§19~1 光的直线传播.doc

光 学 简 介 我们无法想象一个没有光明的世界，光使我们认识周边的事物，提供了人类直接感知信息的90%。 除了感知周边的事物，人们很早就对宇宙天体进行光学观测，逐渐形成了科学的世界观。正是有了精确的天文观测，才有了开普勒三定律，才有牛顿万有引力定律的诞生，为经典物理大厦的建立打下了坚实的基础。 人们不仅对光的传播规律进行研究和应用，到十七世纪，科学家们还开始对光的本性进行深层次的思考，这方面的研究到二十世纪取得了丰硕的成果。光的波粒二象性学说为人们认识整个世界提供了一个更完美的视角。而对于光谱的研究则是人们深入探索微观世界的契机。 正因为对光的研究有着两个鲜明的阶段，取得的成就也有着相对独立的界线，所以我们把光学分为两大类。一是几何光学，二是物理光学。前者研究光的传播规律，就是本章的《光的传播》，后者研究光的本质属性，即下一章的《光的波动性》。 第十九章 光的传播 研究光的传播规律，主要是依据一些基本的光学现象，总结出相关规律，然后对这些规律进行一些应用。在中学阶段，主要的精力放在前一块，即规律的总结，而对应用则进行了相对淡化，突出体现在（相对往届）删减了透镜和光学仪器部分。这样，教材的整体难度也就降低了。 本章可以分为两个单元，第一节为第一单元，讲光的直线传播规律；后三节为第二单元，讲光的折射知识和应用。 虽然本章的知识难度不是很大，分量也不多，但在大型考试中，还是占有一定的分值。而且，本章的知识和实际联系比较紧密，也对后一章、乃至原子物理有一定的铺垫作用。 §19~1 光的直线传播 【教学目的】 1、知道光在同种均匀介质中沿直线传播，并能用来解释相关现象 2、理解光源的概念，知道光线是表示光的传播方向的直线，是一个抽象模型 3、知道光在真空中的传播速度是3×108m/s，会根据公式计算光传播的路程和时间 【教学重点】 光的直线传播，光在真空中的传播速度 【教学难点】 利用光的直线传播原理解释一些光学现象 【教学过程】 ○、引入 我们学习光学，有必要从一些最基本的概念和规律开始—— 一、光源 宇宙间的物体，有的是发光的，有的是不发光的。我们把能自行发光的物体叫做—— 光源：能自行发光的物体。 请大家注意构成这个概念的字眼，关键词是什么？ ☆学生：自行。 那么，我们下面看这样一些物体，（宇宙空间）太阳、月亮星星；（周边事物）萤火虫、（通电的）灯泡、反光镜，哪些是光源，哪些不是？ ★学生：交流、作答（太阳、萤火虫、电灯泡）。 光源之所以自行发光，是因为消耗了其它形式的能，进而将它们转化成了光能。请大家分析一下上面提到的三个光源的能量转化情况… ☆学生：萤火虫——生物能→光能；电灯泡——电能→光能；（教师补充：对于太阳的能量转化，情形要复杂一些，我们会在第二十二章学习到。它完成的是原子能到光能的转化。） 世界上有多种多样的光源，我们有必要对它们进行分类，但正如力的分类有几种不同的体系一样，光源的分类方式也不是唯一的。 如果我们按照光源的形成分类，可以分为自然光源和人造光源。 如果按照光源的形状，可以分为点光源、线光源、面光源等。 如果按照光照的方向特点，可以出现平行光源、发散光源等。 我们能看到光源，是因为它发出的光射入眼睛，产生了视觉反映。我们能看到不发光的物体，是因为光源发出的光能够被它们发射，而反射光进入眼睛产生了视觉。 二、光的直线传播 光线 光的直线传播规律是我们比较好接受的。但作为一个严谨的科学结论，人们发现，直线传播的规律也是有条件的。所以，我们有必要先接触一个名词—— 介质：光能够在其中传播的物质。 我们遇到的一些物质中，有些是透明的，有些则不透明。可以这样看，透明物质就是光介质。 人们研究发现，光只有在同种、均匀的介质中才是直线传播的。 1、光在同种、均匀介质中是直线转播的。 光的传播知识在初中我们已经知道了一些，请大家告诉我，为什么要强调“同种”？ ☆学生：光越过不同介质要发生折射现象。 为什么还要强调“均匀”呢？——请大家快速浏览以下教材P15《蒙气差》、《海市蜃楼》。 ☆学生：快速浏览… 为了直观地表征光的直线传播规律，人们还引进了光线的概念—— 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，叫~。 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