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第五章 光 第一節 人類對光的認識

第五章 光 第一節 人類對光的認識. 光的重要理論 1. 粒子說： (1) 牛頓研究光的色散，並藉由力學觀點，提出光的「粒子說」。 (2) 認為光是從光源射出的許多微粒所組成。 (3) 解釋 光沿直線前進 的性質，並在理論上導出反射和折射定律。 (4) 預測光在一般介質中的速率比在空氣中快。. By meilinkuo. 2. 波動說： (1) 海更士在 1678 年提出光的「波動說」。 (2) 認為光是一種波動。 (3) 預測光在一般介質中的速率比在空氣中慢。. 3. 光子： (1)1905 年，愛因斯坦提出「光子」的概念。

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第五章 光 第一節 人類對光的認識

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  1. 第五章 光第一節 人類對光的認識 光的重要理論 1.粒子說： (1)牛頓研究光的色散，並藉由力學觀點，提出光的「粒子說」。 (2)認為光是從光源射出的許多微粒所組成。 (3)解釋光沿直線前進的性質，並在理論上導出反射和折射定律。 (4)預測光在一般介質中的速率比在空氣中快。 By meilinkuo

  2. 2.波動說： (1)海更士在1678年提出光的「波動說」。 (2)認為光是一種波動。 (3)預測光在一般介質中的速率比在空氣中慢。

  3. 3.光子： (1)1905年，愛因斯坦提出「光子」的概念。 (2)認為電磁波是由許多光子所組成。 (3)光子兼具有粒子和波動的二象性質。 (4)光子的傳播不需依靠介質。

  4. 第二節 光的傳播 一．針孔成像 1.此實驗顯示光沿直線傳播。 2. (1)針孔很小：在光屏上形成倒立、左右相反、與原物成比例的像。 (2)針孔過大：影像變模糊。

  5. 二．本影和半影 1.影子：影子的形成是光的直進性質造成的結果。 2.影子分類： (1)本影：光源光線完全照射不到的區域。 (2)半影：部分光源光線可照射到的灰暗區域。

  6. 3.光源大小與影子種類的關係： （1）光源小（點光源）：只能造成本影。 （2）光源較大（非點光源）：能造成本影和半影。 4.日蝕和月蝕： （1）日蝕：地球上的人進入月球的影子區域內，所看到的現象。A.日全蝕 B.日偏蝕 C.日環蝕 （2）月蝕：月球進入地球的影子區域內，所形成的現象。 A.月全蝕 B.月偏蝕

  7. 第三節 光的反射 一．光在傳播時，遇到不同的介質，通常在表面有下列現象發生：（1）反射。（2）透射或折射。（3）被表面吸收。

  8. 二．光的反射 1.反射定律： （1）入射線與反射線分別位在法線的兩側，且三者在同一平面上。 （2）入射角等於反射角。不管在平面或曲面反射，反射定律皆成立。 2.反射的種類： （1）單向反射：反射面為光滑平面，則平行入射光反射後亦平行射出。 （2）漫射：反射面為粗糙不平的表面，則平行入射光反射後將不再平行。仍滿足反射定律。

  9. 三．面鏡成像(利用光的反射原理) 1.平面鏡成像性質：虛像、正立、大小相等、左右相反。物距等於像距 。 2.凸面鏡成像 （1）形成縮小、正立的虛像。 （2）像縮小，但視野擴增。 （3）應用：(A)汽車後視鏡 (B)公路轉彎處的凸面鏡

  10. 3.凹面鏡成像 （1）物在焦點內，形成放大、正立的虛像。 （2）應用：化粧鏡 4.拋物面鏡 （1）(a)平行主軸的入射光，反射後會聚於焦點 (b)光源在焦點上，反射光線將平行射出。 （2）應用：碟形天線、探照燈、汽車車頭燈

  11. 第四節 光的折射 一．折射 1.折射現象：光從介質1進入介質2時，行進方向會發生偏折，稱為折射。 2.光在兩介質內的傳播速率不同所致。 3.光速與光線偏折的關係：光從光速慢的介質傳入光速快的介質，則偏離法線。光從光速快的介質傳入光速慢的介質，則偏向法線。 4.實例：(1)物體在水中看起來深度變淺。 (2)海市蜃樓

  12. 二．透鏡 1.凸透鏡（會聚透鏡） （1）中間部分較周圍部分厚的透鏡。 （2）成像性質：視位置而定 (a)可產生放大或縮小的像，如照相機、投影機、放大鏡。 (b)使光線會聚，如遠視眼鏡。

  13. 2.凹透鏡（發散透鏡） （1）中間部分較周圍部分薄的透鏡。 （2）成像性質：恆為縮小的正立虛像。 （3）功用：是光線發散，如近視眼鏡。

  14. 物 像 位置 位置 大、小 正、倒 實、虛 凸透鏡 p = ∞ q = f 一個點 不討論 ∞＞p＞ 2f 2f ＞q＞ f 縮小 倒立 實像 p = 2f q = 2f 相等 倒立 實像 2f ＞p ＞f ∞＞q ＞2f 放大 倒立 實像 p = f ∞ 不討論 p ＜ f 鏡前0~∞ 放大 正立 虛像 凹透鏡 任何位置 鏡前焦點內 縮小 正立 虛像

  15. 三．眼睛 1.與相機結構對照 （1）晶狀體相當於凸透鏡，且焦距能自由調節。 （2）瞳孔相當於光圈，可調節入射光量。 （3）視網膜相當於底片，可感光。 2.眼睛成像：物體發出的光線，經晶狀體折射後，在網膜上形成縮小倒立實像。 3.近視與遠視 （1）近視：眼球太長，或晶狀體焦距太短，使像落在網膜前，可配戴凹透鏡矯正。 （2）遠視：眼球太短，或晶狀體焦距太長，使像落在網膜後，可配戴凸透鏡矯正。老花眼類似遠視，亦配戴凸透鏡矯正。 4.眼鏡度數 透鏡焦距(公尺)的倒數乘以100所得的數值 度數愈大(深) ，透鏡焦距愈小。

  16. 第五節 光的三原色 一．三稜鏡色 1.光的色散：白光經三稜鏡的折射後，呈現彩色光的現象。 2.成因：不同色光在介質中的傳播速率不同，所以偏折程度亦不同。 3.偏向角：紅光最小，紫光最大。 二．物體顏色 1.光的三原色：紅、藍、綠。 2.將三原色依不同比例組合，可產生任何一種顏色。

  17. 3.物體的顏色： （1）透明物體：取決於該物所能透射的色光。 （2）不透明物體：取決於該物所反射的色光。 非原色物體，其顏色為各色光的混合結果。

  18. 現象 虹 霓 折反射次數 二折一反 二折二反 光度 較強 較弱( 多一次反射 ) 位置 較低 較高 顏色分布 內紫外紅 內紅外紫 第六節 光與生活 一．虹與霓 1.成因：陽光在空氣中的水滴表面及內部，發生折射與反射，使白光產生色散

  19. 二．視覺暫留 1.視覺暫留：物體的光在網膜上成像，大腦隨即產生視覺。若閉上眼睛，大腦中的視覺不會馬上消失，會留存約 1/16 秒。 2.應用：動畫、電影 三．發光強度和照度 1.光的波動性質 （1）不同顏色的光，對應有不同的頻率與波長 （2）可見光的波長範圍：4000埃(紫光)~7000埃(紅光)。 （3）紫外光：光譜上波長小於紫光的某段區域。紅外光：光譜上波長大於紅光的某段區域。

  20. 2.發光強度與照度 （1）光通量 (a)定義：每單位時間內由光源發出或被照體所吸收的光。 (b)單位：流明（lm） （2）發光強度 (a)定義：光源在某一方向上發出可見光的光通量大小。 (b)單位：燭光（cd）

  21. （3）照度 (a)被照體表面每單位面積所接受可見光的光通量。 (b)單位：勒克斯（lx） 1 lx = 1 lm/m2 (c)影響因素：(甲)光源的發光強度(乙)被照體和光源間的距離 （4）球狀光源 (a) 1燭光的球狀光源所發出的總光通量為4π流明。 (b)光源為I燭光，距光源r的地方，照度為I/ r 2（lm/m2）。

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