光的直線傳播

1、光的直線傳播教學設計【教材分析】第四章光現(xiàn)象與生活的聯(lián)系是很緊密的，這也是學生第一次接觸光學部分的知識?！肮獾膫鞑ァ笔潜菊碌牡谝还?jié)課，本節(jié)課對于培養(yǎng)學生學習光學的興趣起著尤為重要的作用，只有培養(yǎng)起學生的興趣，學生才能夠愛學，從而才能夠?qū)W好。此外，光的傳播是幾何光學的基礎，在后面即將學到的光的反射定律、折射定律都要用到這節(jié)課所要學到的內(nèi)容。同時，利用光的傳播這部分知識還可以解釋小孔成像、影子、日月食等生活和自然界重要現(xiàn)象，也是信息傳遞一章的基礎，通過本章的學習是反射、折射現(xiàn)象的基礎，可以提高學生們對物理學習的熱情，激發(fā)學生的探究欲望，培養(yǎng)學生STS意識。因此，學習這部分知識具有重要意義?！緦W情分

2、析】初二學生思維活躍，求知欲旺盛，對自然界的很多現(xiàn)象充滿好奇，他們動手能力較強。但學生們學習物理不久，對科學探究的基本環(huán)節(jié)掌握的還是不夠，并且他們的邏輯思維還需要經(jīng)驗支持。因此，應該一學生身邊的現(xiàn)象引入物理知識，逐步讓學生理解和應用科學知識，培養(yǎng)學習科學的興趣，熟悉科學探究的基本環(huán)節(jié)，養(yǎng)成一定的科學態(tài)度?！窘虒W目標】1、知識與技能：（1）了解光源，知道光源大致分為天然光源和人造光源兩類；（2）理解光沿直線傳播及其應用（3）了解光在真空和空氣中的傳播速度m/s。2、過程與方法：（1）通過實驗探究認識光沿直線傳播是有條件的；（2）通過觀察與實驗培養(yǎng)學生初步的觀察能力和提出問題的能力；通過探究過程培

3、養(yǎng)學生科學探究精神和意識；（3）培養(yǎng)學生的自學能力和用語言表達物理知識的能力。3、情感態(tài)度與價值觀：（1）激發(fā)學生對學習物理的興趣，讓學生樂于探索自然現(xiàn)象。培養(yǎng)學生尊重客觀事實，實事求是的科學態(tài)度。（2）認識交流與合作的重要性，有主動與他人合作的精神?！窘虒W重點】理解和掌握光的直線傳播?！窘虒W難點】 解釋簡單的光現(xiàn)象，例如，小孔成像。導入新課漆黑的夜晚，我們什么也看不見，這是什么原因呢？站在太陽下，有光了了，但是如果緊閉雙眼，還是什么也看不見。人們要看見東西，必須要有光，而且光必須進入人們的眼睛。陽光使得我們的世界絢麗多彩，光使得我們的生活五彩繽紛。第四章我們將學習光的初步知識。利用多媒體課件

4、播放：播放一幅幅美麗的城市夜景、絢麗多彩的極光。我們先來欣賞幾張圖片 同學們欣賞了美麗的城市夜景、絢麗多彩的極光，正是有了這色彩斑斕的光，世界才被打扮得如此美麗，如此迷人。今天我們先來學習光的直線傳播。推進新課一、光的直線傳播1光源提問：同學們，剛才我們看到了美麗景，那么，這些把世界點綴得如此美麗的光是哪兒來的呢？結(jié)合課本中的圖，閱讀課本。然后討論交流。點評：光是光源發(fā)射出來的。提問：除了課本上舉的例子，你還知道哪些物體能夠發(fā)光呢？太陽、星星、月亮、點燃的火柴、點燃的蠟燭、點亮的日光燈、反光的鏡子、點亮的電視機屏幕都能發(fā)光嗎？點評：月亮、反光的鏡子是不能夠發(fā)光的，星星當中也只有恒星能夠發(fā)光，行

5、星和衛(wèi)星是不發(fā)光的。我們把這些能夠發(fā)光的物體，稱之為光源。光源是指自身能夠發(fā)光的物體，太陽、發(fā)光的電燈、點燃的蠟燭都是光源，要提醒學生注意電燈和蠟燭都不是光源，只有“發(fā)光的”電燈和“點燃的”蠟燭才算是光源。月亮和行星它們是通過反射太陽光或者其他光源射出的光而變得明亮的，因此月亮和行星不是光源。“星星”并不都是光源，只有“恒星”、“流星”是光源，而“行星”、“衛(wèi)星”、“彗星”等都不是光源。像太陽、螢火蟲、水母這類能夠自然發(fā)光的物體，叫“天然光源”；像點燃的蠟燭、霓虹燈、白熾燈這類由人類制造的發(fā)光物體，叫“人造光源”。板書：能夠發(fā)光的物體，稱之為光源。2探究光的直線傳播的條件我們之所以能夠看到身邊

6、的事物是因為有光進入我們的眼睛?？墒?，光是怎樣傳播到我們眼中的呢？同學們猜猜看？（1） 光沿直線傳播；（2）光沿曲線傳播。問：哪一種猜想是正確的呢？實驗探究方法一：用激光筆發(fā)出光束向滴了少量墨水的水中投射，可以看到光在水中沿直線傳播。方法二：用激光筆發(fā)出光直接照射果凍，發(fā)現(xiàn)光在果凍中沿直線傳播。方法三：將激光射過拉直了的橡皮管，但橡皮管彎曲就無法射過。通過實驗探究得出：光在空氣、水以及果凍這些均勻介質(zhì)中沿直線傳播提問：同學們剛才看到了許多光沿直線傳播現(xiàn)象，但是光總是沿直線傳播嗎？。方法四：將幾枚大頭針插在一條直線上，眼睛沿這條直線看去只能看到第一根針。方法五：將激光沿白屏從空氣斜射入水中，可以

7、看到光在空氣和水中的路徑都是直線，在空氣和水的界面上發(fā)生了偏折。我們看到光在空氣、水、中沿直線傳播；但在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生了偏折。說明光不是一定按照直線傳播，而是有條件的，這個條件就是介質(zhì)唯一。這個現(xiàn)象說明光必須在同種介質(zhì)中才沿直線傳播，但在同種介質(zhì)中光就一定沿直線傳播嗎？教師給學生播放有關“日出”的一段視頻，并對其講解。教師要告訴學生：每天早晨，在太陽還沒有升起時，我們可以看到光亮，是因為大氣層是不均勻的，它使得光傳播路徑變得彎曲了。而我們剛剛所做的實驗都是在同種而且是均勻的介質(zhì)中進行的，所以光沿直線傳播的條件是：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。演示實驗：教師演示光在非均勻糖水中傳播的實驗。

8、得出光在同種非均勻介質(zhì)中路徑發(fā)生彎曲。教師演示：如圖，在支架上固定一個薄水槽，其中放置一個白屏來顯示光的路徑，事先配有四杯濃度不同的糖水，將它們按濃度從大到小依次倒入水槽(四種糖水的量按一定的比例)，由于各層糖水間相互混合，所以水槽內(nèi)形成了從上到下濃度逐漸變大的不均勻糖水。將一束激光從透明水槽側(cè)面沿白屏表面75左右的入射角，由最上層溶液斜向下射入非均勻糖水，可見激光路徑在非均勻糖水中向下彎曲。同時做一個對照實驗，用激光光束斜射入同種均勻的蔗糖溶液中，再讓同學們觀察光的路徑仍是直線。引導學生歸納出光沿直線傳播的條件：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。板書：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。我們試圖尋找一

9、種模型來描述光，生活中我們常常用線條來勾勒事物。當然也可以用線條來描述光。由于平時我們見得最多的是光沿直線傳播的情形，所以物理學中就用帶箭頭的直線來表示光的傳播方向。比如要表示電燈的光在空氣中的傳播時，我們就沿光的傳播路徑作一些直線。這種直線叫做光線。光線：用一條帶箭頭的直線表示光的傳播徑跡和方向這樣的直線叫光線。學生們需注意：光線實際上是不存在的，而是為了研究光的傳播情況的方便而引入的，是一種表示光的傳播情況的模型。3光的直線傳播應用在前面的學習中，我們得出了光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的結(jié)論，那這樣一個結(jié)論在生活中有哪些應用呢？我們能否嘗試用這樣一個結(jié)論來解釋身邊的現(xiàn)象呢？可以說光在生活中

10、的應用非常多，小到影子形成，大到日食月食，甚至是奇妙的小孔成像現(xiàn)象，都與我們今天學習的知識有關。說到影子形成，老師今天帶來了一段視頻想與大家分享，相信看過春晚的同學并不陌生，下面請同學們欣賞由影子舞團帶來的中國符號。好，舞蹈演員給我們帶來了一場視覺的盛宴，其實呢變幻莫測的影子背后應用的原理非常簡單，正是我們今天所學習的光的直線傳播原理。為了讓大家更加清楚這樣一個過程，老師在黑板上畫一下影子是怎樣形成的。這是一個點光源S，遇到不透明的物體。由于光是沿直線傳播的，光源發(fā)出的光沒有辦法穿過不透明的物體，就在其后方留下一個陰影區(qū)，這個陰影區(qū)就是我們看到的影子。影子是我們司空見慣的，隨處可見，不足為奇。

11、接下來，老師想跟大家介紹一種特殊的影子，相信大家一定會感興趣，也就是日食月食。我們先來看一下天體的運動。有科學常識的同學不難理解地球繞著太陽轉(zhuǎn)，月亮繞著地球轉(zhuǎn)。好，那么日食究竟是怎樣的呢？當月亮運行到太陽與地球之間的時候，由于光是沿直線傳播的，它就會遮擋太陽發(fā)出的光，在地球上留下一個陰影，在陰影區(qū)的人就沒有辦法看到太陽，也就形成了日食。那么月食也是同樣的道理，當月亮運行到太陽與地球所成的直線后方的時候，太陽發(fā)出的光就會受到地球的遮擋。月亮就處于一個陰影區(qū)，它就沒有辦法發(fā)射太陽的光。我們知道月亮本身是不發(fā)光的，所以我們就看不到月亮，也就形成了月食。在古代，人們并不了解這樣現(xiàn)象后正真的原理，而將月

12、食說成是天狗食月，每當月食發(fā)生的時候人們很恐慌。封建迷信是由于他們知識的匱乏，當然我們也不乏智慧的學者。現(xiàn)在老師想向大家介紹其中的一位，墨翟，也就是我們常說的墨子。他在那個時代發(fā)現(xiàn)了一種奇妙的小孔成像現(xiàn)象。為了讓大家更清楚這個現(xiàn)象，老師也自制了實驗儀器。那在老師演示實驗的時候，希望同學們思考屏幕上的兩個問題提問：如果打開電燈，一部分光將穿過小孔射到屏上，請同學們猜想一下，在屏上將看到什么？打開電燈，學生觀察屏上的現(xiàn)象以及燈絲的形狀，大家看到什么了？點評：“V”字形的光斑，燈絲的形狀也是“V”字形的。但是開口和光斑相反。引導學生分析出小孔成像的原理及成像特點。板書：光的直線傳播現(xiàn)象：影、激光準直

13、、日食、月食、小孔成像。小孔成像的原理：光的直線傳播。成像特點：倒立的實像。二、光的傳播速度提問：打雷時閃電和雷聲實際是同時發(fā)生的，我們先聽到雷聲還是先看到閃電？同學們快速閱讀課本，讀完之后能告訴老師為什么在打雷的時候先看到閃電后聽到雷聲？說明：光的傳播速度比聲速快。光在真空或空氣中的傳播速度是3108 m/s，在水中的傳播速度約為在真空中的3/4，在玻璃中的傳播速度約為真空中的2/3。擴展：光速是很大的。如果一個飛人以光速繞地球運行，在1s的時間內(nèi)，能夠繞地球運行7.5圈。教師小結(jié)：這里涉及了一個新的物理量光速，物理學上用符號c表示，它的單位和速度一樣都是米/秒，符號表示為m/s。通過看書我

14、們可以知道在真空中的光速是宇宙間最快的速度，c3108 m/s，在空氣中，光速也可以近似地看為3108 m/s，在水中的傳播速度約為在真空中的3/4，在玻璃中的傳播速度約為真空中的2/3。到這里我們可以得到光速在空氣、水、玻璃中的大小關系v空氣v水v玻璃。板書：c3108 m/s1下列說法中，正確的是( )。A光總是直線傳播的B光在同一介質(zhì)中總是直線傳播的C小孔成像是光的直線傳播形成的D光在同一種均勻介質(zhì)中總是直線傳播的解析：光沿直線傳播是有條件的：必須是在同種均勻介質(zhì)中。可以用光沿直線傳播解釋的現(xiàn)象有：日食、月食、影子、小孔成像等。答案：CD2下列現(xiàn)象中，不能說明光是沿直線傳播的是( )。A

15、立竿見影 B小孔成像C日食、月食 D月亮在湖中的倒影解析：立竿見影中的影子是光在沿直線傳播過程中遇到不透明的物體，在物體后面形成的光照不到的暗區(qū)；小孔成像是利用光的直線傳播原理形成的倒立的實像；日食和月食是由光的直線傳播形成的；月亮在湖中的倒影屬于平面鏡成像，是光的反射原理。答案：D3關于小孔成像，下面說法中正確的是( )。A小孔所成的像一定比物體小B小孔所成的像一定是虛像C小孔所成的像一定是倒立的實像D小孔所成的像一定是正立的實像解析：小孔所成的像一定比物體小，A項不對，因為成像的大小取決于像到小孔的距離，成的像可能比物體大，也可能比物體小。小孔所成的像一定是虛像，B項也不對，因為小孔所成的

16、像一定是倒立的實像，由分析可知，C項是對的。小孔所成的像一定是正立的實像，不對，像是倒立的。答案：C4小明同學在課外用易拉罐做成如圖所示的裝置做小孔成像實驗，如果易拉罐底部有一個很小的三角形小孔，則他在半透明紙上看到的像是( )。A蠟燭的正立像 B蠟燭的倒立像C三角形光斑 D圓形光斑解析：小孔成像是由光的直線傳播形成的，物體經(jīng)過小孔成的像是倒立的實像，而不是光斑，像的形狀與物體相同，而與小孔的形狀無關。答案：B5太陽光透過茂密的森林在地面上形成的光斑是圓形的，這一現(xiàn)象表明( )。A樹葉間形成的空隙是圓的B太陽的形狀是圓的C地面上的光斑是太陽的像D光是沿直線傳播的解析：樹蔭下的光斑是小孔成像的結(jié)

17、果，是光的直線傳播現(xiàn)象，光斑是太陽的像，因此光斑是圓形的，所以B、C、D選項正確。答案：BCD6光在某種透明物質(zhì)中的傳播速度應該( )。A大于3105千米/秒 B等于3105千米/秒C小于3105千米/秒 D不能確定解析：光在真空中的速度為3105千米/秒，在空氣中的速度略小于這個值，在其他的透明介質(zhì)中的速度就更小。綜上分析選C。答案：C7光從太陽傳播到地球約需要8分20秒，太陽與地球的距離約是_米。月球與地球之間相距38萬千米，在地面上向月球發(fā)射一束激光，地面接收到光返回的信號，共經(jīng)歷了_秒。解析：光在真空中的傳播速度是：c3108 m/s，利用公式svt計算路程，利用公式t計算時間。光速c

18、3108 m/s，t8分20秒500秒太陽與地球的距離：sct3108 m/s500 s1.51011 m月球與地球之間的距離：s38萬千米3.8108 m光從地球到月球再返回來所傳播的距離是2s7.6108 m共經(jīng)歷的時間：t2.53 s答案：1.51011 2.53規(guī)律總結(jié)：1.光源本身發(fā)光的物體叫光源。注意有些物體看起來很亮，是因為它們反射了別的物體的光，并不是因為它自己發(fā)光，這類物體不是光源。如月亮、鏡子等。2光沿直線傳播(1)光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。說明如果介質(zhì)的種類發(fā)生了變化，或者是介質(zhì)密度發(fā)生了變化，光在里面?zhèn)鞑r，都不會沿直線傳播。如“星星眨眼”“海市蜃樓”等。在我們的生

19、活中很多地方都利用了光沿直線傳播的原理，如：排隊、激光準直等。(2)影和日食、月食光在傳播過程中遇到不透光的物體時，在物體后面光不能直接照射到的區(qū)域所形成的跟物體相似的黑暗部分稱為影。日常生活中的日食、月食和小孔成像等都可以用光的直線傳播來解釋。(3)光速：光在真空中的速度最大，用符號“c”表示，c3108 m/s。說明光在其他介質(zhì)中的速度都比真空中的傳播速度小?？諝庵械墓馑俳咏谡婵罩械墓馑伲部梢哉J為是3108 m/s。光在水中的傳播速度大約為真空中光速度的，在玻璃中的傳播速度大約為真空中光速的。(4)光年：光在一年內(nèi)通過的路程。注意光年是一個長度單位而不是時間或速度的單位。第1節(jié) 光的直

20、線傳播一、光的直線傳播1光源定義：能夠發(fā)光的物體，稱之為光源。2探究光的直線傳播的條件條件：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。光線：用一條帶箭頭的直線表示光的傳播徑跡和方向這樣的直線叫光線。3光的直線傳播應用光的直線傳播現(xiàn)象：影、激光準直、日食、月食、小孔成像小孔成像的成像特點：倒立的實像二、光的傳播速度光速：c3108 m/s利用光的直線傳播知識測出學校旗桿的高度利用陽光下的影子參考答案：太陽的光線是平行的ABDE又B、C、E、F在一條直線上ABCDEF人與旗桿是垂直于地面的ACBDFEABCDEF所以即DF因為同學的身高AC和她的影長BC及同一時刻旗桿的影長EF均可測量得出，所以代入測量數(shù)據(jù)即

21、可求出旗桿DF的高度。1設疑要符合學生的認知能力開始設計時，是以光的傳播路徑作為課題，讓學生進行猜測“光傳播的路徑”，然后，引導學生進行探究活動。但經(jīng)過調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，學生學過的自然常識和生活經(jīng)驗使他們對“光沿直線傳播”已經(jīng)有了豐富的感性認識，所以提出課題：光的傳播路徑和提出猜想：光沿直線傳播，必定會降低學生主動探究的興趣和積極性。把課題改為“光沿直線傳播”，并引導學生對“光一定沿直線傳播”產(chǎn)生質(zhì)疑。使學生的思維由“我早就知道光是沿直線傳播”拓展到“難道光沿直線傳播還有問題嗎？”，從而激發(fā)學生好奇心，使學生主動積極地參與探究。2繼承傳統(tǒng)教學的優(yōu)點在物理學習中，由于學生認知水平和學習內(nèi)容所限，學生不

22、可能對每一個知識進行探究，如：本節(jié)中物理模型“光線”的建立、光的傳播速度等，對于這樣的知識，我們還是要沿用傳統(tǒng)的講授方式，這種方式的優(yōu)點是直接明了，學生一聽就懂。因此，教師在教學設計時，既要研究如何貫徹二期課改“以學生發(fā)展為本”的教學理念，讓學生主動參與教學活動，還要研究在遇到講授性的知識時如何辯證地運用教學方法，使傳統(tǒng)優(yōu)秀的教學方法融入現(xiàn)代教學理念中。實驗光源的制作光學實驗中對光源一般要求是：能發(fā)出一條細窄光束(習慣稱光源)，或能發(fā)出幾條互相平行的細窄光束(習慣稱平行光源)。發(fā)出的光束要求亮度高且均勻，在實驗空間內(nèi)，光束的發(fā)散小。但為了能比較容易地在光屏上顯示光路，希望光束在垂直于光屏的方向有一定寬度，而在平行于光屏的平面內(nèi)則