2019-2020年高二物理光的直線傳播 光的傳播速度 人教版.doc

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2019-2020年高二物理光的直線傳播 光的傳播速度 人教版 【教學(xué)目標(biāo)】 1、了解光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播； 2、記住光在真空中的傳播速度C＝3.0105km／s＝3.0108m／s。 3、能用光的直線傳播原理解釋影的形成、小孔成像和日食月食的形成。 【教學(xué)重點(diǎn)】用光的直線傳播原理解釋影的形成、小孔成像和日食月食的形成。 【教學(xué)難點(diǎn)】測(cè)定光在真空中的傳播速度的思想方法；用光的直線傳播原理分析問(wèn)題 【授課時(shí)數(shù)】2課時(shí) 【教學(xué)過(guò)程】 ［預(yù)習(xí)導(dǎo)讀］ 一、光源 1、定義: 能 的物體叫做光源。 2、分類: 1 ) 、天然光源和人造光源： 　　A、太陽(yáng)等恒星都是 光源。 B、白熾燈、水銀燈、熒光燈和蠟燭等是 光源。 2）、按光的激發(fā)方式分：冷光源和熱光源。 A、熱光源：利用熱能激發(fā)的光源（白熾燈、弧光燈等）。 B、冷光源：利用化學(xué)能、電能激發(fā)的光源（螢火蟲、霓虹燈等）。 3）、按光線特點(diǎn)分：點(diǎn)光源、線光源、面光源和體光源。（著重介紹點(diǎn)光源） A、定義：凡是光源本身的大小與它被照到的物體間的距離相比可以忽略不計(jì)時(shí)，這樣的光源都可以看作是“點(diǎn)光源”。 B、點(diǎn)光源是一種理想模型. 點(diǎn)光源并非數(shù)學(xué)上的點(diǎn),而是物理意義上的點(diǎn),即光源本身有一定線度. 二、光的直線傳播 1、光線: 表示光傳播方向和路徑的幾何線叫做光線。在光線上標(biāo)明箭頭，表示光的傳播方向。 2、介質(zhì)：光能夠在其中傳播的物質(zhì)叫做媒質(zhì)，也稱介質(zhì)。光的傳播可以在真空中進(jìn)行 三、光速的測(cè)定方法（p4-p5） 1)、伽利略測(cè)量法,未獲成功; 2)、丹麥天文學(xué)家羅默的天文觀測(cè)法; 3)、荷蘭惠更斯在羅默的基礎(chǔ)上第一次測(cè)出C＝2.0108m／s; 4)、1849年斐索旋轉(zhuǎn)齒輪法;1862年傅科旋轉(zhuǎn)棱鏡法; 5)、1879邁克爾孫重做斐索傅科實(shí)驗(yàn),1926年改用旋轉(zhuǎn)棱鏡法. 【知識(shí)要點(diǎn)】 一、光的直線傳播： 1)、光在同一種均勻介質(zhì)中是沿 傳播的。如果傳播光的介質(zhì)相同而分布不均勻，光傳播時(shí)方向會(huì) 。 2)、證據(jù)：影、日食和月食的形成，小孔成像。 3)、光的傳播過(guò)程，也是能量傳遞的過(guò)程。 二、影的形成： 1)、定義: 點(diǎn)光源發(fā)出的光，照到不透明的物體上時(shí)，物體向光的表面被照亮，在背光面的后方形成一個(gè)光照不到的黑暗區(qū)域，這就是物體的影。影區(qū)是發(fā)自光源并與被照物體的表面相切的光線圍成的。 2)、分類：本影與半影。 A、本影:光源上所有發(fā)光點(diǎn)都照不到的區(qū)域。 　對(duì)同一個(gè)物體，其本影區(qū)的大小，與光源發(fā)光面的大小和光源到物體的距離有關(guān)：光源到物體的距離一定時(shí)，光源發(fā)光面越大，則物體的本影越?。还庠窗l(fā)光面越小，則物體的本影越大。光源發(fā)光面一定時(shí)，光源到物體的距離越小，則物體的本影區(qū)越大；光源到物體的距離越大，則物體的本影區(qū)越小。 B、半影: 光源上一部分發(fā)光點(diǎn)能照到,而另一部分發(fā)光點(diǎn)照不到的區(qū)域成為半明半暗的半影。 本影與半影都是光的直線傳播的結(jié)果. 【疑難辯析】 三、日食和月食的形成 1、日食: 發(fā)生日食時(shí)，太陽(yáng)、地球、月球位于同一直線上，且月球在中間，當(dāng)?shù)厍蛏咸幱谠虑虮居皡^(qū)里的人完全看不到太陽(yáng)，這里發(fā)生了日全食，處于月球半影區(qū)的人看到的是日偏食，處于月球偽本影區(qū)的人能看到日環(huán)食. a、在月球的本影區(qū)①里，可看到 （完全看不到太陽(yáng)）； b、在月球的半影區(qū)②里，可看到 （只能看到一部分太陽(yáng)）； c、在月球的半影區(qū)③里，可看到 （只能看到太陽(yáng)的邊緣部分）。 2、月食: 發(fā)生月食時(shí)，太陽(yáng)、月球、地球位于同一直線上，地球在中間，當(dāng)月球全部進(jìn)入地球的的本影區(qū)時(shí)形成月全食，當(dāng)月球有一部份進(jìn)入地球的本影區(qū)時(shí)形成月偏食（不可能出現(xiàn)月環(huán)食）. a、當(dāng)月球處于②③里時(shí)，看不到月食； b、當(dāng)月球一部分處于①里時(shí)，可看到 （只能看到一部分月亮）； c、當(dāng)月球全部處于①里時(shí)，可看到 （完全看不到月亮）。 四、小孔和小縫成像 A、小孔成像是由于光的直線傳播形成的; B、小孔成像與孔的形狀無(wú)關(guān)； C、小孔成像中，像就是光斑； D、小孔成像中像是倒立的實(shí)像； E、小縫可看作無(wú)數(shù)小孔并行排列而成的，小縫成像的規(guī)律與小孔成像的規(guī)律相同，這也說(shuō)明了小孔成像與小孔的形狀無(wú)關(guān)。 小孔成像和日食月食的形成都是光的直線傳播的結(jié)果. 五、光速 1、光速:光的傳播速度. 1)、真空中的光速：各種不同頻率的光在真空中的傳播速度都相同，均為: C＝3.0105km／s＝3.0108m／s。 2)、光在空氣中的速度近似等C＝3.0105km／s＝3.0108m／s。 3)、光在其它介質(zhì)中的速度都小于C,其大小除了與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)外,還與光的頻率有關(guān)(這一點(diǎn)與機(jī)械波不同,機(jī)械波的波速僅由媒質(zhì)的性質(zhì)即密度、彈性和溫度等決定) 2、光年: 1)、定義：光在真空中一年時(shí)間內(nèi)傳播的距離叫做光年. 注意:;光年不是時(shí)間單位,而是長(zhǎng)度單位. 2)、大小:1光年＝ Ct＝3.0108m／s365243600s＝9.461015m. 3、光速的測(cè)定方法簡(jiǎn)介: 1)、伽利略測(cè)量法,未獲成功; 2)、丹麥天文學(xué)家羅默的天文觀測(cè)法; 3)、荷蘭惠更斯在羅默的基礎(chǔ)上第一次測(cè)出C＝2.0108m／s; 4)、1849年斐索旋轉(zhuǎn)齒輪法;1862年傅科旋轉(zhuǎn)棱鏡法; 5)、1879邁克爾孫重做斐索傅科實(shí)驗(yàn),1926年改用旋轉(zhuǎn)棱鏡法. 【典型例析】 【例1】當(dāng)太陽(yáng)位于帳篷正上方，在篷頂有一個(gè)邊長(zhǎng)約0.8mm的正方形小孔，太陽(yáng)光通過(guò)小孔照在篷內(nèi)水平地面上形成的光斑形狀是 （ ） A正方形 B長(zhǎng)方形 C圓形 D橢圓形 【例2】如圖所示,在距豎直墻MN左側(cè)一段距離的A點(diǎn)有一小球,在球的左邊、緊靠小球處有一固定的點(diǎn)光源S.給小球一向右的水平初速度,當(dāng)小球在空中做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),在小球碰墻以前,它在墻上的影子由上而下的運(yùn)動(dòng)是( ) A勻速直線運(yùn)動(dòng) B自由落體運(yùn)動(dòng) C變加速直線運(yùn)動(dòng) D初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a小于重力加速度g 【例3】某人以速度υ在路燈下勻速前進(jìn)，則該人頭部的影子在水平地面 的運(yùn)動(dòng)情況是（ ） (A)勻加速直線運(yùn)動(dòng)； (B)加速度越來(lái)越大的加速運(yùn)動(dòng)； (C)加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng)； (D)勻速直線運(yùn)動(dòng). 【例4】.太空中有時(shí)會(huì)發(fā)生恒星爆炸，產(chǎn)生所謂超新爆炸，此時(shí)會(huì)突然變得比以前亮得多，恒星離我們很遠(yuǎn)，它的光要經(jīng)過(guò)許多年才能到達(dá)地球，因此我們看到的恒星爆炸的光一定是在很多年以前發(fā)生的，從那個(gè)時(shí)候以來(lái)，光一直在向地球傳播著，我們看到的恒星爆炸的光是白光，而不是在不同時(shí)間到達(dá)的各種色光，根據(jù)這一事實(shí)，你的推斷是 。 8.各種色光在真空中傳播速度相同。 【例5】.古希臘地理學(xué)家通過(guò)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)6月21日正午時(shí)刻，在北半球A城陽(yáng)光與鉛直方向成7.5角下射，而在A城正南方，與A城地面距離為L(zhǎng)的B城，陽(yáng)光恰好沿鉛直方向下射。射到地球的太陽(yáng)光可視為平行光如圖所示。據(jù)此他估算出了地球的半徑。試寫出估算地球半徑的表達(dá)式R= 。 解析 本題為xx年上海高考試題 由題可知：θ=7.5變?yōu)榛《戎瓶傻忙? 由于=L=Rθ=，得R= 【例6】．如圖所示是邁克爾遜用轉(zhuǎn)動(dòng)八面鏡法測(cè)光速的實(shí)驗(yàn)示意 圖，圖中S為發(fā)光點(diǎn)，T是望遠(yuǎn)鏡，平面鏡O與凹面鏡B構(gòu)成了反射系統(tǒng)．八面鏡距反射系統(tǒng)的距離為AB＝L（L可長(zhǎng)達(dá)幾十千米），且遠(yuǎn)大于OB以及S和T到八面鏡的距離．現(xiàn)使八面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，并緩慢增大其轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率達(dá)到并可認(rèn)為是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，恰能在望遠(yuǎn)鏡中第一次看見(jiàn)發(fā)光點(diǎn)S，由此邁克爾遜測(cè)出光速c．根據(jù)題中所測(cè)量的物理量得到光速c的表達(dá)式正確的是（ ） A． B．　　 C．　 D． 【例6】．C．由求得． 【基礎(chǔ)訓(xùn)練】 1、下列說(shuō)法正確的是：( ) A、光總是沿直線傳播的； B、光在同一種介質(zhì)中總是沿直線傳播的； C、小孔成像是光的直線傳播形成的；D、光在同一種均勻介質(zhì)中總是沿直線傳播的。 2、當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)轉(zhuǎn)到太陽(yáng)與月球之間時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)月食， 在圖中給出了地球擋住太陽(yáng)時(shí)形成的本影與半影區(qū)，地 球上的人們當(dāng)月球進(jìn)入 2 區(qū)時(shí)可看到月偏食；如果 月球進(jìn)入 1 區(qū)時(shí)，可看到月全食。 3、圖是發(fā)生日食的示意圖，人在哪個(gè)地方能看到日環(huán)食（ ） A、 1處； B、2處； C、3處； 。 4、在一工棚的油毛氈屋頂上有一個(gè)小孔，太陽(yáng)光通過(guò)小 孔后在地面上形成一個(gè)圓形光斑，這一現(xiàn)象表明：( ) A、小孔的形狀一定是圓的； B、太陽(yáng)的形狀是圓的； C、地面上的光斑是太陽(yáng)的像； D、光是沿直線傳播的。 6、無(wú)影燈是由多個(gè)大面積的光源組合而成的，關(guān)于其照明效果，正確的是：( ) A、沒(méi)有影子； B、有本影； C、沒(méi)有本影； D、沒(méi)有半影。 7、下面說(shuō)法中正確的是：( ) A、光源能夠射出無(wú)數(shù)多條光束； B、光線實(shí)際上是不存在的； C、光線是細(xì)光束的抽象說(shuō)法； D、光線是用來(lái)表示光的傳播方向的直線。 8．身高 1.6 m的人以 lm/s的速度沿直線向路燈走去，在某一時(shí)刻，人影長(zhǎng)1.8m，經(jīng)過(guò)時(shí)間2s，影長(zhǎng)變成1.3m，這盞路燈的高度應(yīng)是＿＿＿＿． 9.如圖所示，A是直徑為10cm的發(fā)光球，B是直徑為5cm的遮光圓板，C是光屏，三者中心共軸，AB相距200cm，當(dāng)B的本影在C上消失時(shí)，BC的距離及此時(shí)半影環(huán)的半徑分別是 ( ) A.100cm、10cm B.100cm、20cm C.200cm、20cm D.200cm、10cm