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 光直進的證據 光直進的證據

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Academic year: 2022

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全文

(1)

課程名稱:光的傳播 課程名稱:光的傳播

編授教師:

中興國中 楊秉鈞

(2)

 光直進的證據

(3)

光直進的證據

 光直進的證據:

 影子

 陽光下的柵欄  皮影戲  日蝕與月蝕

 日晷(計時器)  影子的形狀

(4)

光直進的證據

 光直進的證據 

因光的直線傳播性質,光也稱為 。

 針孔成像

 針孔成像實驗

光線

(媒體: 1, 39” )

 樹蔭下的小圓點( 的像)

針孔成像

樹蔭下太陽的像

樹蔭下日蝕時 太陽的像

 雷射光

太陽

(5)

 影子的形成

(6)

影子的形成

 影子的形成:

( 1 )點光源的光線以 方式向外做直線傳播 (比較:太陽光源為 光)

( 2 )當光遇不透明的障礙物時,會在障礙物的 形成陰影 稱為 。

 影子的大小可由點光源向障礙物四周端點作 推求。

 影子的形狀與障礙物的形狀有 關係。

放射狀 平行

異側 影子

射線 相似形

(7)

影子的形成

 影子的形成:

實例說明:

 圖中手若向左移動,影子的大小變化? 。

 手若不動,將蠟燭向左,影子的大小變化? 。 變大

變小

(8)

 針孔成像

(9)

針孔成像實驗程序

 實驗程序:

( 1 )紙杯口貼 紙,杯底中央 。 ( 2 )將杯底小孔對著前方點燃之蠟燭

( 3 )觀察:在 上看到 。

描圖 刺一小孔

描圖紙 一支燃燒中的倒立蠟燭

蠟燭 蠟燭的像

(孔的形狀 無關 )

(媒體: 1, 2’54” ; 2

, 2”36” )

(10)

針孔 紙屏

針孔成像原理

 針孔成像原理:

 成像作圖:由物體各端點位置,經過小孔作 數條。

再把各像點連線,可推知像之性質

( 像之性質:正倒立、放大或相等或縮小的像… . ) 光的直進

直線

C

'

C A

'

A

B B

'

 實像: 是作圖法中光實際光線的交點  眼睛可見、能成像在紙屏上

 實像: 是作圖法中光實際光線的交點  眼睛可見、能成像在紙屏上

 針孔成像之像:

 必 倒 立:

上下顛倒、左右相反

 必 實 像

 大、小、相等皆可能

(11)

針孔成像示意圖

A

B

C D

' A

' B

' C '

D

' A '

B ' C

'

上下顛倒 左右相反

D

將紙面圖案正面順時針(或逆時針)轉 180 度

A

B

C

D

(12)

針孔成像性質

 針孔成像性質

( 1 )像之性質:

 正倒立  。  像實虛  。

 像的形狀  。  像的大小  。 ( 2 )討論:

 當光屏與孔距離不變時,蠟燭靠近針孔時,像的大小 。 蠟燭遠離針孔時,像的大小 。

 當光屏與蠟燭距離不變時,針孔靠近光屏時,像的大小 。

針孔遠離光屏時,像的大小 。

 針孔愈小,光愈集中,像愈 ,亮度 。  針孔愈大,光愈分散,像愈 ,亮度 。  小孔若有二個,就會有 個像,類推之。

 針孔孔徑過大時,只能看見 ,則無法看見成像。

倒立 (上下顛倒、左右相反)

實像

大、小、相等皆可能

變大 變小

變小 變大

2

清晰 較暗

模糊 較亮

相似(對應邊成比例)

ㄧ圈亮區

 

原光路 後光路

 原光路

後光路

(13)

實例說明

 針孔成像性質:

( 3 )實例說明:針孔成像都採用小孔觀察,假使把小孔改成以下 三種情況,其像之差異?

亮度提高,像更模糊 成二個像 像不變

(14)

 相似形

的對應邊關係

(15)

相似形的對應邊關係

 相似形的對應邊關係:

( 1 )桿影、探照燈影:ABC 與 DEF 相似  對應邊長成比例 A

B C

D

E F

EF n BC

DE

AB  

A

B C

D

E F

EF m BC

DE

AB  

(高對高、底對底、斜邊對斜邊)

(16)

相似形的對應邊關係

 相似形的對應邊關係:

( 2 )針孔成像:

X Y G

FH AB

ED     

 物距

像距 物高

像高 n C

A

B

C

D E

G F H

(17)

相似形的對應邊關係

 相似形的對應邊關係:

( 2 )針孔成像:

 當 X > Y 時,蠟燭的大小 像的大小。(填:>、=、<)

 當 X = Y 時,蠟燭的大小 像的大小。(填:>、=、

<)

 當 X < Y 時,蠟燭的大小 像的大小。(填:>、=、

<)

X   Y

物距 像距 物高

像高 三角形大,邊長大

大 等 小 小 等 大

(18)

 光速有多快

(19)

 光速有多快:

1. 光在不同介質中的傳播速率(光速):

( 1 )光不用藉介質而傳播,光速為每秒傳播 公里

( 2 )光速傳播視同等速運動

( 3 )光在不同介質中的傳播速率:介質愈 ,光速愈慢

光在不同介質中的傳播速率

s m s

Km

c  3  10

5

 3  10

8

30 萬

t V X

c  

 時間

光速 距離 距離 光速時間 X  Vt

緊密

 真空  空氣>液體

(水)

>固體

(玻璃)

(20)

 光速有多快:

1. 光在不同介質中的傳播速率(光速):

( 3 )光在不同介質中的傳播速率:介質愈 ,光速愈慢

光在不同介質中的傳播速率

緊密

 真空  空氣>液體

(水)

>固體

(玻璃)

(21)

 光速有多快:

( 4 )光年,是 走一年所的距離,屬於 單位,

相當於 公里。

 1 光年= 公里 ≒ 公里。

光年是長度單位

 

Km

m

13

12 5

10

K 10

9.4608

365 60

60 24

10 3

1

光年

10

13

長度

3x10

5

x(24x60x60)x365 10

13

(媒體: 1

, 23” )

(22)

範例解說

1. 如圖為其針孔成像的實驗裝置,如左下圖, 回答下列問題:

( 1 )紙屏上的成像圖案為下列何者? 。

( A ( B

( C

( D

B

( 2 )針孔移近燭火時,燭火的像如何變化? 。 (A) 變大  (B) 變小  (C) 不變  (D) 不一定。

( 3 )針孔移近紙屏時,燭火的像如何變化? 。   (A) 變大  (B) 變小  (C) 不變  (D) 不一定。

( 4 )若蠟燭長度為 2 cm ,則成像長度為? 。   (A) 2 cm (B) 4 cm   (C) 8 cm   (D) 16 cm

A B 2cm

cm x

or x

4 2 20

10

B 

 正轉 180 度 ( 上下顛倒、左右相反

)

正轉 180°

X 大

大 小

倍 2

 

倍 2

(媒體: 1 , 2

(23)

2. ( )如附圖所示,小治站在聚光燈的前面,經過光線照射,

在牆壁上形成明顯的影子,燈距離小治 2 公尺,而小 治

距離牆壁 3 公尺,假設小治的高度為 150 公分,那麼 影

子高度可能為何?

  (A) 375 公分  (B) 400 公分  (C) 380 公分  (D) 240 公分

範例解說

150 cm

X cm

2 m

5 m

cm x

x or

375 150 500

200

A

倍 5 . 2

倍 5 . 2

cm 375 5

. 2

150  

(24)

3. 水平面上立三根竹桿,長度相同如圖所示,若甲、乙相距 2 m , 乙、丙相距 4 m ,則回答下列問題:

( 1 )( )陽光從右上方約距離丙 5m 處照來,如圖(一),

桿影的長度大小順序?

( 2 )( )燈光在右上方約距離丙 5m 處照來,如圖(二) , 則

桿影的長度大小順序?

 ( A )甲=乙=丙 ( B )甲>乙>丙  ( C )丙>乙>甲 ( D )甲>丙>乙。

範例解說

圖(一) 圖(二)

太陽光  平行光 A

點光源  放射光 B

(媒體: 1

, 15” )

(25)

範例解說

4. 台北與高雄距離 300 公里,光速 秒可抵達。

5. 太陽光 500 秒可達地球,二者距離 公里。

6. 若地球與月球相距 38 萬公里,若光由地球傳播到月球需時 1.3 秒 則光的傳播速率每秒 公里。

V s

t X 10 0.001

10 3

10 3

10 3

300 3

5 2

5  

 

 

0.001

Km Vt

X

8 5

3 5

5 500 1500 10 1.5 10 10 1.5 10

10

3        

1.5 X108

km s t

V X 5

5

10 92

. 3 2

. 1

10 8

.

3   

2.92 X105

X t

t X

X V t

(26)

GIF 動畫檔 資源來源

1. 簡報第 2 、 4 頁:演唱會雷射光 Tenor Tenor2 2. 簡報第 3 頁:日晷 Gifmania

3. 簡報第 3 頁:皮影戲 搜狐 活動行 4. 簡報第 8 頁:針孔成像 良倉

5. 簡報第 18 頁:星際 Giphy

(27)

課程結束

參考文獻

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