第四章 光現象第1節 光的直線傳播 教學目標知識與能力：1.了解光源，知道光源大致分為自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c=3108 m/s.教學重點：光的直線傳播.教學難點：用光的直線傳播來解釋簡單的光現象.教學用具激光演示器、盛有水的水槽、手電筒、白熾臺燈、棱鏡、帶狹縫的屏、白屏、兩塊帶有小孔的硬紙板、彩色蠟筆、陀螺、水彩、毛筆、水、白紙.教學過程一、利用多媒體課件播放：播放一幅幅美麗的城市夜景、絢麗多彩的極光。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。對于光，同學們想知道些什么呢？今天我們先來學習光的傳播。二、推進新課探究點一 光的直線傳播1光源提問：同學們，剛才我們看到了美麗的山城夜景，那么，這些把山城點綴得如此美麗的光是哪兒來的呢？結合課本中的圖，閱讀課本。然后討論交流。點評：光是光源發射出來的。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光嗎？點評：月亮、反光的鏡子是不能夠發光的，星星當中也只有恒星能夠發光，行星和衛星是不發光的。我們把這些能夠發光的物體，稱之為光源。像太陽、螢火蟲、水母這類能夠自然發光的物體，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光物體，叫“人造光源”。板書：能夠發光的物體，稱之為光源。2探究光的直線傳播的條件引導學生應用桌面上的器材，通過開放性實驗探究得出：光在空氣、水以及果凍這些均勻介質中沿直線傳播，但在兩種介質的界面上要發生偏折。提問：同學們剛才看到了許多光沿直線傳播現象，但是光總是沿直線傳播嗎？(先開放性分組實驗，然后小組間交流實驗結果)學生實驗：方法一：用激光筆發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：用激光筆發出光直接照射果凍，發現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。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生了偏折。組織學生歸納得出：光在空氣、水、果凍、玻璃中沿直線傳播；但在兩種介質的界面上發生了偏折。演示實驗：教師演示光在非均勻糖水中傳播的實驗。得出光在同種非均勻介質中路徑發生彎曲。提問：這兩個現象說明光必須在同種介質中才沿直線傳播，但光在同種介質中光就一定沿直線傳播嗎？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：光在同種均勻介質中沿直線傳播。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。板書：光在同種均勻介質中沿直線傳播。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光的直線傳播應用方法1：對于基礎較差的學生可采取教師設計情景或演示實驗由學生來解釋現象產生的原因。如手影的游戲、激光器的準直等，最后老師簡介日食、月食。方法2：由學生舉出生活中的事例并運用原理來分析。小孔成像演示：仍然運用前邊的器材，保持電燈不動，用一個大紙板完全遮住圓筒形蛋糕盒底部的進光口。并在紙板上開一個小圓孔。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：光的直線傳播現象：影、激光準直、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。探究點二 光的傳播速度提問：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，能夠繞地球運行7.5圈。教師小結：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/s說明光在其他介質中的速度都比真空中的傳播速度小。空氣中的光速接近于真空中的光速，也可以認為是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。三、板書設計第1節 光的直線傳播一、光的直線傳播1光源定義：能夠發光的物體，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四、教學反思本節課的重點是通過科學探究找到光的直線傳播的規律，讓學生掌握科學探究的基本環節，即“提出問題猜想與假設設計實驗進行實驗得出結論交流與評估”的科學研究方法，這為學生今后從事物理研究提供了一個基礎的方法。培養學生的創新能力，給學生提供大量器材，適當的時間，讓他們自己設計實驗，選擇器材，經歷實驗過程，并在其中思考，交流，動手，探索，感悟。從中會發現一些非常有創意的方法初二的學生對光的直線傳播已經積累了許多的生活經驗，比如從手電筒的光，汽車車燈的光，陽光照射過樹林等。為了加深學生的這種認識，因此課前要求每個學生利用易拉罐或薯片筒做一個小孔照相機。我主要的想法是要激發學生的興趣，讓他們自己動手動腦，經歷制作過程，充分挖掘了學生的創新潛能。讓學進行手影游戲，活躍了課堂氣氛，是學生對光的直線傳播有更深刻的認識