光的直線傳播一導(dǎo)入新課今天我給大家?guī)砹艘粋€(gè)大炮筒，這是我自制的針孔相機(jī)，這個(gè)相機(jī)可以用來拍照。這是一個(gè)發(fā)光的字母F，現(xiàn)在我就用這個(gè)針孔相機(jī)給它拍照，我們來看一下。現(xiàn)在大家看到了什么？一個(gè)紅色的亮點(diǎn)，這是我的針孔，現(xiàn)在讓我來調(diào)一下焦。好，現(xiàn)在大家看到了什么？有點(diǎn)小是吧，繼續(xù)調(diào)焦，大家現(xiàn)在看到了什么?一個(gè)倒立的字母F，這就是發(fā)光的字母F的像。現(xiàn)在，我讓這個(gè)像變大，我還可以讓這個(gè)像變小。好玩嗎？想知道這個(gè)針孔相機(jī)的原理嗎？學(xué)了本節(jié)課的內(nèi)容，我們將能揭開這個(gè)針孔相機(jī)的神秘面紗。（板書“光的直線傳播”）二、光源請(qǐng)同學(xué)們思考一下，生活中都有哪些物體能夠發(fā)光呢？誰能起來說一下？（個(gè)別提問：四名，學(xué)生回答完自行坐下）老師也搜集了一些發(fā)光物體的圖片，我們來看一下。在物理學(xué)中，我們把能夠發(fā)光的物體叫做光源。這些物體都是光源。（板書“一、光源”）大家看，上下這兩排光源有什么區(qū)別呢？上面這些都是純天然的，稱為天然光源。而下面這些都是人造的，稱為人造光源；所以光源可以分為兩類：天然光源和人造光源。晚上我們經(jīng)常能看見月光，月亮是不是光源呢？月亮不是光源，月光是怎么來的呢？（個(gè)別提問）月亮本身是不能發(fā)光的，月亮是靠反射太陽光才能被我們所看見的。我們的眼睛能看見物體，眼睛是不是光源呢？遠(yuǎn)古的人類認(rèn)為，眼睛發(fā)出的光照亮了物體，所以我們才能看見物體。這種說法對(duì)嗎？不對(duì)，人的眼睛到底能不能發(fā)光，試想在一個(gè)漆黑的環(huán)境中，你還能看見物體嗎？不能，所以眼睛不是光源。一定記住，眼睛是用來看物體的，不會(huì)發(fā)光，只能接收光。三、光的直線傳播我們能看見光源，就是因?yàn)楣庠窗l(fā)出的光進(jìn)入了我們的眼睛，光源發(fā)出的光是沿著怎樣的路徑進(jìn)入我們的眼睛的呢？我這里有一束光，在黑板上形成一個(gè)亮斑，光從激光筆到光斑的位置到底沿著怎樣的路徑傳播的呢？直線，有沒有可能是曲線呢？如果我們能看見這束光就好了，怎樣才能把光在空氣中的傳播路徑顯示出來呢？對(duì)，我來制造一些煙霧。將紙點(diǎn)著，煙霧冒出上升，讓激光在煙霧中傳播。直線還是曲線？直線。這只能說明光在空氣中是沿直線傳播的。我們知道光也能在液體和透明的固體中傳播，是不是也沿直線呢？我這個(gè)水槽中裝的是淡糖水，我讓激光在其中傳播，大家看，怎么傳播的？沿直線。這說明光在液體中也是沿直線傳播的。光在固體中怎么傳播呢？現(xiàn)在我讓光在這個(gè)大果凍中傳播。怎樣傳播？沿直線。這說明光在固體中還是沿直線傳播的。綜合以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，我們可以得到：光在同種介質(zhì)中沿直線傳播。（板書“二、光在同種 介質(zhì)中沿直線傳播”）生活中經(jīng)常能見到光沿直線傳播的例子，展示課件中光沿直線傳播的圖片。大家注意，我剛才實(shí)驗(yàn)中用到的介質(zhì)：空氣啊、糖水啊、大果凍啊，它們都是均勻的。如果介質(zhì)不均勻，光還沿直線傳播嗎？我這個(gè)水槽中裝的是事先配好的濃度不均勻的糖水，下層濃度較大，而上層濃度較小。大家能看到分界線嗎？我先讓這束激光在上層均勻的糖水中傳播，大家看，怎么傳播的？沿直線傳播。現(xiàn)在我把這束激光向下平移，光還沿直線傳播嗎？光沿曲線傳播。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明：光在同種不均勻的介質(zhì)中沿曲線傳播。所以光沿直線傳播的條件應(yīng)該加一個(gè)：均勻。（板書“均勻”）我們只能說光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。為了方便地描述光的傳播，我們通常用一條帶箭頭的直線來表示光的傳播徑跡和方向，這樣的直線叫做光線。光線的箭頭要畫在線的中間，不要畫在兩端。比如，這條光線就表示一束水平向右傳播的光。大家注意，能不能說我這束激光就是一條或多條光線呢？當(dāng)然不能，光線僅僅是一個(gè)模型，光線可以表示光，但并不是真實(shí)的光，這里用到了一個(gè)重要的物理方法模型法。生活中常見的光源有兩類：點(diǎn)光源和平行光源，燭焰就可以看作是一個(gè)點(diǎn)光源，而太陽光是一種平行光源，點(diǎn)光源的光線是發(fā)散的，平行光源的光線是平行的。四、光沿直線傳播的應(yīng)用我們已經(jīng)得到了光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的結(jié)論，這一理論在生活中都有哪些應(yīng)用呢？（板書：“三、應(yīng)用”）1.小孔成像事實(shí)上，我自制的針孔相機(jī)就是光沿直線傳播的一個(gè)應(yīng)用。現(xiàn)在我把相機(jī)拆開，大家來看一下里面的構(gòu)造。這是發(fā)光的字母F，這是一塊毛玻璃做的光屏，可以承接發(fā)光字母F的像，相當(dāng)于相機(jī)里面的膠片，這是針孔，就是在一張紙板上扎一個(gè)小孔，相當(dāng)于相機(jī)的鏡頭，這個(gè)鐵皮桶是針孔相機(jī)的外殼。針孔相機(jī)的成像原理是什么呢？我們來看一下：這是針孔相機(jī)內(nèi)部構(gòu)造的示意圖，發(fā)光的字母F是一個(gè)光源，針孔就是一個(gè)小孔，毛玻璃是光屏。我們?cè)贔上取一個(gè)發(fā)光點(diǎn)A，它發(fā)出的一束光沿著直線傳播通過小孔，會(huì)在光屏上成一個(gè)像點(diǎn)A。同理，F(xiàn)上的另一發(fā)光點(diǎn)B也會(huì)在光屏上成一個(gè)像點(diǎn)B。F上的每一個(gè)發(fā)光點(diǎn)都會(huì)在光屏上成一個(gè)像點(diǎn)，這些像點(diǎn)組合起來，就構(gòu)成了發(fā)光字母F的像。這種現(xiàn)象稱為小孔成像。大家看，這個(gè)像是正的還是倒的？倒的。而且，由于這個(gè)像能被光屏承接，所以稱為實(shí)像。以后我們還會(huì)見到虛像，虛像是不能用光屏承接的。怎么讓這個(gè)像變大變小呢？如果我控制光源到小孔的距離不變，只把光屏靠近小孔，像的大小會(huì)怎么變呢？我們通過作圖來確定此時(shí)的像。怎么變的？變小了，如果我把光屏遠(yuǎn)離小孔呢？對(duì)，像會(huì)變大。除了調(diào)節(jié)光屏到小孔的距離能改變像的大小之外，還有其他方法嗎？如果我控制光屏到小孔的距離不變，只把光源靠近小孔，像的大小又會(huì)怎么變呢？我們也來作出此時(shí)的像。怎么變？對(duì)，變大了。如果我將光源遠(yuǎn)離小孔呢？對(duì)，會(huì)變小。我們一起來總結(jié)一下小孔成像的特點(diǎn)。第一，小孔成像成的是什么樣的像？倒立的實(shí)像。第二，像的大小與什么因素有關(guān)？與光屏到小孔的距離和光源到小孔的距離有關(guān)。現(xiàn)在我再把針孔相機(jī)組裝好，我們?cè)賮砜匆幌隆４蠹椰F(xiàn)在能看到倒立的像嗎？好，怎樣使像變大呢？對(duì)，把光屏向外拉出，什么道理呢？增大光屏到小孔的距離。我們來試一下。變大了嗎？變大了。怎樣使像變小呢？將光屏向里推，什么道理？減小光屏到小孔的距離，我們也來試一下。變小了嗎？變小了。好了，神奇的針孔相機(jī)的原理簡(jiǎn)單嗎？簡(jiǎn)單。就是光沿直線傳播的一個(gè)應(yīng)用。其實(shí)生活中小孔成像的現(xiàn)象是很常見的，夏天的中午，在樹蔭下，地面上隨處可見大大小小的光斑，這些光斑都是什么形狀的？圓形的。為什么都是圓形的呢？因?yàn)樗鼈兪翘柕南瘛Ｐ】自谀膬耗兀繕淙~間的縫隙相當(dāng)于小孔。所以說，樹蔭下的光斑是太陽通過樹葉間的縫隙在地面上成的實(shí)像。樹葉間的縫隙的形狀規(guī)則嗎？不規(guī)則。但地面上的光斑都是圓形的，這說明小孔成像的形狀與小孔的形狀有關(guān)嗎？無關(guān)。光斑有大有小，光斑的大小取決于誰呢？因?yàn)闃淙~間的縫隙到地面的距離有大有小，所以光斑也有大有小。2.手影除了小孔成像之外，光沿直線傳播還有什么應(yīng)用呢？大家都看過手影吧，我這里為大家準(zhǔn)備了一段手影的視頻，大家欣賞一下。這么精彩的手影是怎么演出來的呢？有沒有哪位同學(xué)會(huì)表演手影？好，這位同學(xué)上來表演一下。（學(xué)生表演）大家說像不像？嗯，非常像。手影是怎么形成的呢？你能給大家解釋一下嗎？對(duì)，解釋的很好，就是手把光擋住了。謝謝你的精彩表演和回答，請(qǐng)回到自己的座位。我有一個(gè)問題，為什么光會(huì)被擋住呢？光難道不能繞過手繼續(xù)傳播嗎？對(duì)，因?yàn)楣庠谕N均勻介質(zhì)中沿直線傳播。手影的本質(zhì)就是影子。比如，一個(gè)人在路燈下打籃球，地面上就會(huì)出現(xiàn)這個(gè)人的影子，這個(gè)影子應(yīng)該在人的哪邊呢？左邊。為什么？人是不透明的，來自燈泡的光被人擋住，這一塊兒就會(huì)出現(xiàn)影區(qū)，地面上就會(huì)出現(xiàn)影子。影子有多長呢？影子的邊界在哪里呢？你能通過畫圖確定嗎？對(duì)，從光源出發(fā)貼著頭頂畫一條光線，地面上這一段就是這個(gè)人的影子。如果這個(gè)人向路燈靠近一點(diǎn)，影子是變長還是變短呢？變短。如果走到路燈正下方呢？影子最短，就在腳底下。如果再向右走，遠(yuǎn)離路燈呢？對(duì)，影子又越來越長。日食月食是一種奇特的天文現(xiàn)象，都看過嗎？沒看過的以后還有機(jī)會(huì)。日食月食其實(shí)和影子的成因是相同的。我們知道，地球繞太陽公轉(zhuǎn)，一年轉(zhuǎn)一圈，月亮繞地球公轉(zhuǎn)，一個(gè)月轉(zhuǎn)一圈，當(dāng)月球恰好轉(zhuǎn)到太陽和地球中間且三點(diǎn)一線的時(shí)候，會(huì)發(fā)生什么呢？太陽光照到月球上會(huì)形成的影區(qū)嗎？會(huì)。如果影區(qū)正好有一部分落在地球上，地球上這個(gè)位置的人還能看見太陽嗎？看不見了，就好像太陽被什么吃掉了一樣，這種現(xiàn)象稱為日食。當(dāng)?shù)厍蚯『锰幵谔柡驮虑蛑虚g且三點(diǎn)一線的時(shí)候，月球就可能會(huì)處在地球的影區(qū)內(nèi)，此時(shí)還能看見月亮嗎？看不見了，為什么？對(duì)，月亮不是光源，它是靠反射太陽光才能被我們所看見的，而此時(shí)太陽又照不到月球，所以月球就看不見了，這種現(xiàn)象稱為月食。當(dāng)然了，隨著地球和月球的持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，日食和月食都不會(huì)持續(xù)太長時(shí)間，一般兩三個(gè)小時(shí)就能恢復(fù)正常。3.激光準(zhǔn)直光沿直線傳播的應(yīng)用還有很多。比如激光準(zhǔn)直。挖隧道的時(shí)候，如果沒有東西指引方向，挖著挖著就可能挖偏了。用什么指引方向呢？對(duì)，用激光。激光在空氣中沿著直線傳播，你只需要順著激光指引的方向挖就可以了。4.瞄準(zhǔn)射擊還比如瞄準(zhǔn)射擊。馬浩明同學(xué)喜歡玩搶，今天他帶來了自己的玩具槍，我們請(qǐng)他和自己的搭檔來給我們演示一下打槍時(shí)是如何瞄準(zhǔn)的。（學(xué)生演示：搭檔拿靶心）他說，當(dāng)眼睛通過缺口和準(zhǔn)星恰好能看見瞄準(zhǔn)點(diǎn)的時(shí)候就瞄準(zhǔn)了，這是什么道理呢？根據(jù)光沿直線傳播的道理，只有當(dāng)瞄準(zhǔn)點(diǎn)、準(zhǔn)星、缺口三點(diǎn)一線時(shí)，來自瞄準(zhǔn)點(diǎn)的光才能通過準(zhǔn)星和缺口進(jìn)入人的眼睛，被人看到。謝謝兩位的表演，請(qǐng)回座位。光沿直線傳播的應(yīng)用還有很多，由于時(shí)間有限，我們不再一一列舉。五、光速接下來，我們來研究一下光的傳播速度的問題。（板書“四、光速”）看一看這兩位同學(xué)的爭(zhēng)論，男生說：打雷和閃電在遠(yuǎn)處同時(shí)同地發(fā)生，我們總是先看到閃電后聽見雷聲，是因?yàn)檠劬﹂L在前面！女生說：不是！是光比聲音傳播快！你支持誰的觀點(diǎn)呢？當(dāng)然是女生。但是這個(gè)男生說的貌似也很有道理啊，如果打雷的時(shí)候，我們側(cè)著頭聽，讓耳朵放在眼睛前面，我們就能先聽到雷聲了嗎？當(dāng)然不能。所以說，先聽到雷聲還是先看到閃電，主要取決于光速和聲速的大小，而不是眼睛和耳朵的位置。空氣中的聲速約為340米每秒，已經(jīng)很大了，光速比聲速還大。我一摁開關(guān)，激光立刻出現(xiàn)在黑板上，好像光的傳播不需要時(shí)間，光的傳播速度真的無窮大嗎？不是，光速非常大，但也是有限的。真空中，光的傳播速度為 3108m/s，真空中的光速用小寫的字母c來表示。空氣中，光的傳播速度接近于真空中的傳播速度。計(jì)算時(shí)也按3乘以10的8次方米每秒。光在其他介質(zhì)中的速度比在真空中的速度小。在水中是真空中的3/4；在玻璃中是真空中的2/3。聲音很快，比聲音更快的是火箭，比火箭更快的光，我們來看一下光速與聲速和火箭的對(duì)比。如果雷聲從某個(gè)云層傳到人耳需要3.54秒，那閃電只需要0.000004秒；火箭從地球沿直線飛到月球需要2.5天，而激光只需要1.3秒。1.3秒就到月球了，那要走一年的話，該有多遠(yuǎn)啊。我們知道宇宙是非常大的，如果用米和千米作為單位丈量宇宙的話，數(shù)字是非常大的，那真是天文數(shù)字，很不方便，如果用光年作為單位的話，就方便的多。什么是光年，光一年傳播的距離就是光年。1光年有多大呢？我們來做個(gè)計(jì)算，1光年等于光速乘以1年時(shí)間，等于3乘以10的八次方米每秒乘以一年的時(shí)間，換算成秒就是一年365天乘以每天24小時(shí)乘以每小時(shí)3600秒，最后得9.4608乘以10的15次方米，換算成千米是9.4608乘以10的12次方千米。大不大？大。光年是時(shí)間單位嗎？不是。光年是天文上使用的長度單位。六、課堂小結(jié)這節(jié)課的內(nèi)容就學(xué)完了，這節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了光源、光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播、光沿直線傳播的應(yīng)用，還有光速