中学物理试讲：光的传播

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2014年中学教师物理试讲：《光的传播》

一、教学目标

1、知道光在同一种均匀媒质中是沿直线传播的。

2、知道光的直线传播的一些典型事例（如小孔成像、日月蚀等）。

3、记住光在真空中的传播速度。不要求知道光速的测量方法。

二、教学过程

（一）导入环节

现在我们学习光学知识，在初中我们学习过，请同学们思考如下问题：

1、什么叫光源，生活中有哪些物体是光源？

2、光线如何表示？

3、小孔成像说明了什么？

（二）新授环节

1、光源：

（l）光源：（自身）发光的物体、如：太阳、蜡烛的光焰等。(charutupian)

注意：月亮不是光源，因为月亮本身不发光，而是反射的太阳光。

在研究光现象时，为了方便研究，我们通常研究点光源的关学现象，所谓点光源，就是可忽略自身尺寸的光源，象质点、点电荷、理想气体一样，是理想化的物理模型。当光源的尺寸远小于它到观提点的距离时就可看作点光源。

（2）光源发光的过程是其他形式的能转化为光能的过程，光照到物体上，光能又可转化为其它形式的能。光束射入人眼才能引起人的视觉。

光能：光具有的能量，包含在光束中。

分类:

1)、天然光源和人造光源：

A、太阳等恒星都是天然光源（火星不是恒星）。

B、白炽灯、水银灯、荧光灯和蜡烛等是人造光源。

2）、按光的激发方式分：冷光源和热光源。

A、热光源：利用热能激发的光源（白炽灯、弧光灯等）。

B、冷光源：利用化学能、电能激发的光源（萤火虫、霓虹灯等）。

3）、按光线特点分：点光源、线光源、面光源和体光源。（着重介绍点光源）

A、定义：凡是光源本身的大小与它被照到的物体间的距离相比可以忽略不计时，这样的光源都可以看作是“点光源”。

B、点光源是一种理想模型。点光源并非数学上的点，而是物理意义上的点，即光源本身有一定线度。

2、光的直线传播

（1）光线:表示光传播方向和路径的几何线叫做光线。在光线上标明箭头，表示光的传播方向。

（2）介质：光能够在其中传播的物质、如：空气、水、玻璃等。

注意：光能在真空中传播，说明光的传播并不依靠介质。

（3）光直线传播的条件：同一种均匀介质中。

光直线传播产生的光现象有：小孔成像、影的形成、日食和月食等。

光的传播过程，也是能量传递的过程。

3、影：

（l）点光源的影

点光源发出的光，照到不透明的物体上，物体向光的表面被照明，在背光面的后方形成一个光线照不到的黑暗区域。

（2）较大发光面的本影和半影。

完全不会受到光的照射的范围是本影，本影周围还有一个能受到光源发出的一部分光照射的区域，是半影，比较以上两图，光源的发光面积极大，本影区越小，无影灯就是根据此原理设计的。

注意强调：本身能够发光的物体叫光源，光源发出的光可用光线表示，但光线实际上是不存在的；光在同一种约匀介质中沿直线传播，正因如此，才能在障碍物的背面留下影子。

4、关于证明光的直线传播现象很多，例如日食月食现象：

（1）日食：发生日食时，太阳、月球、地球在同一条直线上，月球在中间，在地球上月球本影里的人看不到太阳的整个发光表面，这就是日全食，如a区。在月球半影里的人看不到太阳某一侧的发光表面，这就是日偏食如b区，在月球本影延长的空间里的人看不到太阳发光表面的中部，能看到太阳周围的发光环形面，这就是日环食，如c区。

（2）、月食：发生月食时，太阳、月球、地球同在一条直线上，地球在中间，如图所示，当月球全部进入地球本影区域时形成月全食，如图a区；当月球有一部分进人地球本影区域时形成月偏食，如图b区；但要注意，当月球整体在c区时并不发生月偏食。

5、光速:光的传播速度。

1)、真空中的光速：各种不同频率的光在真空中的传播速度都相同，均为:

C＝3.0×105km／s＝3.0×108m／s。

2)、光在空气中的速度近似等C＝3.0×105km／s＝3.0×108m／s。

3)、光在其它媒质中的速度都小于C，其大小除了与媒质性质有关外，还与光的频率有关(这一点与机械波不同，机械波的波速仅由媒质的性质即密度、弹性和温度等决定)

6、光年:

1)、定义：光在真空中一年时间内传播的距离叫做光年。

注意:光年不是时间单位，而是长度单位。

2)、大小:1光年＝Ct＝3.0×108m／s×365×24×3600s＝9.46×1015m。