第 三 章 光 3－1 光的傳播  光的傳播  不需介質（與聲音傳播不同，聲音需介質） 證據  太陽、地球間是真空狀態的 ※ 但光也能在空氣、水及玻璃間（透明體）傳播 遇不透明體則受阻礙，並在其異側形成陰影  光是直線傳播的（稱為光線） 證據  影子、日月蝕、皮影戲、日晷……

3－1 光的傳播  光的直線傳播證據圖說 光是直線傳播的 皮影戲 日全蝕

3－1 光的傳播  光的傳播  光的傳播速率  等速運動公式：X＝V ×t 1. 光速的大小：每秒30萬公里（在空氣中） 2

3－1 光的傳播  光的傳播比聲音快的證據  看煙火時，先看見火光，才聽見聲音  雷雨天時，先看見閃電，再聽見雷聲 3－1 光的傳播  光的傳播比聲音快的證據  看煙火時，先看見火光，才聽見聲音  雷雨天時，先看見閃電，再聽見雷聲 1.光速極快！有比光速還快的速率嗎？ 2.伽立略測光速沒測出的原因為何？ 3.光速在玻璃中傳播比在真空中慢，能說明原因？ Q 小問題

3－1針孔成像 蠟燭火焰發出的光線透過小孔，在其後方的紙屏上形成倒立像，這種現象稱為針孔成像。 針孔成像是光沿直線前進的結果，而燭焰與針孔的距離，會影響其在紙屏成像的大小。 觀察火焰向上或向下？ 動畫

3－2 光的反射與平面鏡  眼睛看見物體  因來自物體上的光線進入眼中 ※ 物體上的光線的來源  本身是發光體  不發光物體能反射光線 Q 小問題 1.在沒有燈的房間裡，為何看不見 任何東西？ 2.夜晚有偷窺者，從窗外往開燈的 房內看，看的清楚嗎？偷窺者會 被發現？ 3.在暗室，你站在平面鏡前且面向 平面鏡，如果想看到自己的臉， 應該將光源照射平面鏡或是自己 的臉？

3－2 光的反射與平面鏡  光的反射：光遇障礙返回原介質的現象 障礙  二介質的交界面  反射定律 1 3－2 光的反射與平面鏡  光的反射：光遇障礙返回原介質的現象 障礙  二介質的交界面  反射定律 1.入射線與反射線分別在法線的兩側，且三線在 同一平面 2.入射角等於反射角 i＝r 名詞解釋： 1.法線：與反射面垂直的直線（法線是看不見的假想直線） 2.入射角：入射線與法線夾角 3.反射角：反射線與法線夾角 （角度皆是與法線的夾角）

3－2 光的反射與平面鏡  光的反射圖說 Q 小問題 1.對任何表面都遵守光線的反射定律嗎？ 2.入射角0度的光路如何？此時反射角？ 3.為何在水泥牆面、地毯上看不到物體的成像？

3－2 光的反射與平面鏡  平面鏡成像性質：原理基於反射定律 1.大小相等 2.左右相反 3.物距＝像距 4.正立虛像 3－2 光的反射與平面鏡  平面鏡成像性質：原理基於反射定律 1.大小相等 2.左右相反 3.物距＝像距 4.正立虛像 1.鏡子裡的那個虛幻物體就是像。 2.因此像不是實際光線交會形成（是延長線交會），故稱虛像。 3.像恆成立於鏡後，物像成對稱 （以平面鏡為對稱軸）。 Q 小問題 1.眼睛能看見虛像？虛像能投射至白紙（幕）上？

3－2 光的反射與平面鏡  平面鏡中的像（與物左右相反）  從紙背面正面看，即可得像的形狀 3－2 光的反射與平面鏡  平面鏡中的像（與物左右相反）  從紙背面正面看，即可得像的形狀 時鐘物像時間總和是12小時

3－2 光的反射與平面鏡  面鏡的種類 1. 平面鏡 動畫 2. 凸面鏡：反射面是凸的表面 3. 凹面鏡：反射面是凹的表面 4 3－2 光的反射與平面鏡  面鏡的種類 1.平面鏡 動畫 2.凸面鏡：反射面是凸的表面 3.凹面鏡：反射面是凹的表面 4.哈哈鏡：平、凹、凸面鏡組合造成趣味效果  凸、凹面鏡用途與性質 1.凸面鏡  正立縮小虛像  性質：成像範圍廣，有發散光線性質  用途：公路轉彎反光鏡、汽車後視鏡 視野廣 平面鏡 凸面鏡

3－2 光的反射與平面鏡  面鏡用途與性質 2.凹面鏡  性質：有會聚光線性質  用途  光路有可逆性 （1）手電筒燈頭、汽車車前燈、探照燈  光源在焦點，能使光反射平行集中射出 Q 小問題 凹、凸面鏡、哈哈鏡中何者遵循光的反射定律？

3－2 光的反射與平面鏡  面鏡用途與性質 2.凹面鏡 （2）太陽爐、太洋傘：為利用焦點之光能  光源在無窮遠（平行光），能使光會聚於焦點 凹面鏡光反射 太陽爐 Q 小問題 拿光亮的湯匙，用湯匙凹及凸的部分所看到的物像，有何不同？

3－2 光的反射與平面鏡  面鏡圖說  鏡  鏡  鏡 凸面鏡貼在汽機車的後視鏡上，以減少視線死角 eg.下列方框置有平面鏡、凸面鏡及凹面鏡，你能從 光的反射光路，判斷出方框內是哪一種面鏡？  鏡  鏡  鏡

1.吸管（筷子）在水中，好像斷二截 2.空中看水中，物體變近；水中看空中，物體變遠 3.海市蜃樓及沙漠幻景 4.凹透鏡與凸透鏡 3－3 光的折射與透鏡 光折射現象 動畫 1.吸管（筷子）在水中，好像斷二截 2.空中看水中，物體變近；水中看空中，物體變遠 3.海市蜃樓及沙漠幻景 4.凹透鏡與凸透鏡 Q 小問題 左圖加水之後，為何就看見了杯中的硬幣呢？

 以法線分偏折方向：  離法線偏折  向法線偏折 3－3 光的折射與透鏡  光的折射 光由一介質進入另一介質時，在交界處發生偏折 的現象（因光速在不同介質中行進速率不同）  光的折射偏向情形討論： 離法線 向法線   法線 法線 是直進，非折射 甲＝乙 （相同介質） 這叫折射 甲乙 （不同介質） 這叫折射 甲乙 （不同介質）  以法線分偏折方向：  離法線偏折  向法線偏折

3－3 光的折射與透鏡  光的折射定律 1. 入射線、折射線各在法線的一側，且與法線同 平面 2 3－3 光的折射與透鏡  光的折射定律 1.入射線、折射線各在法線的一側，且與法線同 平面 2.光偏向原則：  慢向快離（角度愈大者，光速愈快）  光速大小：在真空＞空氣＞水＞玻璃 （介質若是相同，光在其中傳播則皆相同且直線）  光進入慢速介質（密介質），會向法線偏折  折射角小於入射角  光進入快速介質（疏介質），會離法線偏折  折射角大於入射角  垂直入射，不發生偏折 3.折射與反射同時發生 動畫

3－3 光的折射與透鏡  光的折射定律圖說 慢向 快離 垂直入射 Q 小問題 1.左圖的光源照射水槽，請以圖示說 明光的折射情形？ 2. 『慢向快離』和『向的越多越慢』 『離的越多越快』，你記住了？

3－3 光的折射與透鏡  透鏡種類 1. 凸透鏡：會聚透鏡 中間凸（中間厚）的透鏡  有光會聚性質 2 3－3 光的折射與透鏡  透鏡種類 1.凸透鏡：會聚透鏡 中間凸（中間厚）的透鏡  有光會聚性質 2.凹透鏡：發散透鏡 中間凹（中間薄）的透鏡  有光發散性質 凹凸透鏡 凸凹透鏡 Q 小問題 1.有會聚光性質的鏡類有哪些？有發散光性質的鏡類有哪些？ 2.右上角長得黃黃的鼠輩是甚麼？

3－3 光的折射與透鏡  透鏡成像圖說：因光的折射形成 動畫

3－3 光的折射與透鏡  凸透鏡的六種成像 1.主軸：AB直線，通過鏡心垂直於鏡面的直線。 2.鏡心：O點，透鏡中心，光經鏡心不發生偏折。 3.焦點：F點，光線會聚點，為實焦點，有二個。 4.焦距：距離 f，鏡心 O到焦點 F的距離（OF線段）。 5.二倍焦距位置：即 2f 點。 6.凸透鏡成像六區段：（物體距鏡距離不同時，像就不同）   無窮遠  ＞2f  ＝2f  2f  f  ＝f  ＜f

凸 透  鏡 3－3 光的折射與透鏡  凸透鏡的六種成像性質整理 性質 物距 像距 正倒 大小 實虛 ＝F 一點 實像 ＞2F 2F~F 倒立 縮小 ＝2F 相等 放大 無法成像 ＜F 鏡前 正立 虛像 照相機原理物距在何處 2. 電影原理物距在何處 3. 放大鏡原理物距在何處

3－3 光的折射與透鏡  凸透鏡的成像作圖法 1.光經透鏡折射，經過二次折射  作圖法中光路有簡化，因為透鏡很薄 3－3 光的折射與透鏡  凸透鏡的成像作圖法 1.光經透鏡折射，經過二次折射  作圖法中光路有簡化，因為透鏡很薄 2.光經透鏡（凸或凹）恒向厚部偏折 二次折射 作圖法 平透鏡 框中的透鏡為何？

3－3 光的折射與透鏡  凸透鏡的成像作圖法 3.物體發出的光線有無限多條，經過透鏡時，其中 有三條光線的折射光路是固定的。  此三光線的折射光線的交會點能得像位置 ※ 凸透鏡成像原則（三特殊折射光線） 1.平行主軸，通過焦點 2.通過焦點，平行主軸 3.通過鏡心，方向不變

3－3 光的折射與透鏡  凸透鏡的成像作圖範例一 ※ d＝   太陽光視為一束平行光 ※ 像性質 一點 (異側焦點上) 實像 實像能在紙屏上成像，眼能見到 Q 小問題 1.如何找一個凸透鏡的焦距？ 2.凸透鏡的焦點是實焦點？

放大鏡原理 物距 d＜F 像距 d’在鏡前（同側） 正立放大虛像 虛像不能在紙屏上成像 只能從另一側向鏡中看見 物距 d＝2FF 像距 d’＞2F（異側） 倒立放大實像 物距 d＞2F 像距 d’＝2FF（異側） 倒立縮小實像

3－3 光的折射與透鏡  凸透鏡的六成像區－作圖法 動畫

3－3 光的折射與透鏡  凹透鏡的二種成像 ※ 凹透鏡成像原則 （三特殊折射光線） 1.平行主軸，通過焦點 2.通過焦點，平行主軸 3.通過鏡心，方向不變 （1） （2） （3） 一點，虛像 同側焦點上，為虛焦點 正立縮小虛像 （在鏡前同側焦點內）

凹 透 鏡 3－3 光的折射與透鏡  凹透鏡的二種成像性質整理 性質 物距 像距 正倒 大小 實虛  同側 焦點上 一點 虛像 鏡前 同側 焦點內 正立 縮小 Q 小問題 1.如何找一個凹透鏡的焦距？ 2.凹透鏡的焦點是實焦點？ 動畫

3－3 光的折射與透鏡  透鏡的物像關係 （二）凹透鏡 物體從無窮遠逐漸接近凹透鏡時，虛像會從同側 虛焦點開始靠近透鏡，且像漸大，恆比實物小  透鏡應用 1.凸透鏡 放大鏡、老花眼（遠視眼）、照相機、投影機 顯微鏡、望遠鏡、眼睛（水晶體） 2.凹透鏡 近視眼 動畫

3－3 光的折射與透鏡  放大鏡（凸透鏡）圖示  物體置於焦點內，形成放大正立虛像

3－4 光與顏色的關係  光的色散：牛頓發現太陽光通過三稜鏡發生色散  分成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫色光 （1）色光偏折角度：紅光最小、紫光對大 （2）此說明了太陽光是由不同色光組成的 Q 小問題 1.太陽光經過如上的稜鏡發生幾次的折射？

3－4 光與顏色的關係  眼睛看見顏色：因為此色光進入眼睛  沒有光進入眼中，就感覺黑色  光的三原色：紅、綠、藍（RGB）  物體（透明體或不透明體）對光的作用 1.光被反射或光被吸收：彈回或阻擋 2.光折射：光穿透  此物是透明體 1.三原色光混合呈白色 2.紅、藍光混合呈紫光 3.彩色電視機是調整三原 色之間亮度而來的 4.紅、綠光混合呈黃光 G R B

3－4 光與顏色的關係  眼睛對光的作用  什麼色光進入眼中，就感覺那個顏色 3－4 光與顏色的關係  眼睛對光的作用  什麼色光進入眼中，就感覺那個顏色 此物是紅色 此物是白色 此物是黑色 此物只能反射紅光，其他色光被吸收了 此物能反射任何色光，而此三光混合是白色 此物不能反射任何色光，全被吸收了 Q 小問題 1.賣西瓜小販，為何用淡紅色光源照射已剖開的西瓜？

以白光及色光分別照射色紙及水果，探討光與顏色關係 3－4 光與顏色的關係  眼睛對光的作用  透明體的顏色＝允許通過的那個色光  光與顏色實驗（EXP4-2） 紅色透明體只允許紅光通過，其他都被吸收了 （白光＝太陽光） 以白光及色光分別照射色紙及水果，探討光與顏色關係

3－4 光與顏色的關係  光與顏色實驗 光源 白色紙 紅色紙 綠色紙 藍色紙 黑色紙 白光 紅光 綠光 藍光 1.色紙在何種光源照射下，依然保持原來的顏色？ 2.在沒有任何光源的房間裡，你能分辨物體的顏色？ 3.穿著白衣紅褲，站在綠光下，衣褲呈各呈 色。 4.蘋果會顯出紅色，因為蘋果 紅光。 5.物體所呈現的顏色與哪些因素有關呢？

3－4 光與顏色的關係  光譜：連續排列的光【科學常識】 1. 可見光：人眼可見  紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫色光 2 3－4 光與顏色的關係  光譜：連續排列的光【科學常識】 1.可見光：人眼可見  紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫色光 2.不可見光：人眼不可見  紅外線與紫外線及其他色光  紅外線：近紅光，可保持食物溫度及夜視用途  紫外線：近紫光，殺菌消毒，多來自太陽光  強度分15 級（達 7 級為過量；10 級以上為危險） 紫外線 紅外線

3－4 雷射  雷射的性質 1.單色光  無色散現象 2.光束細且直  不會散開呈錐狀 3.能量集中  可用來切割物體