高中物理解题高手：01 光传播.docVIP

第十九章 光的传播 一、光的直线传播 [重点难点提示] 1.光源 能够自行发光的物体叫光源．其特点是：①光源具有能量；②光源本身进行能量转化，是把其他形式的能转化为光能的装置，光在介质中的传播就是能量的传播． 2.光线 在研究光的传播方向时，常用一条带箭头的直线表示光的传播方向，这种直线称为光线，光线是一种理想化的科学抽象，实际并不存在．实际中即便是一束很细的光束，也有一定的粗细．但引入光线后，就可以借助于几何的方法研究光的传播规律． 3.光的直线传播 光的直线传播条件是：光在同一种均匀介质中沿直线传播．自然界的许多光现象，如影、日食、月食、小孔成像等，都是光沿直线传播产生的． （1）点光源的影： 点光源发出的光照射到不透明的物体上，物体面向光的表面被照明，在背光的后方形成一个光线照不到的黑暗区域，这就是本影。 （2)面光源的本影与半影： 如图所示，光完全照射不到的范围是本影。本影周围还有一个能受到部分光源发出的一部分光照射的区域，即为半影。 发光面越大，本影区越小；当发光面足够大时，本影区可能没有。医院手术室里的无影灯就是根据此原理设计的。 （3）日食和月食的成因 太阳发出的光进入眼睛时，人才能看到太阳． 根据光沿直线传播形成影的原理．分别作出月球位于太阳和地球之间、地球位于太阳和月球之间的光路示意图，如图 在月球的本影区①里．太阳发出的任何光线都被月球挡住了，所以在区域①里可以看到月全食。 在月球的半影区域②里，只有太阳的一部分光线射入，那么，在此区域可以看到太阳的一部分．即看到日偏食． 在月球的伪本影区③里，只有靠近太阳边缘部分的光线射人，所以在区域③可看到日环食． 当月亮进入地球的半影区a和c时，由于仍有部分光射到整个月球，整个月球仍是亮的．只不过比它在影区外稍暗一些，这时在地球上不会看到月食；当月亮的一部分进入地球的本影区b时会看到月偏食：当月球全部进入地球的本影区b时就会看到月全食。 综上，在解日食和月食问题时尤其要抓住以下四点： (1)日食和月食是由于光的直线传播形成的． (2)搞清日、月、地三者之间的位置关系：发生月食时，地球位于日月之间；发生日食时，月球位于日地之间． (3)无论日食还是月食都是在地球上看到的． (4)在地球上不同区域的人，能分别看到日全食和日偏食，或日环食和日偏食，但不能同时分别看到日全食和日环食．另外，由于月球离地球很近，且月球相对较小，所以不能发生月环食． 4．光速 (1)光在真空中的传播速度为3.0×108m/s (2)光在其他介质中的传播速度都小于3.0×108m/s (3)光速的测定—---迈克耳逊旋转棱镜法 [习题分类解析] 类型一 基本概念 下列有关光的陈述中错误的是： A.光总是直线传播的，光在真空中传播的速度最大 B.大孔不能成像，说明光通过大孔不是直线传播的 C.光源发出光线，光线是真实存在的 D.晚上能看到月亮，说明月亮是光源 分析与解答：光在同种均匀介质中是直线传播的，光沿直线传播是有条件的，A错误；光通过大孔不能成像，但能形成影区，仍能说明光是直线传播的，所以B错误；光线是一种抽象的模型，不是实际存在的，所以c错误；晚上能看到月亮是月亮反射的太阳光，月亮不能自行发光，所以月亮不是光源．故以上四个选项都是错误的．答案为：A、B、C、D 变式1 关于光线的概念，下列正确的理解是： A.光线是从光源直接发出的，是客观存在的 B.光线的作用近似于电场线，但前者是具体的，后者是抽象的 C.光线是用来表示光束传播方向的有向直线 D.光线就是光束 分析与解答：光线是为了形象地描述光束而人为引进的有向直线，它可以直观形象地表示光束传播方向和传播路径。而电场线也是人为引进的描述电场强弱与方向的，都是抽象的，实际并不存在。答案为：C 类型二 日食和月食 关于日食和月食，下列说法中正确的是 ： A.在月球的本影区里能看到日全食 B.在月球的半影里能看到日偏食 C.在月球进入地球的半影区时，可看到月偏食 D.在月球全部进入地球的本影区时，可看到月全食 分析与解答：通过光线传播示意图可看到，在月球的本影区①里，太阳任何光线均不可能射入，故在①里可看到日全食．在月球的半影区②里，有部分太阳光线射入到，故在②里可看到日偏食，故A和B选只是正确的． 在月球的半影区③里只有太阳的边缘光线射到，故在③可看到日环食。 由右图可看到，当月球进入地球的半影区a、c时，由于仍有部分光线射到整个月球，整个月球仍是亮的，只不过比在半影区外稍暗一点，故在地球上不会看到月食．只有当月球的一部分进入地球的本影区b时，才看到月偏食，故C错；当月球全部进入