第四章 光现象第1节 光的直线传播设计说明本节的教学重点是光沿直线传播，它是研究光的反射、折射现象的必备知识，学生对光沿直线传播知识的认识，仍处于初步阶段，所以在教学过程中，教师可设计一系列的演示实验、多媒体图片，引导学生得出光沿直线传播的规律。在教学过程中还要结合实验和日常生活中的现象和应用，使学生对光的直线传播规律有更全面、深刻的认识，激发学生学习光学知识的兴趣。教学目标1.通过多媒体播放一组优美的光源图片，让学生找出它们的共同特征都能发光，让学生认识光源。2.通过教师设计的演示实验，学生观察光在空气、水、固体中的传播路径，了解光在同种均匀介质中沿直线传播，学习用实验探究的方法解决、认识物理问题。3.结合生活实际，能用光的直线传播，解释生活中的光现象，及光在实际生活中的应用。4.通过自主学习，了解光在不同介质中的传播速度，及光在真空中的传播速度。教学重点难点1.重点：光沿直线传播的规律的理解和掌握。2.难点：如何保证实验现象清晰、明显，培养学生提出问题、表达问题的能力。教具1.学生用：激光笔一支、果冻一个、喷水壶一个、清水适量、装了水的玻璃杯（水中加了少量墨水）。2.教师用：小孔成像演示器（用蛋糕盒自制）、氦氖激光器（或激光笔）、大水槽一个、40 W电灯、多媒体计算机、实物投影仪等。教学过程回顾思考1.声音是怎样产生的？2.声音的传播需要________，登上月球的人，即使面对面也无法正常交谈是因为________。3.声音在15 的空气中的传播速度是________。导入新课1.多媒体导入大屏幕滚动播放一组与光现象紧密联系的优美图片：霞光万道、晨曦中穿透树林的道道阳光、白光通过三棱镜时的色散、彩色的肥皂泡、北极光、美丽的城市夜景等。教师：伴随着美妙的音乐，同学们欣赏到了美丽的景色，此情此景，同学们想对老师说点什么呢？学生：谈感受（引导学生问是谁装扮了美丽的城市？如果没有光会是什么样子等方面回答）。教师：是的，正是有了这色彩斑斓的光，城市才被打扮得如此美丽，如此迷人。对于光，同学们想知道些什么呢？学生：各抒己见。教师：光对我们来说有着重要的意义。相信你学过“光现象”后，一定会有更深地理解。2.情景导入教师：请同学们打开窗帘，我们看到阳光照进了教室，老师看到了大家一张张的笑脸。试想，如果在伸手不见五指的夜晚，我们还能看见东西吗？这是为什么呢？学生：夜晚没有光，我们就什么也看不见。教师：白天，如果我们紧闭双眼，仍什么也看不见，又是因为什么？学生：光没有进入我们的眼睛。教师：对！实际上我们的周围就是一个光的世界，同学们一定都想知道光的奥秘，从本章开始，老师将带领大家一起走向光的世界！3.手影游戏导入教师：同学们做过手影游戏吗？引导学生做手影游戏，并在学生兴致正高时突然断电。问：为什么关了灯会没有手影？学生：要形成影必须有光。教师：对！那么光是从哪里发出的呢？引出光现象。进行新课探究点一光源教师：同学们，刚才我们看到了美丽的城市夜景，那么，这些把城市点缀得如此美丽的光是哪儿来的呢？阅读教材第69页，然后讨论交流。教师：请列举生活中能发光的物体，以小组为单位进行比赛看哪组举例最多。学生：经过热烈讨论后踊跃发言（教师：根据学生的回答情况可以适时地补充两个例子：明亮的月亮和反光的镜子）教师：刚才同学们说出了好多能够发光的物体，能不能对这些发光物体进行分类？引导学生从自身能发光和自身不能发光两方面考虑。例如：太阳、闪电、发光的电灯、点燃的蜡烛、霓虹灯、篝火、手电筒、火把等；有些本身不能发光，要靠反射其他物体的光，例如：月亮和反光的镜子等。教师：我们就把这些本身能够发光的物体，称之为光源。所以太阳、火把等是光源，而月亮、反光的镜子等不是光源。那么光源又可分为几类？引导学生寻找生活中常见的光源，并对所找出的光源进行归类。（学生可能将光源分为热光源和冷光源，也可能分为自然光源和人造光源，还可能分为有生命的光源和无生命的光源）教师对学生的学习活动给予合理的评价。（注：生活、生产中有各种各样的光源。手电筒、火把、油灯、蜡烛、白炽灯、日光灯、霓虹灯以及钠灯、汞灯、氖灯等，都是无生命的光源。还有萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼、水母等有生命的光源）总结归纳：能够发光的物体叫光源。光源从来源角度分为人造光源和自然光源；从传播方向分为点光源和平行光源。例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）例1下列物体哪一个属于光源（）A.地上的雪B.月亮C.通电的探照灯D.放电影时所看到的银幕解析：能够发光的物体是光源。地上的雪本身是不发光的，不是光源，A选项错误；月亮本身也是不发光的，靠反射太阳光人们才能看到它，也不是光源，B选项错误；通电的探照灯自身能够发光，是光源，C选项正确；放电影时的银幕本身不能发光，我们能够看到的是它反射的光，D选项错误。答案：C探究点二光的直线传播1.探究光的直线传播的条件实验演示：老师用手中的激光器向教室的墙壁上照射，会在墙壁上呈现一个亮点。提出问题：请大家猜测一下，光源发出的光是怎样传播的？生活中，你们见过光传播的实例吗？学生：可能沿直线传播，穿过树林的阳光是直的；探照灯发出的光也是直的教师：要想确切了解光的直线传播规律，同学们必须用实验自己去研究，实验中要注意思考以下几个问题。多媒体展示：光可以在哪些物质中传播？光在这些物质中的传播路径有什么特点？（1）学生实验用喷壶向空中喷射水雾，激光笔发出光束射向水雾。用激光笔发出光束向滴了少量墨水的水中射去。用激光笔发出的光直接照射果冻，可以看到光在果冻中的传播路径。引导归纳：整理归纳本小组的实验现象，发现光在空气中、水中、透明果冻中都是沿直线传播的。（2）教师演示实验在大水槽中倒入温度很高的热水（以水面上方出现大量的水雾为好），并在热水中滴入几滴墨水，让激光笔发出的光从水面的上方斜射入水中，观察光在空气中的路径和水中的路径是否在同一条直线上？分组讨论你的发现：发现光在空气中的路径和水中的路径不再是一条直线，由此可见光的传播路线并不一定是一条直线。（3）总结归纳综合上面的实验现象可知，光只有在同种均匀介质中才会沿直线传播。2.光线教师：通过前面的实验我们发现光的传播路径一般是直的。怎样在纸上表示光的传播情况呢？你能不能想一个办法？学生认真思考、讨论并回答。教师对学生的创造性回答给予合理评价后指出：我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向，这样的直线叫光线。引导学生学习画光线，教师对学生的学习活动给予指导。（注：此处应该适时向学生介绍理想模型法）3.光沿直线传播的现象（1）完成“想想做做”：在一个圆筒形蛋糕盒的筒口处糊一张白纸，底部的圆洞上固定一个不透光的纸板人，打开后边的电灯，同学们在屏上可以看到一个“人影”，试分析“人影”的形成原因。（学生认真观察后，以小组为单位讨论后展示）归纳总结：光在传播过程中遇到不透明的物体会在物体的后面形成影子。（2）多媒体展示：观看大屏幕展示的日食、月食的成因图，请分析日食、月食的成因。（学生认真观察后，以小组为单位讨论后展示）归纳总结：日食是因为月球运动到地球和太阳之间，三个星球正好或接近排成一条直线时，月球挡住了我们观察太阳的视线，地球处于月球的影子中；月食是因为地球运动到太阳和月球之间，三个星球正好或接近排成一条直线时，地球遮住太阳光，月球处于地球的影子中。（3）制作展示：展示课前自己制作的小孔照相机，将小孔对着点燃的蜡烛的火焰，观察烛焰的像，你的发现是什么？你能画出烛焰发出的光通过小孔的光路图吗？（先组内合作探究，再交流展示）光路如图所示。改变蜡烛到小孔和屏到小孔的距离，再观察成像的情况。引导学生分析：烛焰上部发出的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了光屏下部；烛焰下部发出的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了光屏上部，就形成了相对于烛焰倒立的像。小孔成像成倒立的像，像的大小取决于像与物到小孔的距离；像的形状取决于物的形状，与小孔的形状无关。小孔成像由实际光线会聚而成，是实像。总结归纳：烛焰通过小孔成倒立的实像。像的大小取决于像与物到小孔的距离。像的形状取决于光源形状，与小孔形状无关。4.光沿直线传播的应用教师：光沿直线传播在生活中有许多应用，你能举出几个例子吗？学生认真思考，讨论并回答。引导归纳：士兵射击瞄准；站队时队列排直；木工师傅检查木板是否平直；利用激光束引导掘进机沿直线前进开凿隧道等。例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）甲 乙例2（1）如图所示的两幅图中反映的共同物理规律是________；（2）图乙演示的实验中，看到的像是________（选填“正立”或“倒立”）的像。解析：光在同种均匀介质中沿直线传播，光的直线传播形成的现象有小孔成像，影子的形成，日食、月食的形成等。小孔成像时实际光线透过小孔，上部的光线照射在屏幕下方，下部的光线照射在屏幕上方，从而形成物体倒立的像。答案：（1）光在同种均匀介质中沿直线传播（2）倒立规律方法：（1）小孔成像的特点：倒立的可大可小的实像。（2）像的形状：与物体的形状有关，跟小孔的形状无关。探究点三光的传播速度教师：打雷的时候，雷声和闪电是同时发生的，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这是什么原因呢？引导学生从声和光的传播速度不同回答。教师：自学教材第71页，知道下列知识：光在真空中也能传播，真空或空气中的传播速度约是3108 m/s；光在水中的传播速度约为在真空中的；光在玻璃中的传播速度约为在真空中的。教师介绍：你知道我们平时眨一下眼需要多长时间吗？需要0.1 s，就在你眨眼的工夫，假设一个物体能以光速飞行，在0.1 s内能够飞行3万千米。这个距离让一个普通人不停地走，大约要走250天，可见光速之大。教师介绍：你知道光年这个单位吗？光年是一个长度单位，它表示光在一年里传播的距离，1光年=9.460 81015 m。例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）例3雷电是经常发生的大自然现象，人们总是先看到闪电，后听到雷声，这是因为________；一次小明看到闪电后4 s听到雷声，雷电发生处距小明的距离约为________m（声速为340 m/s）。解析：闪电和雷鸣是同时发生的，声音的传播速度是340 m/s，光的传播速度是3108 m/s，我们先看到闪电后听到雷声的原因是空气中光的传播速度远大于声音的传播速度。忽略光传播的时间，利用速度公式，可用声音传播的距离求出雷电发生处与小明的距离s=vt=340 m/s4 s=1 360 m。答案：光速比声速大得多1 360规律方法：求解此类问题的技巧是了解光速比声速快得多，忽略光传播的时间，利用看到光后听到声音的时间，求出声在这段时间内传播的路程。课堂小结当堂达标（见导学案“当堂达标”）参考答案1.D 2.B 3.A 4.光的直线传播 5.月地直线传播 6.1.510112.53布置作业教材第72页“动手动脑学物理”第1至4题。板书设计一、光源1.光源：能够发光并且正在发光的物体。2.举例：太阳、火把、蜡烛。二、光的直线传播1.光线：。2.光可以在真空中传播。3.特点：光在同种均匀介质中沿直线传播。4.现象：影子、日食、月食、小孔成像。三、光的传播速度真空中c=3108 m/s。教学反思____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________