封面
愛迪生自然科學第 16 堂範例卷：光的直進與針孔成像
本堂練習光沿直線前進、影子形成、針孔成像、光速與視線範圍。
愛迪生自然科學第 16 堂範例卷：光的直進與針孔成像
我的課程探索段位與個人檔案學習目標
學習目標
1. 用光直進說明影子與遮擋現象。
2. 由光線交會判斷針孔成像的上下左右關係。
3. 由相似三角形處理影長比例。
4. 用邊界光線判斷牆洞、開窗與屏幕可見範圍。
觀念
觀念一：光的直進與影子
在均勻透明介質中，光大致沿直線前進。光線被不透明物體擋住時，後方無法直接受光的區域形成影子。影子的大小和光源、物體、牆面或地面的相對位置有關。
圖示
圖：燭光、手與牆面的邊界光線
光直進概念 例題 1
在均勻透明的空氣中，下列哪一項現象最能說明光沿直線前進？
燭光手影 例題 2
如圖，燭光照向手與牆面，牆上會出現手影。此現象的主要原因為何？
點光源影子 例題 3
如圖，點光源、物體與牆面固定在同一直線方向。若只把物體往牆面移動，牆面上的影子大小通常會如何改變？
觀念
觀念二：影長比例與相似三角形
太陽光照射地面時，若同一時間地面平坦且物體直立，可用物高與影長形成的相似三角形處理比例。題目若給人的身高與影長，再給旗桿影長，就可用同一比例求旗桿高度。
影長比例 例題 1
同一時間，某人身高 150 cm、影長 30 cm；旁邊旗桿影長 200 cm。若地面平坦且旗桿直立，旗桿高度為多少？
路燈影長 例題 2
夜晚一人沿直線遠離路燈行走。若路燈高度固定，人的影子長度通常會如何變化？
光速比較 例題 3
打雷時常先看到閃電，過一會兒才聽到雷聲。主要原因是什麼？
觀念
觀念三：針孔成像
針孔成像利用光沿直線前進：物體上端的光線穿過小孔後到達屏幕下方，物體下端的光線穿過小孔後到達屏幕上方，所以屏幕上的像會上下顛倒。孔太大時，許多方向的光線重疊，影像會變模糊。
圖示
圖：箭頭物體經小孔到屏幕的光線
針孔成像方向 例題 1
如圖，箭頭物體經小孔在屏幕上成像。若只考慮光沿直線前進，屏幕上的像最可能具有哪一種性質？
針孔距離變因 例題 2
紙杯針孔相機中，物體與小孔位置不變，只把描圖紙屏幕往後移遠。若仍可成像，屏幕上的像通常會如何變化？
日偏食小孔成像 例題 3
日偏食時，陽光穿過紙板小孔後在地面形成許多月牙形亮斑。這些亮斑較合理的解釋為何？
觀念
觀念四：視線範圍與開口
牆上開口或窗戶能看見的範圍，可用眼睛到開口邊緣的邊界視線判斷。邊界視線之間的區域是可能看見的範圍；在邊界外的物體會被牆遮住。
電線桿與電線的影子 例題 1
日光照射下，電線桿在地面上有明顯的影子，而同樣被太陽照射的電線卻幾乎看不到影子。其原因為何？
隔牆廣告範圍 例題 2
如圖，隔牆有一個開口，觀察者想看牆後的廣告牌。若要找出廣告牌上可被看見的範圍，應如何使用光線模型？
粉筆遮擋 例題 3
白、黃、紅、綠、粉紅五支粉筆排成一直線。從隊伍最前方沿直線看過去，後方粉筆可能被前方粉筆擋住。此現象主要與下列何者有關？
觀念
觀念五：光與聲的傳播速率比較
光的傳播不需要介質，在真空中速率最快（約每秒 30 萬公里），進入空氣、水、玻璃等介質會逐漸變慢（真空＞空氣＞水＞玻璃）。聲音的傳播需要介質，介質越緻密越快、真空不能傳聲（固體＞液體＞氣體＞真空），且溫度越高聲速越快。兩者快慢順序恰好相反，且光速遠大於聲速，所以打雷時總是先看到閃電才聽到雷聲。
光速在真空中最快 例題 1
科學影片介紹太陽光照射到地球需要約 8 分鐘，是因為光雖然速度很快，但距離非常遠。請問關於光的敘述，下列何者正確？
光速與聲速的介質排序 例題 2
（甲）真空（乙）水（丙）玻璃（丁）空氣。光速與聲速在上述介質中的大小順序，分別為下列何者？
光與聲傳播的綜合比較 例題 3
關於聲音和光的傳播，下列敘述何者正確？
已作答 0/15 題
只想複習部分？答你要的題目就能交卷，未作答的題不計分。
專注陪讀
