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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:

( 1 )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

( 2 ) 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

( 3 ) 雷射光

太陽

因光的直線傳播性質,光也稱為 。

(5)

 影子的形成

(6)

範例解說

 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)

1. 如圖中的手若向左移動,影子的大小變化? 。

2.[ 回家練習 ] 如圖中的手若不動,將蠟燭向左,影子的大小變化?

範例解說

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)

針孔成像 作圖法

 針孔成像原理:

( 1 )原理:光的 。(□直進 □反射 □折射 □色散)

( 2 )成像作圖:

 由物體發出光線,經過小孔作 ,常至少作二條直線。

 發出光線的交會點,可推知像性質( 正倒立、大小、實虛 ) 直進

直線

針孔 紙屏

C

'

C A

'

A

B B

'

(11)

針孔成像示意圖

上下顛倒 左右相反

將紙面圖案正面順時針(或逆時針)轉 180 度

A

B

C D

' A

' B

' C '

D

' A '

B ' C

' D 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  。(成像規律: 立,必實像)

 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 。

倒立 (上下顛倒、左右相反)

實像

大、小、相等皆可能 相似(對應邊成比例)

變大

(13)

針孔成像性質

 針孔成像性質

( 2 )討論:

 當光屏與蠟燭距離不變時,針孔靠近光屏時,

像的大小 。

 針孔愈小,光愈集中,像愈 ,亮度 ,反之愈模 糊、

愈亮。

 針孔孔徑過大時,只能看見 ,而無法看見成 像。

 小孔若有二個,就會有 個像,類推之。

變小

2

清晰 較暗

ㄧ圈亮區

(14)

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

(15)

 物與像大小關係

【延伸學 習】

(16)

物與像大小關係

 物與像大小關係:

 物、像分別屬於二側三角形之邊長。

(17)

物與像大小關係

 物與像大小關係:

 二側之三角形 :

 二個三角形 邊長成比例(計算,請參見範例解說)

 有大高的三角形,有大邊。 (大高、大邊)

a 當 X > Y 時,蠟燭的大小 像的大小。(填:>、=、

<)

b 當 X = Y 時,蠟燭的大小 像的大小。(填:>、=、

<)

c 當 X < Y 時,蠟燭的大小 像的大小。(填:>、=、

<)

相似 對應

X   Y

物距 像距 物高

cm 像高

X Y cm

(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

30 萬

緊密

 真空  空氣>液體

(水)

>固體

(玻璃)

s m s

Km

c  3  10

5

 3  10

8

t V X

c  

 時間

光速 距離 距離  光速時間 X  Vt

(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

10

13

長度

3x10

5

x(24x60x60)x365 10

13

(媒體: 1

, 23” )

 

Km

m

13

12 5

10

K 10

9.4608

365 60

60 24

10 3

1

光年

(22)

範例解說

1. 阿華做針孔成像的實驗,如圖所示,則:

 若蠟燭與針孔相距 15 公分,針孔與紙屏相距 30 公分,若燭火含燭身 高度為 8 公分,則:紙屏上的燭火含燭身像的高度為 公 分。

(媒體: 1 , 2

對應邊成比例

高 15 cm  30 cm 高 變 2 倍

邊 8 cm  16 cm 邊 變 2 倍

16

(23)

範例解說

1. 阿華做針孔成像的實驗,如圖所示,則:

( )阿華所做的針孔成像實驗,則在紙屏上的成像應為何者?E

上下顛倒,左右相反 正轉 180 度

(24)

範例解說

1. 阿華做針孔成像的實驗,如圖所示,則:

( )若阿華在杯底鑽的小孔是一個三角形,如右圖,則在紙屏上 的成像應為何者?

E

成像與孔形狀無關

(25)

範例解說

1. 阿華做針孔成像的實驗,如圖所示,則:

 若蠟燭距針孔越遠時,成像大小的變化如何?越 。

 是非題:

 ( )若再刺兩個針孔,則會共出現三個像。

 ( )針孔越大,成像越清晰。

 ( )紙屏上的像與原物相比,必為倒立。

 ( )成像必為虛像。

倒,必實

(26)

範例解說

1. 阿華做針孔成像的實驗,如圖所示,則:

 若針孔向右移動 5 公分時,燭與屏不動,則:

 燭火含燭身像的高度為 公分。

 此時蠟燭及像的高度比為 。

對應邊成比例

高 20 cm  25 cm 高 變 25/20 倍

邊 8 cm  10 cm 邊 變 25/20

10

4 : 5

cm

20

25 cm

4 10 8 5

20

8  25   

5 4 10 8  像 

(27)

2. 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” )

(28)

範例解說

3. 台北與高雄距離 300 公里,光速 秒可抵達。

4. 太陽光 500 秒可達地球,二者距離 公里。

5. 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。

0.001

1.5 X108

2.92 X105

V s

t X 10 0.001

10 3

10 3

10 3

300 3

5 2

5  

 

 

Km Vt

X

8 5

3 5

5 500 1500 10 1.5 10 10 1.5 10

10

3        

km s t

V X 5

5

10 92

. 3 2

. 1

10 8

.

3   

X t

t X

X V t

(29)

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

(30)

課程結束

參考文獻

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