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叩开学习物理的门与道 [:1704766488]
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叩开学习物理的门与道 第三章 光和眼睛
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叩开学习物理的门与道 [:1704766489]
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3.1 光世界巡行
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本节通过“手影游戏”和“研究光的色散现象”两个活动，引出光源概念、光的直线传播原理，以及光线、光速和色散概念。
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本节学习要点
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●认识光的直线传播原理。
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●知道光线是人们假想的物理模型。
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●知道光速是自然中物体运动速度的极限。
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●认识光的色散现象。
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本节学习支架
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1.怎样认识光线？
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在物理学中，常用带箭头的线条来描述一些物理现象。
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这种带箭头的线条，不仅能形象、直观地表示一些物理现象的特征，甚至能大致说明这些物理现象中量值的变化。
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例如，描述光的传播方向和行径的光线。我们以后还要学习的描述力的力线，即力的示意图和力的图示法；描述场的磁感线和电场线，以及描述流体运动的流线等。这些带箭头的线条都是人们假想出来的，在客观上并非存在。因此，物理学中把人们根据某些现象的特征，在头脑中想象出来的能直观、形象地描述这些现象特征的带箭头的线条，统称为“假想模型”。这种假想模型在帮助我们揭示自然奥秘的过程中，具有十分重要的作用，是人类在理性思维中所创造出来的一种重要的科学方法。
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2.怎样认识并记忆光速？
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科学家爱因斯坦最先指出：光速是自然中物体运动速度的极限。
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光速是自然中不变的量值。物理学中把自然中那些非常重要的不变的量值称为常数。大凡物理学中的常数，通常都要求同学们记住！
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人们常常采用一些趣味记忆的方法来记忆，例如，光在真空中每秒传播的距离是299792458米，于是，趣味记忆便是“二舅舅吃酒二试吾爸”。
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3.光为什么沿着直线传播？
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严格地说，光只有在均匀透明的物质中传播，其路径才是直的。
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通常情况下空气、水、玻璃等物质都是均匀透明的。因此，光在空气、水和玻璃中传播的路径是直的。依据前面八个学习物理的理念中提到的“大自然总是要使其系统结构内部的能量耗损降到最低为止，以确保其系统结构的稳定与和谐”的特性，那么，光在均匀物质中只有做匀速直线运动，才是光程最短，最节省时间，最节省能量，也是最稳定和最简单的线路结构。难怪牛顿说：“自然不做无用之事，只要少做一点就成，做多了却是无用，因为自然喜欢简单，而不爱用什么多余的原因来夸耀自己。”可见，大自然比人类更加知道怎样简单，如何稳定，也更加懂得怎样节约时间和如何节省能量！
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这就是我们为什么倡导同学们学习大自然，拜大自然为老师的道理。
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图3-1
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4.光的色散现象是谁首先发现的？又是怎样发现的？