光的直线传播

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“光的直线传播”是学习光的反射定律和光的折射规律的前提和基础．所以，必须弄明白“光的直线传播”这一概念的内涵与外延．

一、光沿直线传播的条件

首先我们应清楚地知道光沿直线传播是有条件的．生活中的许多现象告诉我们光是沿直线传播的．图1、图2是同学们熟悉的情景，从物理学的角度看，它们只能说明一个问题：光在空气中沿直线传播．

那光在水中、玻璃中又是如何传播的呢?这可以通过下面几个实验来探究．

实验一探究光在空气中的传播路径．器材：大雪碧瓶、檀香、火柴、玩具激光笔一支．做法：先用檀香使瓶中充满烟雾，打开激光笔，射向瓶中．现象：空气中将会出现一笔直的红色光束．结论：光在空气这种介质中沿直线传播．

实验二探究光在水中的传播路径．器材：透明的表面光滑的玻璃杯一只、水、牛奶、玩具激光笔一支．做法：在杯中加满水，滴入几滴牛奶(水仍清澈透明)，打开激光笔射向水中．现象：水中将会出现一笔直的红色光束．结论：光在水这种介质中沿直线传播．

实验三探究光在玻璃中的传播路径．器材：半圆形玻璃砖一块、玩具激光笔一支、白纸一张．做法：玻璃砖放在白纸上，打开激光笔，贴着白纸射向玻璃砖．现象：玻璃中出现一笔直的红色光束．结论：光在玻璃这种介质中沿直线传播．

实验四探究光经过梯形玻璃砖时的传播路径．器材、操作方法、现象均如图3所示。这时光的传播路径已经不是一条直线了．这说明：光在介质中的传播并不总是沿直线，即光在两种介质中的传播路径不一定是直线．

光在玻璃与空气中的传播路径

综合分析四个实验，可以认为光沿直线传播是有条件的：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的．

二、对“光线”概念的理解

因为光在同一种均匀介质中沿直线传播，为了方便地描述这种传播路径与方向，我们用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向．这条直线叫做光线．必须说明的是：“光线”是虚拟的。是为了更加直观、形象地描述光的传播路径和方向而引入的．它将光的传播问题简化了，是一种理想化的物理模型．这种处理问题的方法在以后的学习中会经常用到。是一种重要的物理方法．

同学们可能会问，既然光线是虚拟的．那么我们在实际生活和实验中就应该无法观测到光线．但是在上面的四个实验里我们却看到了光在空气、水、玻璃等介质中的光束，为什么说它不是光线?这是因为空气中有水雾，水中有牛奶，而水雾和牛奶等物质对光具有散射作用，因此我们才看到光的传播路径．所以同学们必须确信：光线并不是真实存在的．

三、例题解析

例1　为了检查一块木板是否笔直．可以闭上一只眼睛．用另一只眼睛沿木板棱长的方向看过去．如图4所示．这是应用了什么原理7

解答这里利用了光沿直线传播的原理．由于光在同一均匀介质中沿直线传播，如果木板有弯曲，凸起的部分就会挡住前端的光线，便看不到木板的前端了．

例2　下列说法不正确的是( )．

A　光并不总是沿直线传播的

B　风吹草低见牛羊，是因为光的直线传播

C　晴天，常常在茂密的树阴下看到一个个圆形的小亮斑．是因为树叶的间隙都是圆形的

D　一叶障目，是因为光的直线传播

解析A选项，光在同一种均匀介质中才会沿直线传播；B选项，无风时，牛羊隐藏在草丛中，由于光的直线传播，牛羊身上反射的光被草挡住了．有风时，草低了，人眼才能看见牛羊身上的光，故看到了牛羊；C选项，根据小孔成像的原理可知，若光源距离很远，地上光斑的形状与小孔的形状无关，圆形小亮斑是太阳的像；D选项，树叶是不透明的物体，而光是沿直线传播的，故人眼不能看到远处的物体．所以选择C．

例3　2009年7月22日上午．在我长江沿线很多地区都观察到了日全食．观测日全食不能用肉眼直接对着太阳。如果没有专用的太阳滤镜，可采用如图5所示的简便方法：将手指展开，互相垂直叠放，对着阳光．在白纸上也能观察到太阳的像，这利用了光沿_______传播的原理．

解析将手垂直叠放，与遥远的太阳可形成小孔成像，这时在白纸上便可以看到太阳的像，故可以观测到日食．利用的是光的直线传播的原理．