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“光的直线传播”是学习光的反射定律和光的折射规律的前提和基础.所以,必须弄明白“光的直线传播”这一概念的内涵与外延.
一、光沿直线传播的条件
首先我们应清楚地知道光沿直线传播是有条件的.生活中的许多现象告诉我们光是沿直线传播的.图1、图2是同学们熟悉的情景,从物理学的角度看,它们只能说明一个问题:光在空气中沿直线传播.
那光在水中、玻璃中又是如何传播的呢?这可以通过下面几个实验来探究.
实验一探究光在空气中的传播路径.器材:大雪碧瓶、檀香、火柴、玩具激光笔一支.做法:先用檀香使瓶中充满烟雾,打开激光笔,射向瓶中.现象:空气中将会出现一笔直的红色光束.结论:光在空气这种介质中沿直线传播.
实验二探究光在水中的传播路径.器材:透明的表面光滑的玻璃杯一只、水、牛奶、玩具激光笔一支.做法:在杯中加满水,滴入几滴牛奶(水仍清澈透明),打开激光笔射向水中.现象:水中将会出现一笔直的红色光束.结论:光在水这种介质中沿直线传播.
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/chzw/chzw200911/chzw20091103-1-l.jpg)
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/chzw/chzw200911/chzw20091103-2-l.jpg)
实验三探究光在玻璃中的传播路径.器材:半圆形玻璃砖一块、玩具激光笔一支、白纸一张.做法:玻璃砖放在白纸上,打开激光笔,贴着白纸射向玻璃砖.现象:玻璃中出现一笔直的红色光束.结论:光在玻璃这种介质中沿直线传播.
实验四探究光经过梯形玻璃砖时的传播路径.器材、操作方法、现象均如图3所示。这时光的传播路径已经不是一条直线了.这说明:光在介质中的传播并不总是沿直线,即光在两种介质中的传播路径不一定是直线.
光在玻璃与空气中的传播路径
综合分析四个实验,可以认为光沿直线传播是有条件的:光在同一种均匀介质中是沿直线传播的.
二、对“光线”概念的理解
因为光在同一种均匀介质中沿直线传播,为了方便地描述这种传播路径与方向,我们用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向.这条直线叫做光线.必须说明的是:“光线”是虚拟的。是为了更加直观、形象地描述光的传播路径和方向而引入的.它将光的传播问题简化了,是一种理想化的物理模型.这种处理问题的方法在以后的学习中会经常用到。是一种重要的物理方法.
同学们可能会问,既然光线是虚拟的.那么我们在实际生活和实验中就应该无法观测到光线.但是在上面的四个实验里我们却看到了光在空气、水、玻璃等介质中的光束,为什么说它不是光线?这是因为空气中有水雾,水中有牛奶,而水雾和牛奶等物质对光具有散射作用,因此我们才看到光的传播路径.所以同学们必须确信:光线并不是真实存在的.
三、例题解析
例1 为了检查一块木板是否笔直.可以闭上一只眼睛.用另一只眼睛沿木板棱长的方向看过去.如图4所示.这是应用了什么原理7
解答这里利用了光沿直线传播的原理.由于光在同一均匀介质中沿直线传播,如果木板有弯曲,凸起的部分就会挡住前端的光线,便看不到木板的前端了.
例2 下列说法不正确的是( ).
A 光并不总是沿直线传播的
B 风吹草低见牛羊,是因为光的直线传播
C 晴天,常常在茂密的树阴下看到一个个圆形的小亮斑.是因为树叶的间隙都是圆形的
D 一叶障目,是因为光的直线传播
解析A选项,光在同一种均匀介质中才会沿直线传播;B选项,无风时,牛羊隐藏在草丛中,由于光的直线传播,牛羊身上反射的光被草挡住了.有风时,草低了,人眼才能看见牛羊身上的光,故看到了牛羊;C选项,根据小孔成像的原理可知,若光源距离很远,地上光斑的形状与小孔的形状无关,圆形小亮斑是太阳的像;D选项,树叶是不透明的物体,而光是沿直线传播的,故人眼不能看到远处的物体.所以选择C.
例3 2009年7月22日上午.在我长江沿线很多地区都观察到了日全食.观测日全食不能用肉眼直接对着太阳。如果没有专用的太阳滤镜,可采用如图5所示的简便方法:将手指展开,互相垂直叠放,对着阳光.在白纸上也能观察到太阳的像,这利用了光沿_______传播的原理.
解析将手垂直叠放,与遥远的太阳可形成小孔成像,这时在白纸上便可以看到太阳的像,故可以观测到日食.利用的是光的直线传播的原理.
一、光沿直线传播的条件
首先我们应清楚地知道光沿直线传播是有条件的.生活中的许多现象告诉我们光是沿直线传播的.图1、图2是同学们熟悉的情景,从物理学的角度看,它们只能说明一个问题:光在空气中沿直线传播.
那光在水中、玻璃中又是如何传播的呢?这可以通过下面几个实验来探究.
实验一探究光在空气中的传播路径.器材:大雪碧瓶、檀香、火柴、玩具激光笔一支.做法:先用檀香使瓶中充满烟雾,打开激光笔,射向瓶中.现象:空气中将会出现一笔直的红色光束.结论:光在空气这种介质中沿直线传播.
实验二探究光在水中的传播路径.器材:透明的表面光滑的玻璃杯一只、水、牛奶、玩具激光笔一支.做法:在杯中加满水,滴入几滴牛奶(水仍清澈透明),打开激光笔射向水中.现象:水中将会出现一笔直的红色光束.结论:光在水这种介质中沿直线传播.
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实验三探究光在玻璃中的传播路径.器材:半圆形玻璃砖一块、玩具激光笔一支、白纸一张.做法:玻璃砖放在白纸上,打开激光笔,贴着白纸射向玻璃砖.现象:玻璃中出现一笔直的红色光束.结论:光在玻璃这种介质中沿直线传播.
实验四探究光经过梯形玻璃砖时的传播路径.器材、操作方法、现象均如图3所示。这时光的传播路径已经不是一条直线了.这说明:光在介质中的传播并不总是沿直线,即光在两种介质中的传播路径不一定是直线.
光在玻璃与空气中的传播路径
综合分析四个实验,可以认为光沿直线传播是有条件的:光在同一种均匀介质中是沿直线传播的.
二、对“光线”概念的理解
因为光在同一种均匀介质中沿直线传播,为了方便地描述这种传播路径与方向,我们用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向.这条直线叫做光线.必须说明的是:“光线”是虚拟的。是为了更加直观、形象地描述光的传播路径和方向而引入的.它将光的传播问题简化了,是一种理想化的物理模型.这种处理问题的方法在以后的学习中会经常用到。是一种重要的物理方法.
同学们可能会问,既然光线是虚拟的.那么我们在实际生活和实验中就应该无法观测到光线.但是在上面的四个实验里我们却看到了光在空气、水、玻璃等介质中的光束,为什么说它不是光线?这是因为空气中有水雾,水中有牛奶,而水雾和牛奶等物质对光具有散射作用,因此我们才看到光的传播路径.所以同学们必须确信:光线并不是真实存在的.
三、例题解析
例1 为了检查一块木板是否笔直.可以闭上一只眼睛.用另一只眼睛沿木板棱长的方向看过去.如图4所示.这是应用了什么原理7
解答这里利用了光沿直线传播的原理.由于光在同一均匀介质中沿直线传播,如果木板有弯曲,凸起的部分就会挡住前端的光线,便看不到木板的前端了.
例2 下列说法不正确的是( ).
A 光并不总是沿直线传播的
B 风吹草低见牛羊,是因为光的直线传播
C 晴天,常常在茂密的树阴下看到一个个圆形的小亮斑.是因为树叶的间隙都是圆形的
D 一叶障目,是因为光的直线传播
解析A选项,光在同一种均匀介质中才会沿直线传播;B选项,无风时,牛羊隐藏在草丛中,由于光的直线传播,牛羊身上反射的光被草挡住了.有风时,草低了,人眼才能看见牛羊身上的光,故看到了牛羊;C选项,根据小孔成像的原理可知,若光源距离很远,地上光斑的形状与小孔的形状无关,圆形小亮斑是太阳的像;D选项,树叶是不透明的物体,而光是沿直线传播的,故人眼不能看到远处的物体.所以选择C.
例3 2009年7月22日上午.在我长江沿线很多地区都观察到了日全食.观测日全食不能用肉眼直接对着太阳。如果没有专用的太阳滤镜,可采用如图5所示的简便方法:将手指展开,互相垂直叠放,对着阳光.在白纸上也能观察到太阳的像,这利用了光沿_______传播的原理.
解析将手垂直叠放,与遥远的太阳可形成小孔成像,这时在白纸上便可以看到太阳的像,故可以观测到日食.利用的是光的直线传播的原理.