課程名稱：光的直進 編授教師： 中興國中 楊秉鈞

 光直進的證據

光直進的證據  光直進的證據：  影子  陽光下的柵欄  皮影戲  日蝕與月蝕 日晷（計時器）  影子的形狀

光直進的證據  光直進的證據  因光的直線傳播性質，光也稱為 。 樹蔭下太陽的像 樹蔭下日蝕時 太陽的像 針孔成像 （媒體：1，39”）  光直進的證據  因光的直線傳播性質，光也稱為 。 光線  針孔成像  針孔成像實驗 太陽  樹蔭下的小圓點 （ 的像）  雷射光 針孔成像 樹蔭下日蝕時 太陽的像 樹蔭下太陽的像

光直進示意圖    卡片實驗：  二張卡片中央各打一小孔， 調整二張卡片的相對位置  只有 情形下，人透過小孔可見燈光  水管實驗：  相對的二人，各由水管的一側看去，欲由管內看到對方  只有 情形下，二人可由管中見到對方 二張卡與人眼連成一直線 （媒體：1，1’42”） 二人與水管連成一直線

 影子的形成

影子的形成  影子的形成： （1）點光源的光線以 方式向外做直線傳播 （2）當光遇不透明的障礙物時，會在障礙物的 形成陰影 稱為 。  影子的大小可由點光源向障礙物四周端點作 推求 （ 影子是光的射線無法到達的地方 ） 太陽光為平行光 放射狀 異側 影子 光的射線

影子的形成  影子的形成： （3）影子的形狀與障礙物的形狀有 關係。 相似

本影與半影  本影與半影： （1） ：光完全照不到的全黑區域。 （2） ：在本影周圍，光部份照不到的的灰暗區域 本影 半影 手漸遠離牆面  本影與半影： （1） ：光完全照不到的全黑區域。 （2） ：在本影周圍，光部份照不到的的灰暗區域 本影 半影 手漸遠離牆面 手掌的本影 本影周圍有半影  本影面積縮小，半影面積 增大

影子的大小變化討論  討論： （1）圖中手，若向左移動，影子的大小變化？ 。 （2）圖中手，若向右移動，影子的大小變化？ 。 （3）手若不動，將蠟燭向左，影子的大小變化？ 。 （4）手若不動，將蠟燭向右，影子的大小變化？ 。 （5）投影牆若向左移動，影子的大小變化？ 。 （6）投影牆若向右移動，影子的大小變化？ 。 變大 變小 變小 變大 變小 變大

本影與半影成因示意圖 半影 不透明體 光源 （媒體：1，36” ；2，55” ；3）  推薦影片 ( 日蝕和月蝕，10’48” ，台灣師大活學網 )

 針孔成像

針孔成像實驗程序  實驗程序： （1）紙杯口貼 紙，杯底中央 。 （2）將杯底小孔對著前方點燃之蠟燭 （3）觀察：在 上看到 。 描圖  實驗程序： （1）紙杯口貼 紙，杯底中央 。 （2）將杯底小孔對著前方點燃之蠟燭 （3）觀察：在 上看到 。 描圖 刺一小孔 （孔的形狀 無關 ） 描圖紙 一支燃燒中的倒立蠟燭 蠟燭 蠟燭的像 （媒體：1，2’54” ；2，2”36” ）

針孔成像原理  針孔成像原理： 。  成像作圖：由物體各端點位置，經過小孔作 數條。 再把各像點連線，可推知像之性質 （ 像之性質：正倒立、放大或相等或縮小的像…. ） 光的直進 直線 針孔 紙屏  針孔成像之像：  必倒立： 上下顛倒、左右相反  必實像  大、小、相等皆可能  實像： 是作圖法中光實際光線的交點  眼睛可見、能成像在紙屏上

針孔成像示意圖 ？ 左右相反 上下顛倒 將紙面圖案正面順時針（或逆時針）轉 180 度

針孔成像性質  原光路 後光路  原光路 後光路  針孔成像性質： （1）像之性質：  正倒立  。  像實虛  。  像的形狀  。  像的大小  。 （2）討論：  當光屏與孔距離不變時，蠟燭靠近針孔時，像的大小 。 蠟燭遠離針孔時，像的大小 。  當光屏與蠟燭距離不變時，針孔靠近光屏時，像的大小 。 針孔遠離光屏時，像的大小 。  針孔愈小，光愈集中，像愈 ，亮度 。  針孔愈大，光愈分散，像愈 ，亮度 。  小孔若有二個，就會有 個像，類推之。  針孔孔徑過大時，只能看見 ，則無法看見成像。 倒立 （上下顛倒、左右相反） 實像 相似（對應邊成比例） 大、小、相等皆可能 變大 變小 變小 變大 較暗 清晰 模糊 較亮 2 ㄧ圈亮區

相似形的對應邊關係

墨子 針孔成像史實

 光速有多快

光在不同介質中的傳播速率  光速： （1）光不用藉介質而傳播，光速為每秒傳播 公里 （2）光速傳播視同等速運動 （3）光在不同介質中的傳播速率：介質愈 ，光速愈慢 30 萬 緊密  真空  空氣＞液體（水）＞固體（玻璃）

光在不同介質中的傳播速率  光速： （4）光年，是 走一年所的距離，屬於 單位， 相當於 公里。 1013  光速： （4）光年，是 走一年所的距離，屬於 單位， 相當於 公里。  1光年＝ 公里 ≒ 公里。 光 長度 1013 3x105x(24x60x60)x365 1013

範例解說  正轉 180 度 (上下顛倒、左右相反 ) （媒體：1 ，2 ） 1.如圖為其針孔成像的實驗裝置，如左下圖， 回答下列問題： （1）紙屏上的成像圖案為下列何者？ 。  B 大 （A） （B） （C） （D） 小 X 2cm  大 小 正轉180°  正轉 180 度 (上下顛倒、左右相反 ) （2）針孔移近燭火時，燭火的像如何變化？ 。 (A) 變大　(B) 變小　(C) 不變　(D) 不一定。 （3）針孔移近紙屏時，燭火的像如何變化？ 。 　 (A) 變大　(B) 變小　(C) 不變　(D) 不一定。 （4）若蠟燭長度為 2 cm，則成像長度為？ 。 　(A) 2 cm (B) 4 cm　(C) 8 cm　(D) 16 cm A B B

範例解說 2. （ ）如附圖所示，小治站在聚光燈的前面，經過光線照射， 在牆壁上形成明顯的影子，燈距離小治2公尺，而小治 距離牆壁3公尺，假設小治的高度為150公分，那麼影 子高度可能為何？ 　(A) 375公分　(B) 400公分　(C) 380公分　(D) 240公分 A X cm 150cm 2 m 5 m

範例解說 3.水平面上立三根竹桿，長度相同如圖所示，若甲、乙相距2 m，乙、丙相距4 m，則回答下列問題： （1）（ ）陽光從右上方約距離丙 5m 處照來，如圖（一），則 桿影的長度大小順序？ （2）（ ）燈光在右上方約距離丙 5m 處照來，如圖（二） ，則 桿影的長度大小順序？ 　（A）甲＝乙＝丙　（B）甲＞乙＞丙 　（C）丙＞乙＞甲　（D）甲＞丙＞乙。 A B 圖（一） 圖（二）  太陽光  平行光 點光源  放射光 （媒體：1，15”）

範例解說 4.台北與高雄距離 300 公里，光速 秒可抵達。 5.太陽光 500 秒可達地球，二者距離 公里。 4.台北與高雄距離 300 公里，光速 秒可抵達。 5.太陽光 500 秒可達地球，二者距離 公里。 6.若地球與月球相距 38萬公里，若光由地球傳播到月球需時1.3 秒 則光的傳播速率每秒 公里。 0.001 1.5 X108 2.92 X105

課程結束