课题三：与光有关现象的实验探究
夏季的雨后，天上通常会出现一道美丽的彩虹如图．小玉想，我们通常看到的太阳光是白光，那彩虹是怎样产生的呢？他想弄清其中的秘密．
他按照老师的提示组装如图所示的装置．果然在光屏上出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛紫七种颜色的光跟天上的彩虹一样．他得到了如下结论：
（1）天空出现的彩虹，可以说明太阳光是一种复色（填“单色光”或“复色光”）；
（2）逆向思维，如果将这几种光混合，将会得到白光．
小张翻开课堂笔记他将这次实验现象与声现象的有关知识结合如下：
通过询问老师得知：由两个对象的某些相同或相似的性质，推断它们在其他性质上也有可能相同或相似的一种推理方法叫类比法
小张通过类比得到如下推论：
（1）超声波的方向性好，几乎沿直线传播；而核爆炸产生的次声波可以绕地球2～3圈，类比可以得出红光绕过障碍物的能力比紫光强，传播距离远
（2）由可听声波的频率变化范围类比可以得出红光的频率小于紫光的频率
（3）根据声音的传播需要介质可以类比得出光的传播也需要介质
（4）根据人耳有听不见的声音超声波、次声波可以类比得出红光外侧与紫光外侧有人眼看不见的光
小张想：类比得到的结论不一定正确，因此，要确认结论的真确性，还需经过论证．
小张的推论中肯定有一条是错误的，请你帮他改正并结合一些现象阐述理由：
改正：光的传播不需要介质
理由：太空是真空，太阳光可以照射到地球上
以下是小张给出的部分论证请你补全：
（1）红绿灯，是以红灯为停的标志，正是因为：红光绕过障碍物的能力比其他光强，传播距离远，防止下雾天因看不清而出现交通事故．
（2）根据声音的多普勒效应：远离我们的火车汽笛声，听起来声音变钝，说明音调变低，频率变小；根据光的多普勒效应：行星远离我们而去时，发生“谱线红移”的现象说明红光的频率小于紫光的频率
小张在论证推论（4）时，遇到困难，对于看不见的光我怎么验证它的存在呢？他冷静的思考了一会儿，终于想出实验验证的方法：
（1）寻找方法：超声波人耳听不到，但超声波可以粉碎人体内的小石头说明声音具有能量；光呢，它可以使周围变得明亮，变得温暖、可能使胶卷感光…
（2）进行实验：装置如图所示先分解太阳光，直接将温度计放在各色光及红光、紫光外侧等区域发现红光外侧温度计示数上升，说明红光外侧有看不见的光，它能使被照射的物体发热具有热效应．将一百元纸币的荧光物质放在各色光及红光、紫光外侧等区域发现在紫光外侧区域，纸币中的荧光物质发光，具有荧光效应．
（3）得出结论：自然界有人眼看不见的光
（4）实验评价：小玉发现小张在实验过程温度计示数上升较慢需要改进，
①改进方法是：温度计的玻璃泡涂黑；
改进理由是：黑色吸热能力强．
小玉发现还有一处设计不科学．请你代小玉告诉他：
②设计不科学的是：用一支温度计实验不妥；
改进方法是：应用九支温度计同时放在不同区域，比较温度的高低．
（1）复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散．
（2）再让三棱镜分解出来的彩色光带通过灵异倒置的三棱镜后，光束又混合成白光．
（1）根据超声波的特点来回答此题．
（4）分析小张的推论，发现（3）根据声音的传播需要介质可以类比得出光的传播也需要介质，有明显错误，因为光的传播不需要介质．
（1）大气对光的散射有一个特点：波长较短的光容易被散射，波长较长的光不容易被散射，红光不容易被散射，在空气中可以传播较长的距离．
（2）音调高低与频率有关，频率大，音调高，频率小，音调低．
（1）超声波有很强的穿透性，能够传递能量，应用于医学方面．
（2）红外线的热效应强，根据这一特性制成热谱仪、夜视仪等等．紫外线的用途：使荧光物质发光，制成验钞器；杀菌；促使维生素D的合成．
①根据黑色吸热本领比其他颜色强来解答．
②小张要测9处不同区域的温度，因此只用一支温度计，显然很不准确．
（1）天空出现的彩虹，是由红、橙、黄、绿、蓝、靛紫七种颜色的光组成，此实验说明，太阳光是一种复色光；
故答案为：复色．
（2）再让三棱镜分解出来的彩色光带通过灵异倒置的三棱镜后，光束又混合成白光，进一步证实了白色的太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种颜色组成．
故答案为：白．
（1）超声波具有方向性好、穿透能力强，易于获得较集中的声能等特点．
故答案为：方向性．
（4）小张的推论（3）有错误，因为光的传播不需要介质，太阳光通过太空可以照射到地球上．
故答案为：光的传播不需要介质；太空是真空，太阳光可以照射到地球上．
（1）根据大气对光的散射特点可知：红光绕过障碍物的能力比其他光强，传播距离远，防止下雾天因看不清而出现交通事故，所以红绿灯，是以红灯为停的标志．
故答案为：红光绕过障碍物的能力比其他光强，传播距离远，防止下雾天因看不清而出现交通事故．
（2）音调高低与振动频率有关，频率大，音调高，频率小，音调低，所以听起来声音变钝，说明音调变低，频率变小．
故答案为：小．
（1）超声波有很强的穿透性，能够传递能量，所以外科医生可以利用超声波振动除去人体内的结石．
故答案为：声音具有能量．
（2）红光之外是红外线，红外线的热效应很强，红外线能使温度计示数升高很快．
紫外线使荧光物质发光，钞票上有荧光物质，起到防伪的作用．
故答案为：热；紫光外测；荧光．
①因为黑色吸热本领强，所以可以将温度计玻璃泡涂黑，使温度计示数变化较大，增加温度计的灵敏度．
故答案为：温度计的玻璃泡涂黑；黑色吸热能力强．
②因为小张要比较9处不同区域的温度，所以如果只用一支温度计测量，测量的温度数值误差很大，很不准确，因此用一支温度计实验不妥，应用九支温度计同时放在不同区域，比较温度的高低．
故答案为：用一支温度计实验不妥；应用九支温度计同时放在不同区域，比较温度的高低．您所在位置： &
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八年级、光的直线传播.ppt 21页
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八年级、光的直线传播要点
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陈彩凤 一、学习目标： 二、学习重、难点： 学习难点： 1、了解光源的定义、分类及光源有哪些。 2、通过探究，知道光在同种均匀介质中是沿直线传
播的。 3、知道光沿直线传播的现象和应用有哪些。 4、记住光在真空中的传播速度，了解光在不同介质
中的传播速度不同。 知道光在同种均匀介质中是沿直线传播的。 知道光沿直线传播的现象和应用有哪些。 光沿直线传播的现象解释。 学习重点： 自学指导（一）： 1、哪些物体能发光？能够发光的物体叫做什么？
2、光源分为哪几类？哪些是自然光源？人造光源有
哪些？ 一、光 源 阅读课本69页前三自然段，思考完成下列内容（2min）：
1、哪些物体能发光？ 太 阳 水 母 打 火 机 各 种 灯 光源：自身能够发光的物体叫做光源 1、自然光源
2、人造光源 2、光源分类 思考讨论： 月亮、彩虹是不是光源？ 二、光的传播 自学指导（二）： 阅读课本69～70页内容，思考完成下列内容（4min）： 1、光在空气中、在水中、在玻璃中是如何传播的？ 3、你知道哪些自然现象是由于光的直线传播产生的？ 4、你知道光的直线传播在生活中有哪些应用？ 2、我们用什么来表示光传播的径迹和方向? 问1、光是如何传播的？ 二、光的传播 实验探究1）、光在空气中是如何传播的？ 实验探究2）、光在水中是如何传播的？ ※实验现象说明光在水中也是沿直线传播的。 ※实验现象说明光在空气中是沿直线传播的。 方法：打开激光笔，用喷雾器向空中喷一些雾，可以看到光在空气中的传播路径。 方法 ：在水中加入少量牛奶，用激光笔在水中射出一束光，观察光传播的路径；
※实验现象说明光在玻璃中也是沿直线传播的。 二、光的传播 实验探究3）、光在透明固体中是如何传播的？ 方法：用激光笔向一块透明玻璃垂直里射出一束光，观察光在玻璃里传播的路径； 归纳总结： 实验表明：光在同种均匀介质中是沿直线传播的。
想一想：如果在不同种介质中，光会如何传播？
通常用一条带箭头的直线表示光传播的径迹和方向，这样的直线叫做光线。 如： （模型法） ---光线 问2、我们用什么来表示光传播的径迹和方向? a．影子的形成：
光在沿直线传播过程中遇到不透明的障碍物无法绕过，便在物体后面光达不到的地方形成了影子。 问3、哪些自然现象是由于光沿直线传播产生？ 思考讨论：你能解释形成影子的原因吗？ b.日食和月食
日食 太阳 地球 太阳 月球 地球 月食 月球 问3、哪些自然现象是由于光沿直线传播产生？ 【日食的成因】当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食 观看视频 思考讨论：你能解释日食和月食形成的原因吗？ 圆 大 实验探究4）、 小孔成像 问3、哪些自然现象是由于光沿直线传播产生？ 思考讨论：你能解释小孔成像为什么成倒立的像吗？ 来自蜡烛火焰上方的光线沿着直线传播经过小孔后 到达了小孔后面的下方。同理,来自蜡烛火焰下方的 光线沿着直线传播经过小孔后到达了小孔的上方. 所以,像就是倒立的.
c.小孔成像 a．激光指引导方向：
问4、你知道光的直线传播在生活中有哪些应用？ b．排队看齐： c．射击瞄准： 排一列整齐队伍,每人依据看不到前面这个人之前的所有人确定自己站齐,因为前面人反射的光不能绕过障碍物传播到我们眼睛 当眼睛看到缺口、准星、瞄准点重合时就认为三者在同一直线上，即三点同线．因为只有在一条直线上从瞄准点射到我们眼里的光才被准星挡住。 1、光在真空中速度：C=
m/s； 　　　　　
m/s；光在空气中速度非常接近于　　　　
　　。 2、在粗略的计算中，光在空气中的传播速度通常取： 2.9×108 三、光的传播速度 3×108 在真空中的速度 C气=
km/s； 3×105 3、光在水中的传播速度：
m/s 4、光在玻璃中的传播速度：
m/s 2×108 阅读教材第71页回答下列问题（1min） 自学指导（三）： ×3×108 3 4 5、光年，它等于光在一年内传播的________, 光年是最大的______单位 距离 距离 四、课堂训练 1、下列现象不能说明光的直线传播的是（　　）
A．日食　　　　B．小孔成像　　　　
C．影子　　　　D．先看见闪电后听到雷声 2、下列说法中正确的是（
A．光是沿直线传播的　
正在加载中，请稍后...为何光沿直线传播而声波可以绕过障碍物？ - 知乎12被浏览4497分享邀请回答en.wikipedia.org/wiki/Kirchhoff%27s_diffraction_formula这个公式描述的意思是一个稳定分布的波动场中，不同位置的两个面上的场强分布可以由上面的公式来描述。具体一点就是可以把前一个面的每一点作为一个点波源来计算到目标面的场强，然后再将前一个面的所有点积分叠加。对于一个点波源，在目标处的场强是一个球形分布目标面的总场强就是一系列球形分布的叠加求和。一般情况来说，出射面的相位一致的情况下，目标面的场强分布要比入射面的场强分布要大，这就是我们说的衍射。目标面的总场强就是一系列球形分布的叠加求和。一般情况来说，出射面的相位一致的情况下，目标面的场强分布要比入射面的场强分布要大，这就是我们说的衍射。衍射的发散程度由衍射角来描述。根据前面的公式，描述量就是其中r'是出射面上的坐标，在出射面上分布的尺寸为D。k是波矢：换而言之，描述衍射的发散程度的量就是：假设，也就是出射面的光场非常小，波长很大，以至于出射面接近至点光源，那么传播就类似于球形分布，也就是衍射角非常大。假设，也就是出射面的光场非常大，波长很小，以至于没有波动，那么传播类似于直线，也就是衍射角很小。这也就说明了衍射角的大小和 是正相关的。 更加具体的公式还是需要从方程直接推导，但上面的说明应该能把最开始提到的衍射极限公式解释清楚了。至于还有人提到D的具体含义。对于相干光来说，D就代表了出射面的尺寸。对于非相干光，比如太阳光，手电筒光，D的更准确的物理含义是光场的相干长度，即光场中具有连续相同相位波前的尺寸。35 条评论分享收藏感谢收起光的波动性经点答疑（二）