光波的传播.ppt

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1、第二節光波的傳播目錄目錄n n光線光線(light ray)n n光束光束(light beam)n n影子影子n n針孔成像針孔成像光線與光束n n光線光線(light ray)：較小的光柱。較小的光柱。n n光束光束(light beam)：較大的光較大的光柱。柱。節目錄節目錄上一頁上一頁下一頁下一頁圖圖圖圖5-3 5-3 燭光下物體的投影燭光下物體的投影燭光下物體的投影燭光下物體的投影uu影子影子節目錄節目錄上一頁上一頁下一頁下一頁影子影子l l影子的形成，可以說明光是沿著直線影子的形成，可以說明光是沿著直線前進。前進。l l影子邊上的點，都在通過光源與物體影子邊上的點，都在通過光源與物

2、體邊緣的直線上。邊緣的直線上。上一頁上一頁下一頁下一頁節目錄節目錄圖圖5-4 針孔成像針孔成像針孔成像針孔成像上一頁上一頁下一頁下一頁節目錄節目錄針孔成像針孔成像當蠟燭與紙屏之當蠟燭與紙屏之相對位置相對位置改變改變時，時，像之大像之大小小亦隨之亦隨之改變改變，顯示紙屏上之像確為光線沿直線前進所形顯示紙屏上之像確為光線沿直線前進所形成。成。上一頁上一頁下一頁下一頁節目錄節目錄光光的直進性與方向性的直進性與方向性o一般一般照明用的光源照明用的光源，發射出來的光束，發射出來的光束無法在經過長距離後，仍然維持近乎無法在經過長距離後，仍然維持近乎一致的方向。一致的方向。o雷射光雷射光、同步輻射光源同步輻

3、射光源等，則可發出等，則可發出方向維持在很小角度範圍內的光束，方向維持在很小角度範圍內的光束，因此照射在物體上時，只形成很小的因此照射在物體上時，只形成很小的亮點。亮點。上一頁上一頁下一頁下一頁節目錄節目錄教學檢驗教學檢驗教學檢驗教學檢驗下列各種物理現象中，哪一種現象不下列各種物理現象中，哪一種現象不能夠說明光是沿直線傳播？能夠說明光是沿直線傳播？(A)針孔成像針孔成像(B)烈日下的樹影烈日下的樹影(C)光磁片上的彩色現象光磁片上的彩色現象(D)日食。日食。上一頁上一頁下一頁下一頁節目錄節目錄教學檢驗教學檢驗教學檢驗教學檢驗下列有關針孔成像的敘述，何者正確？下列有關針孔成像的敘述，何者正確？(

4、A)像與原物上下同向像與原物上下同向(B)像與原物大小相等像與原物大小相等(C)針孔愈大，成像效果愈好針孔愈大，成像效果愈好(D)紙屏愈遠，成像愈大紙屏愈遠，成像愈大(E)物離針孔愈遠，成像愈大。物離針孔愈遠，成像愈大。上一頁上一頁下一頁下一頁節目錄節目錄5-2-1 針孔成像針孔成像5-2-2 本影和半影本影和半影5-2 光的傳播光的傳播5-2-1 針孔成像針孔成像 從課本圖從課本圖5-1的晨曦照片中，是否可看出的晨曦照片中，是否可看出光光是沿直線傳播是沿直線傳播？5-2-1 針孔成像針孔成像 uu針孔成像也是顯示針孔成像也是顯示光沿直線傳播光沿直線傳播的很好例的很好例子。來自物體子。來自物體

5、ABCD的光線射入小孔後，在的光線射入小孔後，在光屏上形成一清晰的光屏上形成一清晰的倒立影像倒立影像。5-2-1 針孔成像針孔成像 n若是在厚紙板上打三個針孔，則由物體發出的若是在厚紙板上打三個針孔，則由物體發出的光，將透過針孔光，將透過針孔各自產生三個倒立清晰的實各自產生三個倒立清晰的實像像，並重疊顯示在屏幕上並重疊顯示在屏幕上，如下圖所示。，如下圖所示。厚紙板A物體AAA三個錯位重疊的像請按一下滑鼠!5-2-1 針孔成像針孔成像 若是若是孔洞的面積過大孔洞的面積過大，相當於許多個針孔，相當於許多個針孔組成，每個針孔各自成一個像，許多影像組成，每個針孔各自成一個像，許多影像重疊後，反而重疊後

6、，反而會使成像變模糊會使成像變模糊。5-2-1 針孔成像針孔成像 簡易針孔相機。簡易針孔相機。成像5-2-1 針孔成像針孔成像 l課本圖課本圖5-8為利用針孔成像原理，將光屏改為利用針孔成像原理，將光屏改為感光底片，所拍攝的照片。為感光底片，所拍攝的照片。5-2-1 針孔成像針孔成像 自然界中也可以看到針孔成像的例子。左自然界中也可以看到針孔成像的例子。左圖為太陽透過樹葉間的孔隙所造成的針孔圖為太陽透過樹葉間的孔隙所造成的針孔成像，成像，這些小亮圓就是太陽的像這些小亮圓就是太陽的像；右圖為；右圖為日蝕時日蝕時，這些，這些亮圓就顯得殘缺亮圓就顯得殘缺。(2)在針孔成像的實驗中，一長為在針孔成像的

7、實驗中，一長為10cm的蠟燭和光的蠟燭和光屏間的距離為屏間的距離為180cm，鑽有針孔的紙板起先放，鑽有針孔的紙板起先放在離蠟燭在離蠟燭60cm的位置，則光屏上所見蠟燭的像的位置，則光屏上所見蠟燭的像長度為多少長度為多少？正立或倒立？現將紙板改置在離？正立或倒立？現將紙板改置在離蠟燭蠟燭120cm處的新位置，則光屏上所見的像長處的新位置，則光屏上所見的像長變為若干？正立或倒立？變為若干？正立或倒立？習題5-25-2-1 針孔成像針孔成像 解解：(a)像長像長=2x10=20cm，為倒立放大實像。，為倒立放大實像。(b)像長像長=0.5x10=5cm，為倒立縮小實像。，為倒立縮小實像。5-2-2

8、 本影和半影 zz光照射不透明物體時，會在物體後面形成光照射不透明物體時，會在物體後面形成影子。影子有影子。影子有本影本影、半影半影之分。之分。zz當當光源體積很小光源體積很小，可視為點光源可視為點光源時，時，會在物體後方形成會在物體後方形成一個全暗的黑影，一個全暗的黑影，此為本影，如右圖此為本影，如右圖所示。所示。5-2-2 本影和半影本影和半影 當當光源體積不是很小光源體積不是很小，在物體後方形成的，在物體後方形成的影子可分成影子可分成兩種兩種區域：區域：n n光完全照不到的全黑區域，稱為光完全照不到的全黑區域，稱為光完全照不到的全黑區域，稱為光完全照不到的全黑區域，稱為本影本影本影本影。

9、n n部分光線可照射到的灰暗區域，稱為部分光線可照射到的灰暗區域，稱為部分光線可照射到的灰暗區域，稱為部分光線可照射到的灰暗區域，稱為半影半影半影半影。5-2-2 本影和半影本影和半影 v日蝕日蝕和和月蝕月蝕的成因就是的成因就是光沿直線傳播的結果光沿直線傳播的結果。若。若太陽、月球、地球剛好排列成一直線，則地球上太陽、月球、地球剛好排列成一直線，則地球上一些地區的人會觀察到日蝕，如下圖為日全蝕與一些地區的人會觀察到日蝕，如下圖為日全蝕與日偏蝕的示意圖。日偏蝕的示意圖。v位在位在本影區的觀察者本影區的觀察者看太陽的視線完全被月球擋看太陽的視線完全被月球擋住，因此看到住，因此看到日全蝕日全蝕景象。

10、景象。本影區本影區視線視線5-2-2 本影和半影 若若月球與地球之間的距離稍大月球與地球之間的距離稍大，則月球的，則月球的本影較短，無法到達地球，因此位於本影本影較短，無法到達地球，因此位於本影對角區的觀察者看不到太陽的中間部分，對角區的觀察者看不到太陽的中間部分，但但可看見太陽周圍的光環可看見太陽周圍的光環，是為日環蝕。，是為日環蝕。本影區本影區視線視線5-2-2 本影和半影本影和半影 若地球在太陽與月球之間，則當若地球在太陽與月球之間，則當月球進入月球進入地球的本影區的時候便不會反射太陽光地球的本影區的時候便不會反射太陽光，因此地球上的觀察者看不見月球，是為月因此地球上的觀察者看不見月球，

11、是為月全蝕。全蝕。(3)小怡小怡的身高為的身高為160cm，夜晚與家人在公園散步。，夜晚與家人在公園散步。當行經一路燈附近時，發現自己不管站在何處，當行經一路燈附近時，發現自己不管站在何處，自己在燈下的影子長度總是和本身距路燈燈桿自己在燈下的影子長度總是和本身距路燈燈桿之間的距離相等，是問路燈離地的高度為何？之間的距離相等，是問路燈離地的高度為何？習題5-25-2-2 本影和半影本影和半影 解解：如下圖所示，燈應離地如下圖所示，燈應離地320cm高高(4)小劉小劉在郊外健行時，察覺到自己在太陽下的影在郊外健行時，察覺到自己在太陽下的影子長度和行走的方向無關，這是為什麼？子長度和行走的方向無關，這是為什麼？習題5-25-2-2 本影和半影本影和半影 解解：如圖所示，太陽距離地球夠遠，故可如圖所示，太陽距離地球夠遠，故可將太陽光視為平行光，將太陽光視為平行光，因此影子長度與行走因此影子長度與行走方向無關。方向無關。網路資源：網路資源：1.台師大物理教學示範實驗教室台師大物理教學示範實驗教室 自製針孔相機自製針孔相機 http:/www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/index.htm