第四章 多彩的光本章涉及的是光學基礎知識.內容包括：光的直線傳播、光的反射規律、平面鏡成像及其規律、光的折射規律、光的色散、凸透鏡成像及其規律、神奇的眼睛及透鏡的應用等.本章共有6節1.第一節“光的反射”.介紹了光源的概念及其分類，光在真空中的傳播速度；知道光沿直線傳播的條件，掌握光沿直線傳播的現象及應用；知道光線表示光的傳播徑跡，知道光在不同介質中傳播速度不同；通過實驗探究出光反射時的規律；認識到物體表面能反射光，區別鏡面反射與漫反射；會利用光的反射解釋生活中的現象，明白反射現象中光路的可逆性.2.第二節“平面鏡成像”.通過實驗探究出平面鏡成像的特點，認識到平面鏡所成的像是虛像，理解平面鏡成像原理，會畫平面鏡成像的光路圖，掌握生活中的平面鏡成像特點，簡單了解凸面鏡和凹面鏡及其應用.3.第三節“光的折射”.通過實驗探究出光折射時的規律，理解光發生折射的條件，認識生活中的折射現象，利用光的折射規律解決簡單的物理問題.4.第四節“光的色散”.認識光的色散現象，知道色光的三原色，會利用光的色散解釋生活中的常見現象；認識太陽的光譜，了解物體的顏色.5.第五節“科學探究：凸透鏡成像”.講述了凸透鏡和凹透鏡，透鏡對光的作用，透鏡的焦點、焦距；探究了凸透鏡成倒立縮小實像、倒立放大實像、正立放大虛像的規律.6.第六節“神奇的眼睛”.介紹了眼睛的結構，近視眼、遠視眼的成因及其矯正；認識了生活中的透鏡：放大鏡的成像特點，以及照相機、顯微鏡和望遠鏡的結構和成像特點.本章教材的設計強調學生是學習的主人，突出學生的探究性學習.強調初中物理學習的基礎性（如基本概念、基本規律和基礎實驗的教學），對學生提升科學素質大有幫助，也是初中物理教學要注意的重點.本章特別強調實驗在教學中的地位，讓學生在觀察和實驗中體會、感悟實驗方法對物理學習的重要性.光學知識滲透在社會生活各個方面，要求學生要密切聯系社會生活的實際來學習光現象的知識.【教學目標】1.在知識與技能方面：了解光源、光在真空和空氣中的傳播速度c3.0108m/s、什么是鏡面反射、什么是漫反射、色散現象、色光的三原色及物體的顏色.大致了解顯微鏡和望遠鏡的基本結構和工作原理.認識光反射的規律和折射規律，理解光沿直線傳播及其應用，掌握平面鏡成像的特點.知道透鏡的分類，透鏡的焦點、焦距，理解凸透鏡的成像規律和應用.認識眼睛的結構，知道眼睛的成像原理，理解遠視眼、近視眼的成因及其矯正.2.在過程與方法方面：實驗是研究物理問題的重要方法.體驗和感悟我們是如何看見不發光的物體.經歷探究“光反射、折射時的規律、平面鏡成像特點、凸透鏡成像規律”，獲得比較全面的探究活動體驗，學習對實驗過程中信息的記錄.通過觀察，理解鏡面反射和漫反射的主要差異.3.在情感、態度與價值觀方面：通過觀察、實驗以及探究的學習活動，培養學生尊重客觀事實、實事求是的科學態度.通過探究性物理學習活動，使學生獲得成功的愉悅，樂于參與物理學習活動.在實驗探究過程中培養學生的科學態度，密切聯系實際，提高科學技術應用于日常生活和社會的意識.客觀地看到社會進步的同時，人類的生存環境也遭到了破壞，從而提高保護人類生存環境的意識.【教學重點】光的直線傳播，光的反射、折射規律，平面鏡成像的特點，透鏡及其對光的作用，凸透鏡成像的規律，凸透鏡的應用.【教學難點】理解光路的可逆性，平面鏡成像實驗的探究，折射引起的錯覺，凸透鏡成像規律的探究，近視眼、遠視眼的成因及其矯正.【課時建議】本章共有6節，建議11課時.第一節 光的反射2課時第二節 平面鏡成像1課時第三節 光的折射1課時第四節 光的色散1課時第五節 科學探究：凸透鏡成像2課時第六節 神奇的眼睛2課時專題三 光學作圖技巧1課時本章復習和總結1課時第一節 光的反射第1課時 光的傳播【教學目標】一、知識與技能1.了解光源.2.理解光沿直線傳播的知識及其應用.3.了解光在真空和空氣中的傳播速度為3.0108ms.二、過程與方法觀察光在空氣中和水中傳播的實驗現象，了解實驗是研究物理問題的重要方法.三、情感、態度和價值觀1.通過觀察、實驗以及探究的學習活動，培養學生尊重客觀事實、實事求是的科學態度.2.通過親身的體驗和感悟，使學生獲得感性認識，為后續學習打基礎.3.通過探究性物理學習活動，使學生獲得成功的愉悅，樂于參與物理學習活動.【教學重點】光的直線傳播、光的傳播速度.【教學難點】用光的直線傳播來解釋簡單的光現象.【教具準備】演示用：激光演示器、盛有水的水槽、牛奶（或紅墨水）、蚊香、火柴、玻璃杯、白熾燈、皮球、三球儀、空的易拉罐、半透明的塑料膜、蠟燭、多媒體課件等.【教學課時】1課時【鞏固復習】教師引導學生復習上一節內容，并講解學生所做的課后作業，加強學生對知識的鞏固.【新課引入】課前利用課間休息，滾動播放一組與光現象緊密聯系的優美圖片和視頻：影、倒影、水面下的物體、霞光萬道、晨曦中穿透樹林的道道陽光、白光通過三棱鏡的色散、彩色的肥皂泡、北極光、日暈最后將畫面停在“節日夜空中的多彩的激光”，直指本課的主題.讓學生欣賞絢麗多彩的光現象的同時認識到大自然中有許多光沿直線傳播的例子，在輕松愉悅的環境中進入這節課的學習.師 在生活中有很多奇妙的現象：如打雷時，雷聲和閃電在同時同地發生，但為什么我們總是先看到閃電后再聽到雷聲呢？人的影子為什么早晚長中午短呢？在開鑿大山隧道時，工程師們用什么辦法才能使掘進機沿直線前進呢？大家想知道上述問題的答案嗎？學生：（異口同聲地回答）想.教師緊接著進入新課教學.【進行新課】知識點1 光源師 生活、生產中哪些物體可以發光？學生1：太陽、電燈、蠟燭.學生2：手電筒、火把、油燈.學生3：霓虹燈、鈉燈、汞燈、氖燈、螢火蟲.師 我們把那些正在發光的物體稱做光源.板書：正在發光的物體稱做光源.教師介紹人造光源的發展和應用，使學生意識到人造光源的前景十分廣闊.例題1 （多媒體展示）下列物體屬于光源的是（ ）A.反射陽光的平面鏡B.月亮C.放電影時所看到的銀幕D.收看電視時看到的電視機屏幕解析：能夠發光的物體叫光源.平面鏡、月亮只是反射太陽光，不是自己發光；放電影時看到的也是銀幕的反射光，不是銀幕自己發光，所以它們都不是光源.只有電視機的屏幕，是電子槍發射的電子打到熒光屏上，使屏上的熒光物質發光，所以電視機屏幕是光源.答案：D.【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.知識點2 光的直線傳播（1）光沿直線傳播的條件師 光在介質中是如何傳播的？學生：我猜測，光在介質中是沿直線傳播的.師 這位同學的猜測是否正確呢？下面我們用實驗來檢驗一下.演示1：在暗室里，將一束光射到有煙霧的空玻璃杯中，觀察光在空氣中的傳播路徑.演示2：在暗室里，將一束光射到有少許牛奶的水中，觀察光在水中的傳播路徑.師 剛才在演示實驗中，大家看到什么現象？學生1：光在空氣中沿直線傳播.學生2：光在水中沿直線傳播.注意：光在水中（玻璃中）沿直線傳播，學生的感性認識較少，一定要演示給學生看看.演示實驗可用激光器演示，也可用長手電筒演示（玻璃上用帶有12毫米寬縫隙的厚牛皮紙或硬紙片擋住）.演示時，為了能看到光路，可以把幾支蚊香同時點燃，在空氣中形成煙霧，可在水中滴少許牛奶或紅墨水.板書：光沿直線傳播的條件：在同種、均勻、透明的介質中.教師總結：光在同一介質中沿直線傳播是有條件的，如果介質不均勻，光的傳播方向也會發生偏折.例如地球周圍的大氣就是不均勻的，離地面越高，空氣越稀薄，從大氣層外射到地面的光線就會發生彎曲.早晨，當太陽還在地平線以下時，我們就看見了它，就是因為不均勻的大氣使光線變彎了.因此應該說，光在同一種均勻介質中才是沿直線傳播的.為了使學生親身感受光的直線傳播，激發學生學習物理的興趣，可讓學生自己做一個實驗.學生實驗：講桌上放置點亮的白熾臺燈，每個學生兩只手各拿一塊帶有小孔的硬紙板，讓眼睛穿過小孔觀察光源.啟發學生分析：只有當眼睛、兩個小孔和光源恰好在一條直線上的時候，眼睛才能看見從光源發出的光.利用上面的演示實驗和學生實驗，使學生認識到光在同種均勻介質中沿直線傳播.由于光是沿直線傳播的，在這里可以向學生解釋“光線”這個物理學名詞.人們為了形象地表示光的直線傳播，物理學中引入光線的概念.板書：光線是表示光的傳播方向的直線，箭頭表示光傳播的方向.（2）光沿直線傳播的現象及應用教師引導同時啟發學生舉出光沿直線傳播的例子.學生1：激光準直.學生2：排直隊要向前看齊.學生2：打靶瞄準.師 光沿直線傳播的事例很多，可見學習物理知識是有用的，大家一定要學好這門課程.下面我們用光的直線傳播解釋一些簡單的光現象.演示3：用白熾燈對著墻，把皮球放在燈和墻之間.現象：墻上出現球的影子.教師啟發學生用光的直線傳播的知識解釋影子的形成.（學生積極發言）師生共同活動得：影的形成：光在傳播過程中，遇到不透明的物體，由于光是沿直線傳播的，所以在不透光的物體后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影.（如圖甲所示）演示4：用三球儀演示日食、月食的形成.教師啟發學生用光的直線傳播解釋日食、月食的成因.師生共同活動得：a.日食的成因：當月球運行到太陽和地球中間時，并且三球在一條直線上，太陽光沿直線傳播過程中，被不透明的月球擋住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食.在地球上的不同地區，會出現不同情況的日食.（如圖乙所示）b.月食的成因：當地球運行到太陽和月球中間時，太陽光被不透明的地球擋住，地球的影落在月球上，就形成了月食.月食情況與日食類似.（如圖丙所示）說明：演示時，若無三球儀可用掛圖或投影片，還可播放動畫教學片.演示5：在一個空罐的底部中央打一個孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，將小孔對著燭焰.現象：可以看到燭焰在薄膜上呈現的像.教師啟發學生用光的直線傳播解釋小孔成像的形成原因.師生共同活動得：小孔成像的形成原因：燭焰上部的光線，由于光的直線傳播，通過小孔后，射到了下部；下部的光線，由于光的直線傳播，通過小孔后，射到了上部，就形成了小孔成像.（如圖丁所示）教師總結：（1）小孔成像的原理是光的直線傳播；條件是孔徑必須很小.小孔所成的像的形狀與物體的外部輪廓相似，像的大小取決于物、孔與屏三者之間的距離.（2）正確區別影和像的不同：小孔成像和影子的形成都是由光的直線傳播造成的，但二者卻存在明顯的不同：小孔所成的像是光實際照射到的區域，“像”的形狀和物體一樣；“影”是光實際照射不到的區域，“影”的形狀不一定和物體一樣.板書：應用：激光準直、排隊要向前看齊、打靶瞄準.現象：影子、日食和月食、小孔成像.例題2 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：如下圖，是光線穿過小孔射到光屏上所成的像.小孔成像是由于光沿直線形成的，小孔成像所成的像是一個倒立的實像.樹蔭下的光斑，就是小孔成像.小孔成像的特點：（1）小孔成像中的像是由實際光線會聚形成的，是實像.（2）小孔成像時所成的像一定是倒立的.（3）小孔成像時所成的像的形狀跟物體的形狀一樣，與小孔的形狀無關.（4）小孔成像所成的像有縮小的、放大的和等大的.答案：B.【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.知識點3 光的傳播速度師 雷聲和閃電在同時同地發生，但我們總是先看到閃電后聽到雷聲，這說明什么問題？學生：這表明光的傳播速度比聲音的傳播速度快.師 大家回憶一下，聲音在空氣中（15）的傳播速度是多大？學生：340ms.師 大家已知道聲音在各種介質中的傳播速度，那么光的傳播速度是多大呢？教師用多媒體播放課件“光的傳播速度”，并講解.光的傳播速度（多媒體課件）光在真空中的傳播速度約為3.0108ms，這是目前為止，我們知道的宇宙中最快的速度.光在空氣中的速度比真空中略小，我們近似認為其等于真空中光速，為3.0108ms；光在水中的速度約為真空中光速的；光在玻璃中的速度約為真空中光速的.注意：（1）天文學上把光在一年里傳播的距離叫光年.光年是距離單位，而不是時間單位.1光年3652460603.0105kms9.4611012km.（2）光的傳播不需要介質，能在真空中傳播，而聲音的傳播需要介質，且不能在真空中傳播.（3）光速比聲速大得多，一般來說，通過的介質的密度越小，光速越大，而聲速越小.板書：光在真空中的傳播速度是3.0108ms.光在其他各種介質中的速度都比在真空中的小.光在空氣中的速度可近似認為是3.0108ms.例題3 比較光現象和聲現象，下列說法中正確的是（ ）A.光和聲音在介質中的速度都比在真空中的速度大B.光和聲音在一切介質中都能傳播C.光能在真空中傳播，聲音不能在真空傳播D.光和聲在固體中的傳播速度最大解析：聲音不能在真空中傳播，光能夠在真空中傳播，一般情況下，聲音在固體中傳播速度最大，光在真空中傳播速度最大.答案：C.【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.【課堂小結】通過這節課的學習，我們知道光在同種均勻介質中是沿直線傳播的，知道了光沿直線傳播的應用：影子的形成、小孔成像、日食、月食的形成等.我們進一步探究了光的傳播速度，知道光在真空中的傳播速度最快，是3.0108ms，我們可以利用光速來求星球之間的距離.好，這節課就學到這，謝謝！【課后作業】完成練習冊中本課時對應課后作業部分練習.1.本節課是學生的第一節光學課，八年級的學生已經積累了許多光沿直線傳播的生活經驗，比如從手電筒射出的光、汽車車燈的光等等，但并不知道光沿直線傳播是有條件的，讓學生通過實驗探究來認識光的傳播特點.這節課設計的重點應該是通過身邊光學知識的應用，以及看得見的光現象，激發學生熱愛光學的熱情.2.教學中可以應用身邊的器材，給學生適當的時間，讓他們自己動手動腦，經歷實驗過程，并在其中去想，去說，去做，去表達，去感悟，去探索物理實驗反映的物理本質，從而“發現”光在同種均勻介質中的傳播特點.通過探究光的直線傳播規律，引導學生初步體會“提出問題實驗探究得出結論解釋現象應用結論”的科學探究方法.這種探究方法，將對今后的實驗探究起著不可估量的作用