單元主題：光的直進 【第 4－1
節】
光直進的證據 1.光直進的證據：
（1）影子： 陽光下的柵欄 皮影戲 日蝕與月蝕 日晷（計時器） 影子的形
狀（2）針孔成像： 針孔成像實驗 樹蔭下的小圓點（ 的像）
（3）雷射光：
因光的直線傳播性質，光也稱為 。
2.光直進示意圖：
卡片實驗：
二張卡片中央各打一小孔， 調整二張卡片的相對位置
只有 情形下，人透過小孔可見燈光。
水管實驗：
相對的二人，各由水管的一側看去，欲由管內看到對方
只有 情形下，二人可由管中見到對方。
影子的形成 1.影子的形成：
（1）點光源的光線以 方式向外做直線傳播（比較：太陽光源為 光）
（2）當光遇不透明的障礙物時，會在障礙物的 形成陰影，稱為 。
紙屏 障礙物
手漸遠離牆面
手掌的本影 本影周圍有半影
本影面積縮小，
半影面積 。
影子的大小可由點光源向障礙物四周端點作 推求。
（ 影子是光的射線無法到達的地方 ）
（3）影子的形狀與障礙物的形狀有 關係。
2.本影與半影：
（1） ：光完全照不到的全黑區域。
（2） ：在本影周圍，光部份照不到的的灰暗區域。
3.影子的大小變化討論：
（1）圖中手，若向左移動，影子的大小變化？ 。
理化課堂講義（自然三）67
針孔成像之像：
必 立：上下顛倒、左右相反 必 像
大、小、相等皆可能
實像：
是作圖法中光實際光線的交點 眼睛可見、能成像在紙屏上
（2）圖中手，若向右移動，影子的大小變化？ 。 （3）手若不動，將蠟燭向左，影子的大小變化？ 。
（4）手若不動，將蠟燭向右，影子的大小變化？ 。 （5）投影牆若向左移動，影子的大小變化？ 。
（6）投影牆若向右移動，影子的大小變化？ 。
針孔成像
1.針孔成像實驗程序：
（1）紙杯口貼 紙，杯底中央 。（孔的形狀 ） （2）將杯底小孔對著前方點燃之蠟燭
（3）觀察：在 上看到 。
2.針孔成像原理：
成像作圖：由物體各端點位置，經過小孔作 數條。再把各像點連線，可推知
像之性質（ 像之性質：正倒立、放大或相等或縮小的像 ）
3.針孔成像示意圖：
4.針孔成像性質：
（1）像之性質：
正倒立 。
像實虛 。 像的形狀 。
像的大小 。 （2）討論：
當光屏與孔距離不變時，蠟燭靠近針孔時，像的大小 。蠟燭遠離針孔 時，像的大小 。
當光屏與蠟燭距離不變時，針孔靠近光屏時，像的大小 。針孔遠離光屏 時，像的大小 。
針孔愈小，光愈集中，像愈 ，亮度 。 針孔愈大，光愈分散，像愈 ，亮度 。
理化課堂講義（自然三）
將紙面圖案正面順時針（或逆時針）轉 度
1
69
D
小孔若有二個，就會有 個像，類推之。
針孔孔徑過大時，只能看見 ，則無法看見成像。
5.相似形的對應邊關係：
光速有多快
1.光在不同介質中的傳播速率（光速）：
（1）光不用藉介質而傳播，光速每秒傳播 公里
（2）光速傳播視同等速運動。
（3）光在不同介質中的傳播速率：介質愈 ，光速愈慢 真空 » 空氣＞液體（水）＞固體（玻璃）
（4）光年，是 走一年所的距離，屬於 單位，相當於 公里。
1
光年＝ 公里 ≒ 公里。介質 光速 （公里/秒）
空氣
30
萬水
22.5
萬玻璃
20
萬Δ ABC 與 Δ DEF 相似 ⇒ 對應邊長成比例
⇒ AB
DE = BC EF
⇒ AB
DF = GC CH
⇒ V = Km / s = m / s
距離 = 光速 × 時間 ⇒ X = Vt
範例解說
1.如圖為其針孔成像的實驗裝置，如左下圖， 回答下列問題：
（1）紙屏上的成像圖案為下列何者？ 。
（2）針孔移近燭火時，燭火的像如何變化？ 。 （A）變大 （B）變小 （Ｃ）不變 （Ｄ）不一定。
（3）針孔移近紙屏時，燭火的像如何變化？ 。 （A）變大 （B）變小 （Ｃ）不變 （Ｄ）不一定。
（4）若蠟燭長度為 2 cm，則成像長度為？ 。 （A）2 cm （B）4 cm （Ｃ）8 cm （Ｄ）16 cm。
2.（ ）如附圖所示，小治站在聚光燈的前面，經過光線照射，在牆壁上形成明顯的影子，
燈距離小治 2
公尺，而小治距離牆壁3
公尺，假設小治的高度為150
公分，那麼影子高度可能為何？(A) 375
公分 (B) 400公分 (C) 380公分 (D) 240公分。3.水平面上立三根竹桿，長度相同如圖所示，若甲、乙相距 2 m，乙、丙相距 4 m，則回答
理化課堂講義（自然三）71
下列問題：
（1）（ ）陽光從右上方約距離丙 5m 處照來，如圖（一），則桿影的長度大小順序？
（2）（ ）燈光在右上方約距離丙 5m 處照來，如圖（二），則桿影的長度大小順序？
（A）甲＝乙＝丙 （B）甲＞乙＞丙（C）丙＞乙＞甲 （D）甲＞丙＞乙。
4.台北與高雄距離 300 公里，光速 秒可抵達。
5.太陽光 500 秒可達地球，二者距離 公里。
6.若地球與月球相距 38
萬公里，若光由地球傳播到月球需時1.3 秒。則光的傳播速率每秒
公里。
課程結束….
