志鸿全优设计2013-2014学年八年级物理上册 第四章 光现象 第1节讲解与例题（新版）新人教版

第1节 光的直线传播

1．知道光源的概念，会判断哪些物体是光源，哪些物体不是光源； 2．知道光的传播特点，知道光在同种均匀的介质中是沿着直线传播的； 3．记住光在真空中的传播速度，会根据光的传播速度进行有关的简单计算； 4．会根据光的直线传播解释生活中的有关现象。

1．光源

（1）光源：我们身边的物体，有些能够发光，有些不能发光。其中，能够自身发光的物体叫光源。

例如：太阳、发光的电灯、飞舞的萤火虫、点燃的蜡烛都是光源。很多海洋动物也能在黑暗的海底发出光来，它们都是靠自身发出来的光，也属于光源。

月亮和一些行星及平面镜只能反射光，它们都不是光源。

（2）光源可分为两类：

①按产生的原因分为自然光源和人造光源。太阳、星星、水母、萤火虫等，都是自然光源，而电灯、蜡烛等则是人造光源。

②按光束的形状分为点光源和平行光源。我们把一个点向各个方向发射光的光源叫点光源（如电灯发出的光）；把射出的是一束平行光的光源叫平行光源（如手电筒射出的光）。

判断物体是不是光源，首先要搞清楚发光的本质，是靠反射还是自己本身能

够发光？只有自身发光的物体才是光源。

【例1】试判断下列哪一组都是光源（ ）。 A．电池和萤火虫 B．电池和烛焰 C．萤火虫和月亮 D．萤火虫和烛焰

解析：光源是指自身能够发光的物体。萤火虫是一种能在尾部发光的小飞虫，是自然光源；烛焰是人造光源；月亮虽然看上去亮，但它和地球一样自身不发光，不是光源；电池是供电的装置，但本身不发光，所以不属于光源。

答案：D

2．光的直线传播

（1）光在同种、均匀介质中是沿直线传播的。如光在空气中、水中、玻璃中的传播路径是直线。

（2）光线：由于光的传播路径是直的，我们可以沿光的传播路径画一条直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向。这种表示光的传播方向的直线叫做光线。

（3）介质：光能够在其中传播的物质叫做介质。太阳光能够传播到地球上，说明光可以在真空中传播，不需要介质。

光沿直线传播是有条件的：只有在同种均匀的介质中，光才是沿直线传播的。

如在电影院中可以看到放映机射向银幕的光束是直的。但如果介质不均匀，光线也会发生弯

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曲。例如地球周围的大气就是不均匀的，离地面越高，空气越稀薄，从大气层外射到地面上的光线就会发生弯曲。如图。

太阳光在大气中的传播路径是弯曲的

【例2－1】关于光的直线传播，下列几种说法中正确的是（ ）。 A．光只有在真空中才能沿直线传播

B．光在同种均匀的介质中是沿直线传播的 C．光在同种介质中沿直线传播

D．光在任何条件下都是沿直线传播的 解析： A × 光在同一种均匀的介质中能沿直线传播 B √ C × 光在同一种不均匀的介质中也不是沿直线传播的，如光穿越大气× 层时，由于大气不均匀，光在传播过程中会发生弯曲 D 答案：B 【例2－2】下列现象中，不能用光的直线传播来解释的是（ ）。 A．“一叶障目，不见泰山”

B．太阳光穿过大气层射向地面过程中发生弯曲

C．检查一块木头是否直，可闭上一只眼睛，用另一只眼睛沿棱的长度方向看过去 D．日食、月食的形成

解析：只有在同一种均匀介质中传播时，光才沿直线传播，而大气层并不均匀，靠近地球表面的大气层密度较大，越往高空越稀薄，因此光的传播过程中会发生弯折。早晨，当太阳还在地平线以下时，我们就看见了它。所以选项B中的现象不是光的直线传播现象。

答案：B

3．光的直线传播的应用 （1）影子的形成

光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面光不能到达的区域便产生“影”。例如手影游戏是很好的例证。如图所示。

（2）日食、月食的成因 当月球转到地球和太阳之间，并且在同一直线上时，月球挡住了太阳射向地球的太阳光，由于光的直线传播，在地球的阴影区位置就发生了日食，如图甲所示。

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当地球转到月球和太阳之间，并且在同一直线上时，地球挡住了太阳射向月球的太阳光，由于光的直线传播，在阴影部分的月球则不能反射太阳光，这就形成了月食，如图乙所示。

（3）小孔成像

烛焰上部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了下部；下部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了上部，如图所示，就形成了小孔成像。如密林中地上的圆斑就是太阳经树叶缝隙所成的像。

小孔成像成的是一个倒立的实像，像的大小与物距和像距的相对长短有关：当物距大于像距时，像是缩小的；当物距等于像距时，像物等大；当物距小于像距时，像是放大的。

【例3】如图所示，小孔前有一物体AB，请画出AB经过小孔成像的光路图，并在光屏MN上标出AB所成的像。

解析：在光学作图中，一般规律是从物体的两端找出有代表的两个端点，分别作出两端点的像后，再作出整个物体的像，这种由点及面的作图方法，在以后的光学作图中经常用到。小孔成像的原理是光的直线传播，根据其原理分别作出A，B的像点，连接像点即可得到物体AB的像。

答案：如图所示

4．光的传播速度

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（1）真空中的光速是宇宙间最快的速度，在物理学中用字母c表示：c＝3.0×10 m/s。

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（2）光在空气中的速度十分接近c，光在水中的速度约为c，在玻璃中的光速约为c。

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光线从地球到月球仅需1.2 s，太阳发出来的光到达地球需要8 min。如果一个飞人以光速绕地球运行，在1 s的时间内，能够绕地球运行7.5圈。

人们常用“天文数字”来形容特别大的数量。这是因为在度量天文距离时，数字常常很大，若用米作单位，要写上满满一张纸。在这种情况下，天文学家确定了“光年”这个天文

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学的长度计量单位。1光年表示光在1年时间中所走的路程，1光年＝9.460 8×10 m。

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光在真空中的传播速度是3×10 m/s，应作为常识记住，光在其他透明介质

中的传播速度都比光在真空中的传播速度小。

【例4】浩繁的星空，天体之间相距遥远。例如，地球到太阳的平均距离为1个天文单

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位（AU）,1 AU＝1.496×10 m，若不考虑地球大气层等因素对太阳光传播过程的影响，那么，太阳光可以看成是沿________方向传播到地球的，你每天接受到的太阳光大约是______ s前从太阳上发出的。

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解析：光在同种均匀介质中是沿直线传播的，光在空气中的传播速度为3×10 m/s，故

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s1.496×10 m

太阳光从太阳发出传播到地球上需用的时间t＝＝＝498.67 s，即我们每天8

v3×10 m/s

接受到的太阳光大约是498.67 s前从太阳上发出的。

答案：直线 498.67

5．小孔成像与物体成的影子的对比 （1）原理：光的直线传播。 （2）光路图：

小孔成像

影子的形成 【例5】在一大张纸上剪一个三角形的孔，在阳光下举起，让太阳光垂直透过三角形孔，在地面上形成了一个光斑，这个光斑是（ ）。

A．三角形的，是太阳的影子 B．圆形的，是太阳的实像 C．三角形的，是太阳的实像 D．圆形的，是太阳的影子

解析：小孔成像形成的像的形状与物体形状相同，与孔的形状无关，小孔成像成的是实像。“像”都是由实际光线或光线的反向延长线会聚而成的，而“影”是指光照不到的区域形成的阴影，“影”和“像”是不同的。

答案：B 6．光、声的传播比较

（1）光的传播不需要介质，能在真空中传播；声的传播需要介质，真空不能传声。 （2）一般来说，介质的密度越小，光速越大，而声速越小。

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（3）光速比声速大得多。 【例6】下列比较“光现象”和“声现象”的叙述中，正确的是（ ）。 A．光和声音在液体介质中的传播速度都比在空气中的传播速度快 B．光和声音在一切物质中都可以传播出去

C．光和声音在真空中传播的速度比在其他物质中要快 D．光能在真空中传播，而声音不能在真空中传播

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解析：光在真空中传播最快，约为3.0×10 m/s，光在气体、液体介质中的传播速度依

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次减慢，且光只能在透明介质中传播；声音传播依靠介质，在空气中传播速度为3.0×10 m/s，真空不能传声，声音在气体、液体介质中的传播速度依次增大。

答案：D

7．光的直线传播的探究

（1）在暗室中，将一束光射到空气中，观察光在空气中的传播径迹（为了能看到光在空气中的传播路径，可以在空气中喷洒空气清新剂或制造一些烟雾）。

（2）用激光笔发出的激光束垂直射入水中或玻璃（在水槽里面铺一张白纸或在水中加少许墨水，如图所示）中，观察激光束在水中或玻璃中的传播路径。（如果用激光器，注意不要让激光照射在眼睛上）

分析：在探究过程中可以观察到光在空气、水和玻璃中的传播路径是一条直线。 总结：光在同一均匀介质中是沿直线传播的。 【例7】网球拍的拍面有若干条经线和纬线，它们组成了一个个正方形的小格。如果光源安装在天花板，球拍在光源的正下方，要使经线和纬线在地面的影呈如下所列的几种形状，应该用什么样的光源？怎样放置球拍？

（1）影为正方形格子，边长放大为原来的两倍。 （2）影为矩形（不是正方形）。

解析：要得到不同的形状，就要根据光的直线传播结合生活经验以及数学知识去分析、判断。

答案：（1）用一个普通灯泡，使球拍平面平行于地面，球拍平面与灯和地面等距。 （2）用一个普通灯泡，使经线（或纬线）与地面平行，纬线（或经线）不与地面平行。

解答该题时最好画出相应的图形或者在头脑中形成一定的图形或图象，结合

数学知识求解。如看不清经线和纬线时就像用了无影灯，这时就拿两条不平行的日光灯来替代无影灯，即可起到无影灯的效果。

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