第四章 光

OPTICS · 光学分析中心 · 第 4 / 18 章
🎮 去挑战模式

🔦 光的直线传播

第 1 / 5 节
核心概念

光在同种均匀介质中沿直线传播。这是光学实验室行动的第一法则——路径最短,速度最快。

光速 c = 3 × 10⁸ m/s = 300,000 km/s

光从太阳到地球只需约 8 分钟。

📐 影子形成原理

当光遇到不透明物体时,被阻挡的区域形成影子。影子的大小与光源位置和物体位置有关。

45°

拖动滑块改变太阳角度,观察影子长度变化

🌑 日食与月食

日食:月球运行到太阳和地球之间,月球的影子落在地球上。
月食:地球运行到太阳和月球之间,地球的影子落在月球上。

📌 例题 1:一棵树高 3m,太阳光与地面成 30° 角,求树影长度。
解:tan 30° = 树高 / 影长 → 影长 = 3 / tan 30° ≈ 3 / 0.577 ≈ 5.2 m
利用直角三角形的三角函数关系,tan = 对边/邻边
📌 例题 2:太阳光与地面成 60° 角,一棵树的影长为 5 m,求树高。
解:tan 60° = 树高 / 影长 = h / 5
h = 5 × tan 60° = 5 × 1.732 ≈ 8.66 m
利用直角三角形的三角函数关系
📌 例题 3:小明身高 1.6 m,站在路灯下,路灯高 4 m,小明距离路灯底部 3 m,求小明影子的长度。
解:设影长为 x。利用相似三角形:
4 / (3+x) = 1.6 / x
4x = 1.6(3+x) → 4x = 4.8 + 1.6x → 2.4x = 4.8 → x = 2 m
路灯-地面-影子形成大三角形,人-地面-影子形成小三角形,两者相似
🎯 随堂测验 — 光的直线传播
Q1. 光在真空中的传播速度约为?
Q2. 下列现象中,不能用光的直线传播解释的是?
Q3. 太阳光与地面成 45° 角,一根 2m 高的电线杆影长约为?