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第1節(jié)　 光的直線傳播 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(yīng)用。 3．了解光在真空和空氣中的傳播速度c＝3108 m/s。 過程與方法 1．觀察光在空氣中和水中傳播的實驗現(xiàn)象，了解實驗是研究物理問題的重要方法。 2．閱讀“科學(xué)世界”：我們看到了古老的光”的內(nèi)容，了解光可以反映宇宙的信息，感悟宇宙之大。 情感、態(tài)度與價值觀 1．觀察、實驗以及探究的學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實、實事求是的科學(xué)態(tài)度。 2．通過親身的體驗和感悟，使學(xué)生獲得感性認(rèn)識，為后續(xù)學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。 3．通過探究性物理學(xué)習(xí)活動，使學(xué)生獲得成功的愉悅，樂于參與物理學(xué)習(xí)活動。 重點 1．光的直線傳播的探究過程以及光速的應(yīng)用。 2．能解釋簡單的光沿直線傳播現(xiàn)象。 難點 用光的直線傳播來解釋簡單的光現(xiàn)象。 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、多媒體課件。 一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新知 利用多媒體課件播放：一幅幅美麗的城市夜景、絢麗多彩的極光。 同學(xué)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(xué)們想知道些什么呢？今天我們先來學(xué)習(xí)“光的直線傳播”。 二、自主合作，感受新知 回顧以前學(xué)的知識，閱讀課文并結(jié)合生活實際，完成《探究在線高效課堂》相關(guān)作業(yè)部分。 三、師生互動，理解新知 (一)光源 提問：同學(xué)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？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(dāng)中也只有恒星能夠發(fā)光，行星和衛(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。 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、日光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。 典例解讀 【例1】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(fā)光的物體叫光源。平面鏡、月亮只是反射太陽光，不是自己發(fā)光，放電影時看到的也是銀幕的反射光，不是銀幕自己發(fā)光。所以它們都不是光源。只有電視機的屏幕，是電子槍發(fā)射的電子打到熒光屏上，使屏上的熒光物質(zhì)發(fā)光，所以電視機屏幕是光源。 【答案】D (二)光的直線傳播 1．探究光的直線傳播的條件 學(xué)生都有這樣的生活體驗，晚上汽車、摩托車或者是手電筒的光都是直線傳播的，那么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(jié)果。) 學(xué)生實驗： 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。 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(fā)生了偏折。 組織學(xué)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(zhì)的界面上發(fā)生了偏折。 提問：這兩個現(xiàn)象說明光必須在同種介質(zhì)中才沿直線傳播，但光在同種介質(zhì)中光就一定沿直線傳播嗎？ 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(zhì)中路徑發(fā)生彎曲。 多媒體展示演示實驗：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(xué)們觀察——光的路徑仍是直線。 引導(dǎo)學(xué)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。 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(xué)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帶箭頭的直線，這種直線叫做光線。 板書：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。 2．光的直線傳播應(yīng)用 方法1：對于基礎(chǔ)較差的學(xué)生可采取教師設(shè)計情景或演示實驗由學(xué)生來解釋現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。如手影的游戲、激光器的準(zhǔn)直等，最后老師簡介日食、月食。 方法2：由學(xué)生舉出生活中的事例并運用原理來分析。 小孔成像演示：保持蠟燭的位置不動，在紙板上開一個小圓孔，放在蠟燭和光屏之間。 提問：如果點燃蠟燭，一部分光將穿過小孔射到屏上，請同學(xué)們猜想一下，在屏上將看到了什么？點燃蠟燭，學(xué)生觀察屏上的現(xiàn)象以及蠟燭火焰的形狀，大家看到了什么？ 點評：與蠟燭火焰形狀相同的光斑，但火焰方向相反。引導(dǎo)學(xué)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(zhǔn)直、日食、月食、小孔成像等。 小孔成像的原理：光的直線傳播。成像特點：倒立的實像。 典例解讀 【例2】下列不是光沿直線傳播的例子的是(　　) A．看不到不透明物體后面的物體 B．太陽落到地平線下還能看見 C．人的身影早晚長，中午短 D．日食、月食 【解析】 看不見不透明物體后面的物體，是光射到不透明的人體上在其后面形成一個光線射不到的黑色區(qū)域，這就是人的影子，也說明了光傳播的時候不能彎曲；日食、月食是光在傳播過程中，被月亮或者地球擋住了傳播方向，在被擋住的另一側(cè)，由于光不能彎曲，因此沒有陽光，出現(xiàn)了日食、月食；早晨太陽在地平線以下，我們還能夠看見，說明光的方向發(fā)生了改變。 【答案】 B (三)光的傳播速度 提問：同學(xué)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1 s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(xué)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，c＝3108 m/s。光在其他介質(zhì)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(rèn)為是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。到這里我們可以得到光速在空氣、水、玻璃中的大小關(guān)系v空氣>v水>v玻璃。 學(xué)習(xí)課本P71“科學(xué)世界”：我們看到了古老的光。理解光年的概念：光在一年內(nèi)傳播的距離。 注意：光年是一個長度單位而不是時間或速度的單位。 典例解讀 【例3】太陽光從空氣中進(jìn)入河水中，它的傳播速度(　　) A．增大　　　　　B．減小 C．不變 D．可能增大，也可能減小 【解析】光在越稀疏的介質(zhì)中傳播越快，在真空中最快，光在水中的傳播速度約為在空氣中的3/4，所以光從空氣中進(jìn)入水中，光的傳播速度會減小。 【答案】B 四、嘗試練習(xí)，掌握新知 《探究在線高效課堂》相關(guān)作業(yè)部分。 五、課堂小結(jié)，梳理新知 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了解了光源，知道光源大致分為天然光源和人造光源兩類；能用光的直線傳播來解釋簡單的光現(xiàn)象；了解光在真空和空氣中的傳播速度c＝3108 m/s。 六、深化練習(xí)，鞏固新知 《探究在線高效課堂》相關(guān)作業(yè)部分。