光的直線傳播

“光的直線傳播”是學(xué)習(xí)光的反射定律和光的折射規(guī)律的前提和基礎(chǔ)．所以，必須弄明白“光的直線傳播”這一概念的內(nèi)涵與外延．

一、光沿直線傳播的條件

首先我們應(yīng)清楚地知道光沿直線傳播是有條件的．生活中的許多現(xiàn)象告訴我們光是沿直線傳播的．圖1、圖2是同學(xué)們熟悉的情景，從物理學(xué)的角度看，它們只能說(shuō)明一個(gè)問題：光在空氣中沿直線傳播．

那光在水中、玻璃中又是如何傳播的呢?這可以通過(guò)下面幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究．

實(shí)驗(yàn)一探究光在空氣中的傳播路徑．器材：大雪碧瓶、檀香、火柴、玩具激光筆一支．做法：先用檀香使瓶中充滿煙霧，打開激光筆，射向瓶中．現(xiàn)象：空氣中將會(huì)出現(xiàn)一筆直的紅色光束．結(jié)論：光在空氣這種介質(zhì)中沿直線傳播．

實(shí)驗(yàn)二探究光在水中的傳播路徑．器材：透明的表面光滑的玻璃杯一只、水、牛奶、玩具激光筆一支．做法：在杯中加滿水，滴入幾滴牛奶(水仍清澈透明)，打開激光筆射向水中．現(xiàn)象：水中將會(huì)出現(xiàn)一筆直的紅色光束．結(jié)論：光在水這種介質(zhì)中沿直線傳播．

實(shí)驗(yàn)三探究光在玻璃中的傳播路徑．器材：半圓形玻璃磚一塊、玩具激光筆一支、白紙一張．做法：玻璃磚放在白紙上，打開激光筆，貼著白紙射向玻璃磚．現(xiàn)象：玻璃中出現(xiàn)一筆直的紅色光束．結(jié)論：光在玻璃這種介質(zhì)中沿直線傳播．

實(shí)驗(yàn)四探究光經(jīng)過(guò)梯形玻璃磚時(shí)的傳播路徑．器材、操作方法、現(xiàn)象均如圖3所示。這時(shí)光的傳播路徑已經(jīng)不是一條直線了．這說(shuō)明：光在介質(zhì)中的傳播并不總是沿直線，即光在兩種介質(zhì)中的傳播路徑不一定是直線．

光在玻璃與空氣中的傳播路徑

綜合分析四個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以認(rèn)為光沿直線傳播是有條件的：光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的．

二、對(duì)“光線”概念的理解

因?yàn)楣庠谕环N均勻介質(zhì)中沿直線傳播，為了方便地描述這種傳播路徑與方向，我們用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向．這條直線叫做光線．必須說(shuō)明的是：“光線”是虛擬的。是為了更加直觀、形象地描述光的傳播路徑和方向而引入的．它將光的傳播問題簡(jiǎn)化了，是一種理想化的物理模型．這種處理問題的方法在以后的學(xué)習(xí)中會(huì)經(jīng)常用到。是一種重要的物理方法．

同學(xué)們可能會(huì)問，既然光線是虛擬的．那么我們?cè)趯?shí)際生活和實(shí)驗(yàn)中就應(yīng)該無(wú)法觀測(cè)到光線．但是在上面的四個(gè)實(shí)驗(yàn)里我們卻看到了光在空氣、水、玻璃等介質(zhì)中的光束，為什么說(shuō)它不是光線?這是因?yàn)榭諝庵杏兴F，水中有牛奶，而水霧和牛奶等物質(zhì)對(duì)光具有散射作用，因此我們才看到光的傳播路徑．所以同學(xué)們必須確信：光線并不是真實(shí)存在的．

三、例題解析

例1 為了檢查一塊木板是否筆直．可以閉上一只眼睛．用另一只眼睛沿木板棱長(zhǎng)的方向看過(guò)去．如圖4所示．這是應(yīng)用了什么原理7

解答這里利用了光沿直線傳播的原理．由于光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播，如果木板有彎曲，凸起的部分就會(huì)擋住前端的光線，便看不到木板的前端了．

例2 下列說(shuō)法不正確的是( )．

A 光并不總是沿直線傳播的

B 風(fēng)吹草低見牛羊，是因?yàn)楣獾闹本€傳播

C 晴天，常常在茂密的樹陰下看到一個(gè)個(gè)圓形的小亮斑．是因?yàn)闃淙~的間隙都是圓形的

D 一葉障目，是因?yàn)楣獾闹本€傳播

解析A選項(xiàng)，光在同一種均勻介質(zhì)中才會(huì)沿直線傳播；B選項(xiàng)，無(wú)風(fēng)時(shí)，牛羊隱藏在草叢中，由于光的直線傳播，牛羊身上反射的光被草擋住了．有風(fēng)時(shí)，草低了，人眼才能看見牛羊身上的光，故看到了牛羊；C選項(xiàng)，根據(jù)小孔成像的原理可知，若光源距離很遠(yuǎn)，地上光斑的形狀與小孔的形狀無(wú)關(guān)，圓形小亮斑是太陽(yáng)的像；D選項(xiàng)，樹葉是不透明的物體，而光是沿直線傳播的，故人眼不能看到遠(yuǎn)處的物體．所以選擇C．

例3 2009年7月22日上午．在我長(zhǎng)江沿線很多地區(qū)都觀察到了日全食．觀測(cè)日全食不能用肉眼直接對(duì)著太陽(yáng)。如果沒有專用的太陽(yáng)濾鏡，可采用如圖5所示的簡(jiǎn)便方法：將手指展開，互相垂直疊放，對(duì)著陽(yáng)光．在白紙上也能觀察到太陽(yáng)的像，這利用了光沿_______傳播的原理．

解析將手垂直疊放，與遙遠(yuǎn)的太陽(yáng)可形成小孔成像，這時(shí)在白紙上便可以看到太陽(yáng)的像，故可以觀測(cè)到日食．利用的是光的直線傳播的原理．