光）分別射入空氣、水和有機(jī)玻璃中（圖5-2）.觀察光在空氣、水、有機(jī)玻璃中的傳播路徑.激光穿過(guò)空氣激光穿過(guò)水激光穿過(guò)有機(jī)玻璃圖5-2從以上實(shí)驗(yàn)可知：光在空氣中的傳播路徑是沿直線.光在水中的傳播路徑是沿直線.光在有機(jī)玻璃中的傳播路徑是沿直線.概括起來(lái),可得出結(jié)論：光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的.例10（江蘇南京中考）如圖5-1-6所示,小明想通過(guò)A、B兩張紙片上的小孔看見(jiàn)燭焰,他應(yīng)將燭焰、兩個(gè)小孔和人眼調(diào)到________上,這樣操作的依據(jù)是______________________.操作過(guò)程中他還在B紙片上看到了一個(gè)燭焰的像,這個(gè)像是_____（填“正立”或“倒立”）的.圖5-1-6倒立同一直線光在空氣中沿直線傳播解析：光在空氣中是沿直線傳播的,小明如果通過(guò)A、B兩張紙片上的小孔看見(jiàn)燭焰,應(yīng)將燭焰、兩個(gè)小孔和人眼調(diào)到同一直線上；燭焰發(fā)出的光通過(guò)A紙片上的小孔在B紙片上形成像,是小孔成像現(xiàn)象,像是由于光的直線傳播形成的,小孔所成的像是倒立的.例11為了研究影子長(zhǎng)度與哪些因素有關(guān),某科學(xué)興趣小組的同學(xué)做了如圖5-1-7所示的實(shí)驗(yàn).在水平地面上豎直固定一根長(zhǎng)桿,長(zhǎng)桿上裝有一個(gè)可以上下移動(dòng)的點(diǎn)光源,再在地面上豎立一根短木條（短木條始終低于點(diǎn)光源）.（1）保持短木條的長(zhǎng)度和位置不變,該同學(xué)將點(diǎn)光源A從圖示位置逐漸向上移動(dòng),測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：核心素養(yǎng)圖5-1-7該科學(xué)興趣小組同學(xué)做此實(shí)驗(yàn),想要驗(yàn)證的是_______

____________________________.（2）分析上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可得到：在點(diǎn)光源逐漸上移過(guò)程中,若點(diǎn)光源高度的增加量相同,則影子的長(zhǎng)度L的變化量______（填“增大”“減小”或“不變”）.（3）圖中s可表示點(diǎn)光源到短木條的距離,如果要研究影子的長(zhǎng)度L與點(diǎn)光源到短木條的距離s的關(guān)系,應(yīng)如何操作_________________________________________________________________.