奇妙的光 光的行進 美麗的色光

光的行進 想一想，你曾經在什麼情形下，見過這樣的 光呢？ 說一說，這些光行進時，有什麼共同的特性？ 1-1 光的直進 光都是直線前進。 想一想，你曾經在什麼情形下，見過這樣的 光呢？ 說一說，這些光行進時，有什麼共同的特性？ 雷射光線 雲縫中的陽光 光都是直線前進。

想一想，日常生活中，什麼情形會看見影子？ ▲狗的影子 ▲手影遊戲 ▲房屋的影子

影子的形狀和物體的形狀有什麼關係？為什麼會這樣？ 光源 物體（手） 影子（手影） 物體與光源越接近、布幕與物體距離越遠 ，影子越大。 物體與光源越遠、布幕與物體距離越接近 ，影子越小。

光是直線前進的，遇到不透明的物體時，會被阻擋而形成影子。 換成其他物品試試看。 糖果 甜甜圈 木瓜

光的行進 光的行進除了直線前進以外，當光遇到物體時，會改變行進方向，產生反射。 想一想，生活中哪些物品或現象，和光的反射有關？ 1-2 浴室梳妝鏡 車子後視鏡 馬路上的凸面鏡

你曾經用鏡子將陽光反射到牆上嗎？陽光照到鏡子後會怎樣行進？ 你能將陽光反射到指定的位置上嗎？

玩陽光接力遊戲，你會怎麼做？ 注意 不要將陽光反射到自己和別人的臉上，以免造成眼睛灼傷呵！ 某一面鏡子移動或轉動時，後面的鏡子也必須配合移動才能繼續射中鏢靶。

玩陽光接力遊戲時，光是怎樣行進的？ 改變鏡子的角度時，會有什麼現象？ 光是直線前進的 光反射的方向也會改變。 ？

× ○ ○ ○ ○ 想一想，除了鏡子外，還有哪些物品也可以將陽光反射到牆上？ 這些物品像鏡子一樣有什麼共同的特徵呢？ 平滑、亮面的物品都能反射陽光。 ○ ○ ○ 手錶錶面 刀片 湯匙 × ○ 色紙 鍋子

鏡子是很好的反光物， 我們可以利用鏡子反射光線， 也可以用兩面以上的鏡子，製造出美麗萬花筒。 使用3個平面鏡 萬花筒

試試看，利用兩面相同的鏡子和一個玩偶進行下面的試驗。

1.利用量角器將兩面鏡子的角度分別擺成60°和90°，在中間放玩偶，看看不同角 度時，鏡中會出現幾個玩偶？ 夾角為60°時，鏡中有5個玩偶。 夾角為90°時，鏡中有3個玩偶。

2.將兩面鏡子平行對放，鏡中的玩偶數量又會有多少呢？ 無限多個。 改變兩面鏡子擺放的角度，鏡中的玩偶數量有什麼改變呢？ 在哪一種情形下，看到的玩偶數量最多？ 夾角越小，鏡中影像越多；夾角越大，鏡中 影像越少。 兩面鏡子平行對放時，看到的玩偶數量最多。

生活中常見的面鏡總整理（利用反射原理） 平面鏡應用：居家生活用的鏡子，服飾店試衣間的鏡子；會看到左右相反的正立影像。 凸面鏡應用：汽車（較大的如：校車）左右側的後視鏡，山路或轉彎路口的鏡子；可以看到比較大的範圍。 凹面鏡應用：手電筒或汽車車燈的燈罩，反射式天文望遠鏡；有聚光效果，會看到倒立的影像。

光的行進 想一想，如果直線行進的光通過水時，行進路線會不會改變？ 日常生活中，你看過這些情形嗎？ 1-3 光的折射 吸管在裝飲料的玻璃杯中，看起來好像斷了。 16

從岸上看游泳池中站立的人，腿好像變短了。 水其實比岸上看起來的更深，戲水時要特別小心！

讓我們來做些簡單的試驗，透過水來看物體時，物體的形狀和位置會不會有變化？ 準備兩支粗細、長度均相同的尺和兩個水族箱。 將一支尺放進裝水的水族箱內，另一支尺放入空箱裡。 從斜上方看，兩支尺看起來有什麼不同？ 裝水的水族箱 未裝水的水族箱

在空碗中放一枚硬幣，觀察者慢慢退到看不見硬幣為止。 請同學在碗裡加水，這時觀察者能看見硬幣嗎？ 加水前 加水後 做完以上兩個試驗，當我們透過水看物體時，會發現物體的形狀和位置發生變化。

想一想，光通過空氣或水等不同物質時，行進路線會怎樣改變？讓我們用雷射光來觀察。 注意 雷射光會傷害眼睛，使用時要小心，不要照射到自己和他人的眼睛。 將點燃的線香放入空的水族箱中，使箱中充滿煙，再用保鮮膜封住。 將雷射光射入水族箱中，觀察光的行進路線。

○ 在同一個水族箱中裝入顏色水，再點燃線香使箱中充滿煙，用保鮮膜封住。 將雷射光射入水族箱中，觀察光的行進路線。 說一說，你有什麼發現呢？光在哪裡產生偏折呢？ 光在水面上以直線行進，通過水面時，行進路線改變，在水中產生偏折。(因為水和空氣屬於不同物質，而光在兩個不同物質間行進時會在交界面上開始發生偏折。) 21

光遇到不透明的物體，會在物體後方形成影子。 光行進的特性 光的直進： 　光遇到不透明的物體，會在物體後方形成影子。 光遇到不透明物體會形成影子

光的反射： 　光遇到光滑、鏡面的物體會反射。 光反射後改變行進路線

光經過不同的透明物體，行進的方向產生偏折。 光的折射： 　光經過不同的透明物體，行進的方向產生偏折。 光在水中產生偏折

生活中常見的透鏡總整理（利用折射原理） 凸透鏡應用：放大鏡、 遠視眼鏡、顯微鏡 、望遠鏡、相機鏡頭 等；有聚光效果。 凹透鏡應用：近視眼鏡。

美麗的色光 2-1 彩虹出現了 雨過天晴後，在天空中有時可以看見美麗的彩虹。生活中，你曾經在哪裡看到彩虹或像彩虹一樣的色光？

想一想，有哪些方法可以製造彩虹色光？ 找一個背對陽光、有陰影的地方。 調整噴霧器的水霧大小。 人背對陽光，將噴霧器朝陰影處噴水。

彩虹色光有哪些顏色？ 怎樣做才能讓彩虹色光看得更清楚？ 有紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等顏色。紅光在最外圈；紫光在最內圈，靛光範圍有時會不明顯。 噴出的水霧越細、越多，同時水霧在空中停留的時間越長，看到的彩虹色光會越清楚。 陽光進出漂浮於空氣中的小水珠，因為各種色光折射效果不同而形成彩虹，共經過2次折射和1次反射。

光的色散 陽光經過天空中的小水滴，光線會被分成不同的色彩；陽光經過三稜鏡時，光線也會被分成不同的色光，這樣的現象，稱為「光的色散」。 利用三稜鏡製造彩虹的做法，你可以參考下面的步驟：

把三稜鏡平放在地面的白紙上，讓鏡體的正面迎向陽光。 轉動三稜鏡，慢慢調整適當的角度，在白紙上出現一道光線。

再稍微調整三稜鏡的角度，把折射的光投在較陰暗的地方，就能看清楚色光。 三稜鏡是如何產生彩虹色光的呢？陽光進入及離開三稜鏡時，因為速度突然改變而產生偏折，紅光偏折角度最小，橙、黃、綠、藍、靛等色光依序增加偏折角度，而紫光偏折角度最大。有時候彩虹色光中的「靛」色範圍太窄，會看不清楚。

美麗的色光 2-2 生活中的色光 生活中，除了有美麗的彩虹色光，還有人造色光。你曾經在什麼地方見過這些顏色的光？

人造色光除了美觀以外，有些色光代表不同的意義。 紅綠燈的顏色代表什麼意義？ 其他設施的色光代表什麼意義？ 紅綠燈：控管交通、保障安全。紅燈代表停止、禁止通行、綠燈代表可通行，黃燈代表快速通過或警戒。 消防設備上的紅燈：標示、提醒位置。 救護車上的紅燈：提醒人、車讓道。

直進 影子(光源、物體、屏幕的關係) 反射(面鏡) 反射 光 折射(透鏡) 色散 (彩虹) 平面鏡 凸面鏡─廣角、正立影像 觀念整理 直進 不透明物 影子(光源、物體、屏幕的關係) 反射(面鏡) 反射 平面鏡 凸面鏡─廣角、正立影像 凹面鏡─收縮、倒立影像 (梳妝鏡、更衣鏡…) (路口凸面鏡…) (湯匙、反射式望遠鏡…) 光 凸透鏡 (遠視<老花>眼鏡、放大鏡、 簡易顯微鏡、相機鏡頭…) 折射(透鏡) 凹透鏡 (近視眼鏡…) 背對太陽 色散 (彩虹) 2次折射、1次反射

補充 　　　虹： 當雨過天晴的時候，或者是邊下著雨，也邊照射著陽光，這時候空氣中存在著很多很多的小雨滴，這時如果太陽的光線以一定的角度照射空氣中的這些小雨滴，光線就會在小雨滴中產生折射、反射等光學作用，於是就會形成內圈為紫色，外圈為紅色的彩帶，這就是虹，也就是我們一般所說的彩虹。 　　　霓： 霓有時候會伴隨著虹出現，但是它的色澤會較淺、也較不清楚。霓和彩虹的差異是霓在形成過程時，太陽的光線會在小雨滴中多了一次的反射作用，於是我們看到的霓，顏色排列剛好和虹相反，紅色在內圈，紫色則在外圈。

習作內容 請回答下列問題。 ㄅ.光源 ㄆ.物品 ㄇ.影子 （ ） ㄅ （ ） ㄆ （ ） ㄇ 下圖光源、物品和影子三者的相關位置，請用代號標示。 ㄅ.光源　 ㄆ.物品　 ㄇ.影子 （ ） ㄅ （ ） ㄆ （ ） ㄇ 36

習作內容 ㄅ .甜甜圈 ㄆ.糖果 ㄇ.木瓜 ㄆ ㄅ ㄇ 光是直線前進 當光源照射下列各種食物後，影子可能是什麼呢？請用代號標示。 物品和影子的形狀相似，主要和光的哪種特性有關？ ㄅ .甜甜圈　　ㄆ.糖果　　ㄇ.木瓜 ㄆ ㄅ ㄇ 光是直線前進 37

習作內容 看一看，生活中有哪些東西或現象是利用鏡子呈現影像來設計的？ 東西或現象 功 能 功　　　能 例如山路轉彎處的鏡子 讓兩邊來車看清楚路況 汽機車的後視鏡 可以清楚的看見後方來車 美容院的鏡子 可以看見背後的髮型 生活中利用鏡子呈現影像的東西或現象，主要是運用光的 　　　原理。 反射 38

 習作內容 玩一玩陽光接力遊戲，並勾選你們這一組成功的祕訣。 陽光照到鏡子後會怎樣行進？請打。 直線前進 S 形前進 會轉圈圈 D C A B 陽光照到鏡子後會怎樣行進？請打。  直線前進 S 形前進 會轉圈圈 39

   習作內容 可以看清楚光的行進路線 進行陽光接力遊戲時，從A 鏡開始接陽光，光的行進路線是對的，請打。 B→D→C D→C→B B→C→D 可以看清楚光的行進路線   B鏡 C鏡 都不需要 40

習作內容 四.用兩面相同的鏡子擺成不同的角度，觀察鏡中的玩偶數量，並將結果記錄下來。 兩面鏡子的角度 鏡中玩偶的數量 60 90 平行對放 360÷兩鏡夾角-1 四.用兩面相同的鏡子擺成不同的角度，觀察鏡中的玩偶數量，並將結果記錄下來。 兩面鏡子的角度 鏡中玩偶的數量 60 90 平行對放 45 。 5 。 3 無限多 。 7 41

 習作內容 鏡子夾角小，鏡中反射的玩偶影像較多。 根據試驗結果，下列有關鏡子夾角和鏡中玩偶數量的敘述，哪一項是正確的？請打。 鏡子夾角大，鏡中反射的玩偶影像較多。 42

習作內容 將雷射光從不同的位置射入充滿煙的水族箱中，光線的行進路線會如何？請把它畫出來。 43

習作內容 當雷射光從斜上方射入上層有煙、下層裝水的水族箱中，光線是如何行進的？請打。  空氣 水 44

 習作內容 做一做，用噴霧器噴水霧，下列哪些方式可以看見較清楚的彩虹色光？請打。 背對陽光，面向陰暗處噴水霧。 面向陽光噴水霧。 背對陽光，面向陰暗處噴水柱。 45