第四章 光現象第1節 光的直線傳播設計說明本節的教學重點是光沿直線傳播，它是研究光的反射、折射現象的必備知識，學生對光沿直線傳播知識的認識，仍處于初步階段，所以在教學過程中，教師可設計一系列的演示實驗、多媒體圖片，引導學生得出光沿直線傳播的規律。在教學過程中還要結合實驗和日常生活中的現象和應用，使學生對光的直線傳播規律有更全面、深刻的認識，激發學生學習光學知識的興趣。教學目標1.通過多媒體播放一組優美的光源圖片，讓學生找出它們的共同特征都能發光，讓學生認識光源。2.通過教師設計的演示實驗，學生觀察光在空氣、水、固體中的傳播路徑，了解光在同種均勻介質中沿直線傳播，學習用實驗探究的方法解決、認識物理問題。3.結合生活實際，能用光的直線傳播，解釋生活中的光現象，及光在實際生活中的應用。4.通過自主學習，了解光在不同介質中的傳播速度，及光在真空中的傳播速度。教學重點難點1.重點：光沿直線傳播的規律的理解和掌握。2.難點：如何保證實驗現象清晰、明顯，培養學生提出問題、表達問題的能力。教具1.學生用：激光筆一支、果凍一個、噴水壺一個、清水適量、裝了水的玻璃杯（水中加了少量墨水）。2.教師用：小孔成像演示器（用蛋糕盒自制）、氦氖激光器（或激光筆）、大水槽一個、40 W電燈、多媒體計算機、實物投影儀等。教學過程回顧思考1.聲音是怎樣產生的？2.聲音的傳播需要________，登上月球的人，即使面對面也無法正常交談是因為________。3.聲音在15 的空氣中的傳播速度是________。導入新課1.多媒體導入大屏幕滾動播放一組與光現象緊密聯系的優美圖片：霞光萬道、晨曦中穿透樹林的道道陽光、白光通過三棱鏡時的色散、彩色的肥皂泡、北極光、美麗的城市夜景等。教師：伴隨著美妙的音樂，同學們欣賞到了美麗的景色，此情此景，同學們想對老師說點什么呢？學生：談感受（引導學生問是誰裝扮了美麗的城市？如果沒有光會是什么樣子等方面回答）。教師：是的，正是有了這色彩斑斕的光，城市才被打扮得如此美麗，如此迷人。對于光，同學們想知道些什么呢？學生：各抒己見。教師：光對我們來說有著重要的意義。相信你學過“光現象”后，一定會有更深地理解。2.情景導入教師：請同學們打開窗簾，我們看到陽光照進了教室，老師看到了大家一張張的笑臉。試想，如果在伸手不見五指的夜晚，我們還能看見東西嗎？這是為什么呢？學生：夜晚沒有光，我們就什么也看不見。教師：白天，如果我們緊閉雙眼，仍什么也看不見，又是因為什么？學生：光沒有進入我們的眼睛。教師：對！實際上我們的周圍就是一個光的世界，同學們一定都想知道光的奧秘，從本章開始，老師將帶領大家一起走向光的世界！3.手影游戲導入教師：同學們做過手影游戲嗎？引導學生做手影游戲，并在學生興致正高時突然斷電。問：為什么關了燈會沒有手影？學生：要形成影必須有光。教師：對！那么光是從哪里發出的呢？引出光現象。進行新課探究點一光源教師：同學們，剛才我們看到了美麗的城市夜景，那么，這些把城市點綴得如此美麗的光是哪兒來的呢？閱讀教材第69頁，然后討論交流。教師：請列舉生活中能發光的物體，以小組為單位進行比賽看哪組舉例最多。學生：經過熱烈討論后踴躍發言（教師：根據學生的回答情況可以適時地補充兩個例子：明亮的月亮和反光的鏡子）教師：剛才同學們說出了好多能夠發光的物體，能不能對這些發光物體進行分類？引導學生從自身能發光和自身不能發光兩方面考慮。例如：太陽、閃電、發光的電燈、點燃的蠟燭、霓虹燈、篝火、手電筒、火把等；有些本身不能發光，要靠反射其他物體的光，例如：月亮和反光的鏡子等。教師：我們就把這些本身能夠發光的物體，稱之為光源。所以太陽、火把等是光源，而月亮、反光的鏡子等不是光源。那么光源又可分為幾類？引導學生尋找生活中常見的光源，并對所找出的光源進行歸類。（學生可能將光源分為熱光源和冷光源，也可能分為自然光源和人造光源，還可能分為有生命的光源和無生命的光源）教師對學生的學習活動給予合理的評價。（注：生活、生產中有各種各樣的光源。手電筒、火把、油燈、蠟燭、白熾燈、日光燈、霓虹燈以及鈉燈、汞燈、氖燈等，都是無生命的光源。還有螢火蟲、燈籠魚、斧頭魚、水母等有生命的光源）總結歸納：能夠發光的物體叫光源。光源從來源角度分為人造光源和自然光源；從傳播方向分為點光源和平行光源。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例1下列物體哪一個屬于光源（）A.地上的雪B.月亮C.通電的探照燈D.放電影時所看到的銀幕解析：能夠發光的物體是光源。地上的雪本身是不發光的，不是光源，A選項錯誤；月亮本身也是不發光的，靠反射太陽光人們才能看到它，也不是光源，B選項錯誤；通電的探照燈自身能夠發光，是光源，C選項正確；放電影時的銀幕本身不能發光，我們能夠看到的是它反射的光，D選項錯誤。答案：C探究點二光的直線傳播1.探究光的直線傳播的條件實驗演示：老師用手中的激光器向教室的墻壁上照射，會在墻壁上呈現一個亮點。提出問題：請大家猜測一下，光源發出的光是怎樣傳播的？生活中，你們見過光傳播的實例嗎？學生：可能沿直線傳播，穿過樹林的陽光是直的；探照燈發出的光也是直的教師：要想確切了解光的直線傳播規律，同學們必須用實驗自己去研究，實驗中要注意思考以下幾個問題。多媒體展示：光可以在哪些物質中傳播？光在這些物質中的傳播路徑有什么特點？（1）學生實驗用噴壺向空中噴射水霧，激光筆發出光束射向水霧。用激光筆發出光束向滴了少量墨水的水中射去。用激光筆發出的光直接照射果凍，可以看到光在果凍中的傳播路徑。引導歸納：整理歸納本小組的實驗現象，發現光在空氣中、水中、透明果凍中都是沿直線傳播的。（2）教師演示實驗在大水槽中倒入溫度很高的熱水（以水面上方出現大量的水霧為好），并在熱水中滴入幾滴墨水，讓激光筆發出的光從水面的上方斜射入水中，觀察光在空氣中的路徑和水中的路徑是否在同一條直線上？分組討論你的發現：發現光在空氣中的路徑和水中的路徑不再是一條直線，由此可見光的傳播路線并不一定是一條直線。（3）總結歸納綜合上面的實驗現象可知，光只有在同種均勻介質中才會沿直線傳播。2.光線教師：通過前面的實驗我們發現光的傳播路徑一般是直的。怎樣在紙上表示光的傳播情況呢？你能不能想一個辦法？學生認真思考、討論并回答。教師對學生的創造性回答給予合理評價后指出：我們通常用一條帶有箭頭的直線表示光的傳播徑跡和方向，這樣的直線叫光線。引導學生學習畫光線，教師對學生的學習活動給予指導。（注：此處應該適時向學生介紹理想模型法）3.光沿直線傳播的現象（1）完成“想想做做”：在一個圓筒形蛋糕盒的筒口處糊一張白紙，底部的圓洞上固定一個不透光的紙板人，打開后邊的電燈，同學們在屏上可以看到一個“人影”，試分析“人影”的形成原因。（學生認真觀察后，以小組為單位討論后展示）歸納總結：光在傳播過程中遇到不透明的物體會在物體的后面形成影子。（2）多媒體展示：觀看大屏幕展示的日食、月食的成因圖，請分析日食、月食的成因。（學生認真觀察后，以小組為單位討論后展示）歸納總結：日食是因為月球運動到地球和太陽之間，三個星球正好或接近排成一條直線時，月球擋住了我們觀察太陽的視線，地球處于月球的影子中；月食是因為地球運動到太陽和月球之間，三個星球正好或接近排成一條直線時，地球遮住太陽光，月球處于地球的影子中。（3）制作展示：展示課前自己制作的小孔照相機，將小孔對著點燃的蠟燭的火焰，觀察燭焰的像，你的發現是什么？你能畫出燭焰發出的光通過小孔的光路圖嗎？（先組內合作探究，再交流展示）光路如圖所示。改變蠟燭到小孔和屏到小孔的距離，再觀察成像的情況。引導學生分析：燭焰上部發出的光線，由于光的直線傳播，通過小孔后，射到了光屏下部；燭焰下部發出的光線，由于光的直線傳播，通過小孔后，射到了光屏上部，就形成了相對于燭焰倒立的像。小孔成像成倒立的像，像的大小取決于像與物到小孔的距離；像的形狀取決于物的形狀，與小孔的形狀無關。小孔成像由實際光線會聚而成，是實像。總結歸納：燭焰通過小孔成倒立的實像。像的大小取決于像與物到小孔的距離。像的形狀取決于光源形狀，與小孔形狀無關。4.光沿直線傳播的應用教師：光沿直線傳播在生活中有許多應用，你能舉出幾個例子嗎？學生認真思考，討論并回答。引導歸納：士兵射擊瞄準；站隊時隊列排直；木工師傅檢查木板是否平直；利用激光束引導掘進機沿直線前進開鑿隧道等。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）甲 乙例2（1）如圖所示的兩幅圖中反映的共同物理規律是________；（2）圖乙演示的實驗中，看到的像是________（選填“正立”或“倒立”）的像。解析：光在同種均勻介質中沿直線傳播，光的直線傳播形成的現象有小孔成像，影子的形成，日食、月食的形成等。小孔成像時實際光線透過小孔，上部的光線照射在屏幕下方，下部的光線照射在屏幕上方，從而形成物體倒立的像。答案：（1）光在同種均勻介質中沿直線傳播（2）倒立規律方法：（1）小孔成像的特點：倒立的可大可小的實像。（2）像的形狀：與物體的形狀有關，跟小孔的形狀無關。探究點三光的傳播速度教師：打雷的時候，雷聲和閃電是同時發生的，但我們總是先看到閃電后聽到雷聲，這是什么原因呢？引導學生從聲和光的傳播速度不同回答。教師：自學教材第71頁，知道下列知識：光在真空中也能傳播，真空或空氣中的傳播速度約是3108 m/s；光在水中的傳播速度約為在真空中的；光在玻璃中的傳播速度約為在真空中的。教師介紹：你知道我們平時眨一下眼需要多長時間嗎？需要0.1 s，就在你眨眼的工夫，假設一個物體能以光速飛行，在0.1 s內能夠飛行3萬千米。這個距離讓一個普通人不停地走，大約要走250天，可見光速之大。教師介紹：你知道光年這個單位嗎？光年是一個長度單位，它表示光在一年里傳播的距離，1光年=9.460 81015 m。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例3雷電是經常發生的大自然現象，人們總是先看到閃電，后聽到雷聲，這是因為________；一次小明看到閃電后4 s聽到雷聲，雷電發生處距小明的距離約為________m（聲速為340 m/s）。解析：閃電和雷鳴是同時發生的，聲音的傳播速度是340 m/s，光的傳播速度是3108 m/s，我們先看到閃電后聽到雷聲的原因是空氣中光的傳播速度遠大于聲音的傳播速度。忽略光傳播的時間，利用速度公式，可用聲音傳播的距離求出雷電發生處與小明的距離s=vt=340 m/s4 s=1 360 m。答案：光速比聲速大得多1 360規律方法：求解此類問題的技巧是了解光速比聲速快得多，忽略光傳播的時間，利用看到光后聽到聲音的時間，求出聲在這段時間內傳播的路程。課堂小結當堂達標（見導學案“當堂達標”）參考答案1.D 2.B 3.A 4.光的直線傳播 5.月地直線傳播 6.1.510112.53布置作業教材第72頁“動手動腦學物理”第1至4題。板書設計一、光源1.光源：能夠發光并且正在發光的物體。2.舉例：太陽、火把、蠟燭。二、光的直線傳播1.光線：。2.光可以在真空中傳播。3.特點：光在同種均勻介質中沿直線傳播。4.現象：影子、日食、月食、小孔成像。三、光的傳播速度真空中c=3108 m/s。教學反思____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________