第三章第三章 光现象光现象节日的夜晚，随着礼花炮声的阵阵轰鸣，节日的夜晚，随着礼花炮声的阵阵轰鸣，空中的礼花上下飞舞，色彩斑斓，千姿百空中的礼花上下飞舞，色彩斑斓，千姿百态，有的似蛟龙狂舞，有的如天女散花，态，有的似蛟龙狂舞，有的如天女散花，它们争着、抢着向人们展示自己美丽、漂它们争着、抢着向人们展示自己美丽、漂亮的身影；街道两旁、楼房周围的彩灯将亮的身影；街道两旁、楼房周围的彩灯将地面映得通红。整个城市被这姹紫嫣红、地面映得通红。整个城市被这姹紫嫣红、五颜六色的礼花、灯光装点成了光的世界。五颜六色的礼花、灯光装点成了光的世界。 光把城市打扮得如此美丽，如此动人，令光把城市打扮得如此美丽，如此动人，令人心旷神怡。对人类来说，光的意义远不人心旷神怡。对人类来说，光的意义远不止这些。那么，光现象有什么规律，它是止这些。那么，光现象有什么规律，它是如何为人类服务，人类怎样才能更好地利如何为人类服务，人类怎样才能更好地利用它呢用它呢? ?相信你学过相信你学过“色彩斑斓的光现象色彩斑斓的光现象”后，一定会有更深的体会。后，一定会有更深的体会。 学过本章以后，你会明白以下问题。学过本章以后，你会明白以下问题。一、光的传播一、光的传播 光是怎样传播的光是怎样传播的? ?光的速度有多快光的速度有多快? ?二、光的反射二、光的反射 光在反射时有什么规律光在反射时有什么规律? ?三、平面镜成像三、平面镜成像 平面镜成像有什么规律平面镜成像有什么规律? ?什么是虚像什么是虚像? ?四、光的折射四、光的折射 光在什么情况下发生折射光在什么情况下发生折射? ?折射有什折射有什么规律么规律? ?五、物体的颜色五、物体的颜色 什么是色光三原色什么是色光三原色? ?在太阳光下，物在太阳光下，物体为什么呈现各种颜色体为什么呈现各种颜色? ?六、看不见的光六、看不见的光 什么是红外线什么是红外线? ?什么是紫外线什么是紫外线? ?生活生活中什么地方用到了红外线、紫外线中什么地方用到了红外线、紫外线? ?第一节光的传播第一节光的传播光的传播光的传播太太阳阳、电电灯灯等等物物体体能能够够发发光光，这这些些物物体体叫叫做做光光源源。夜夜晚晚，我我们们可可以以看看到到闪闪烁烁的的星星光光，这这些些星星星星多多数数是是恒恒星星。宇宇宙宙中中的的恒恒星星都都能能够发光。够发光。光的传播光的传播光的传播光的传播许许多多动动物物也也可可以以发发光光。夏夏天天的的夜夜晚晚，常常有有淡淡淡淡的的绿绿光光在在草草丛丛中中闪闪烁烁，这这是是荧荧为为虫虫在在发发光光。有有些些海海洋洋生生物物也也能能发发光光。在在大大海海深深处处，灯灯笼笼鱼鱼、斧斧头头鱼鱼、水水母母等等发发出出的的光光，使幽深的海底世界显得更加神秘。使幽深的海底世界显得更加神秘。 光是如何传播的光是如何传播的 打开电灯，我们就可以看见它的光，这打开电灯，我们就可以看见它的光，这是由于从灯泡发出的光到达了我们的眼睛。是由于从灯泡发出的光到达了我们的眼睛。那么，光的传播有什么特点那么，光的传播有什么特点? ?光是如何传播的光是如何传播的 演示演示 光是怎样传播的光是怎样传播的1 1在暗室里，将一束光射到空气中，观在暗室里，将一束光射到空气中，观察光在空气中的传播径迹。察光在空气中的传播径迹。2 2在暗室里，将一束光射到水中，观察在暗室里，将一束光射到水中，观察光在水中的传播径迹。光在水中的传播径迹。光是如何传播的光是如何传播的 由于光沿直线传播，在开凿大山隧道时，由于光沿直线传播，在开凿大山隧道时，工程师们常常用激光束引导掘进机，使掘工程师们常常用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。光是如何传播的光是如何传播的 为了表示光的传播情况，我们通常用一为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向。条带有箭头的直线表示光的径迹和方向。这样的直线叫光线这样的直线叫光线(1ight ray)(1ight ray)。光是如何传播的光是如何传播的 给一个空罐的底部中央打一个小孔，再用给一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，如一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，如图图3.153.15甲所示，这就是一个小孔甲所示，这就是一个小孔“照相照相机机”。光是如何传播的光是如何传播的 将小孔对着发光的物体，我们可以看到发将小孔对着发光的物体，我们可以看到发光体在薄膜上呈现的像。你能在图光体在薄膜上呈现的像。你能在图3 3115 5乙中以棋子为例画出小孔成像现象中光乙中以棋子为例画出小孔成像现象中光行进的径迹吗行进的径迹吗? ?试试看！试试看！光的传播速度光的传播速度 打雷时，雷声和闪电在同时同地发生，但打雷时，雷声和闪电在同时同地发生，但是我们总是先看到闪电后听见雷声。这表是我们总是先看到闪电后听见雷声。这表明，光的传播速度比声音快。明，光的传播速度比声音快。 光的传播速度光的传播速度 真空中的光速是宇宙间最快的速度，在物真空中的光速是宇宙间最快的速度，在物理学中用字母理学中用字母C C表示。光在真空中表示。光在真空中1s1s能传能传播播299792000 m299792000 m，也就是说，真空中的光，也就是说，真空中的光速为速为 C=2.9979210C=2.99792108 8 m ms s光的传播速度光的传播速度 光在其他各种介质中的速度都比在真空中光在其他各种介质中的速度都比在真空中的小。空气中的光速大约为的小。空气中的光速大约为2.99792102.99792108 8 m ms s 在我们的计算中，真空或空气中的在我们的计算中，真空或空气中的光速取为光速取为 C=310C=3108 8 m ms s 光的传播速度光的传播速度 光光在在水水中中的的速速度度比比真真空空中中小小很很多多，约约为为真真空中光速的空中光速的3/43/4；光光在在玻玻璃璃中中的的速速度度比比在在真真空空中中小小得得更更多多，约为真空中光速的约为真空中光速的2/32/3。科学世界科学世界 我们看到了古老的光我们看到了古老的光 同学们都听爷爷奶奶讲过同学们都听爷爷奶奶讲过牛郎织女牛郎织女的神话故事吧。王母娘娘拆散了牛郎和的神话故事吧。王母娘娘拆散了牛郎和织女的幸福家庭，他们化作天上的两颗星，织女的幸福家庭，他们化作天上的两颗星，只能在每年农历七月初七渡过银河相会一只能在每年农历七月初七渡过银河相会一次。这个故事表达了我们祖先反抗封建礼次。这个故事表达了我们祖先反抗封建礼教，追求幸福生活的美好愿望。教，追求幸福生活的美好愿望。科学世界科学世界 我们看到了古老的光我们看到了古老的光但是，神话终归是神话。你知道天上的牛但是，神话终归是神话。你知道天上的牛郎星和织女星相距有多远吗郎星和织女星相距有多远吗? ?这两颗星都这两颗星都是银河系中的恒星，它们之间的距离如果是银河系中的恒星，它们之间的距离如果用千米作单位表示，那可真是个用千米作单位表示，那可真是个“天文数天文数字字”，大得不得了。如果以宇宙中最快的，大得不得了。如果以宇宙中最快的速度速度光速飞行，从牛郎星飞到织女星光速飞行，从牛郎星飞到织女星也要也要1616年年! !要想每年相会一次，那是不可要想每年相会一次，那是不可能的。能的。科学世界科学世界 我们看到了古老的光我们看到了古老的光宇宙中恒星间的距离都非常大，为了表达宇宙中恒星间的距离都非常大，为了表达起来方便一些，天文学家使用一个非常大起来方便一些，天文学家使用一个非常大的距离单位的距离单位光年，它等于光在光年，它等于光在1 1年内年内传播的距离。这样说来，牛郎星和织女星传播的距离。这样说来，牛郎星和织女星的距离就是的距离就是1616光年。光年。科学世界科学世界 我们看到了古老的光我们看到了古老的光离太阳系最近的恒星是半人马座的离太阳系最近的恒星是半人马座的“比邻比邻星星”( (只能在南半球看到只能在南半球看到) )，距我们，距我们4.34.3光光年，也就是说，我们现在观测到的比邻星年，也就是说，我们现在观测到的比邻星的光，是的光，是4.34.3年前发出的，经过了四年多年前发出的，经过了四年多的飞行，才到达我们的眼睛。想一想，那的飞行，才到达我们的眼睛。想一想，那时候你正在上几年级时候你正在上几年级? ?很有趣吧很有趣吧! ! 科学世界科学世界 我们看到了古老的光我们看到了古老的光银河系是超过银河系是超过10001000亿颗恒星组成的星系。亿颗恒星组成的星系。在银河系之外，离我们最近的星系是大、在银河系之外，离我们最近的星系是大、小麦哲伦云小麦哲伦云( (很遗憾，也只能在南半球看很遗憾，也只能在南半球看到到) )，它们距离我们，它们距离我们l6l6万万l9l9万光年。想万光年。想一想，我们今天看到的麦哲伦云的光，是一想，我们今天看到的麦哲伦云的光，是它们什么时候发出的它们什么时候发出的? ?那时候人类在进化那时候人类在进化过程中正处于哪个阶段过程中正处于哪个阶段? ? 科学世界科学世界 我们看到了古老的光我们看到了古老的光秋天的夜晚可以在东北方向的天空找到一秋天的夜晚可以在东北方向的天空找到一个亮斑，看起来像个纺锤，那就是仙女座个亮斑，看起来像个纺锤，那就是仙女座大星云。它是北半球惟一可用肉眼看到的大星云。它是北半球惟一可用肉眼看到的银河外星系，与我们的距离是银河外星系，与我们的距离是225225万光年。万光年。科学世界科学世界 我们看到了古老的光我们看到了古老的光目前人类观测到的最远天体，距离我们有目前人类观测到的最远天体，距离我们有140140多亿光年，我们看到的是多亿光年，我们看到的是140140多亿年前多亿年前发出的光。那时候是宇宙诞生的初期，地发出的光。那时候是宇宙诞生的初期，地球还没有出现。球还没有出现。科学世界科学世界 我们看到了古老的光我们看到了古老的光光光宇宙的使者，它不仅告诉我们宇宙宇宙的使者，它不仅告诉我们宇宙的现在，而且正在告诉我们遥远的过去。的现在，而且正在告诉我们遥远的过去。