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第十七章 光的传播(一、光的直线传播)

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第十七章 光的传播(一、光的直线传播)

2.光线:沿光的传播方向作一条线,并标上箭头,表示传播方向。

在暗室的窗上开一个小孔,让一束阳光射入,可以看到光的传播路径是笔直的。漆黑的夜晚,探照灯射过有烟雾的天空,我们也能“光沿直线传播”的壮观景象,这都是光沿直线传播的直接证据。但是,能不能说,这些就是光线呢?

学生:思考、交流…

教师(联系传媒)展示相关事实:①如果天空非常明净,我们看到的是探照灯的光柱,还是到达地面的光斑?②在太空,宇航员能看到太阳“光线”吗?

学生:光斑;不能。

事实上,即使再细的光束,也不能说它就是光线,因为光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具,它是一个理想模型,而不是真实的存在。

光线尽管是一个抽象模型,但对人们运用光的直线传播规律分析问题是非常有效的。下面看几个典型的事例──

a.眼睛判断发光点的位置,列队时“向前看齐”,枪手瞄准;

b.小孔成像;

c.日食和月食的形成。

学生:补充一些应用光的直线传播规律的事例…

利用光线的概念,我们还可以准确界定平行光和发散光的概念──

平行光:所有光线都平行的光叫平行光。请大家注意这个概念…真正的平行光源事实上是很难找到的,我们常常将太阳光近似看成平行光(但在研究小孔成像、月食和日食的形成时,并不能作这种近似处理);用一些光学仪器可以造就比较理想平行光,譬如激光器、凸透镜等。

与平行光相对应的则有发散光(常见)和会聚光(不常见)。

三.光速

光在真空中的传播速度为 c = 3.00×108 m/s ,这就是通常意义上的光速。事实上,光传播到其它介质时,传播速度会小于c(定量规律在下一节介绍)。

光速c是一个什么样的概念呢?我们不妨做这样一些估算──

1.如果飞船绕地球以光速飞行,它1秒钟可以绕行7.5圈;

2.如果飞船以光速飞行,它从地球到达月球,只需要1.3秒。

尽管光速是如此之大,但由于宇宙中某些天体之间的距离非常遥远,光的传播仍需要很长的时间,如:太阳光到达地球需要8分钟,光线从天狼星到达地球甚至需要8.7年!

由于光速很大,所以在相当长的时期内人们认为光的传播根本不需要时间,直到17世纪,科学家们才发现光速是有限的,在测定光速的努力中,很多科学家都做出了贡献。有关的物理学史和目前光速的权威、精确数据怎样,请大家课后参看《阅读材料──光速的测定》。

四 小结

本节课,我们复习了一个基本的规律──光的直线传播,介绍了一个数据──光速,了解了几个名词──光源、光线、介质、平行光等等。如果说今天的学习相比初中应该有所提高的话,请大家留意规律的条件、数据的数量级、概念的准确措辞,物理术语和口头的俗语之所以不同,就是因为它们具有准确的内涵,而不是只给人一种似是而非的模糊印象。

五 作业布置

【板书设计】

注意“教学过程”的带框字符,即是板书计划。

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