第1節(jié)光的直線傳播.docx

第1節(jié)光的直線傳播一、教學目標（一）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c=3108m/s。（二）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“科學世界我們看到了古老的光”的內容，了解光可以反映宇宙的信息，感悟宇宙之宏大。（三）情感態(tài)度和價值觀1通過觀察、實驗以及探究的學習活動，培養(yǎng)學生尊重客觀事實、實事求是的科學態(tài)度。2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。二、教學重難點本節(jié)的主要科學內容有三個，一個是光源，一個是光的直線傳播，一個是光速。這是學生學習光學知識的第一課。光的直線傳播是幾何光學的基礎，又是研究光的反射、折射現(xiàn)象的必備知識。同時，利用光的直線傳播能解釋影子、日食、月食、小孔成像等生活和自然界中的重要現(xiàn)象。因此，本節(jié)內容以光的直線傳播為重點，主要的探究活動也圍繞光的直線傳播展開。教學中應著重引導學生積極參與探究活動，仔細觀察實驗現(xiàn)象，或直接概括結論，或結合討論、閱讀，接受并認同有關結論。同時，在活動中也應讓學生了解運用實驗研究自然現(xiàn)象的基本方法。使學生對光的直線傳播規(guī)律有更全面、更深刻的認識，激發(fā)學生學習光學知識的興趣。初步培養(yǎng)他們觀察物理現(xiàn)象、應用物理知識解釋現(xiàn)象的能力，為后續(xù)的科學探究活動打下基礎。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(xiàn)象。三、教學策略光現(xiàn)象和前面學習過的聲現(xiàn)象聯(lián)系十分緊密，研究對象都是生活中常見的一些現(xiàn)象。本小節(jié)主要解決三個問題：什么叫做光源？光是如何傳播的？光的傳播速度是多少？這三個問題和聲現(xiàn)象中研究的三個問題很接近。什么叫做聲源？聲音是如何傳播的？聲音的傳播速度是多少？所以在教學過程中可以把光和聲音作一個類比，使學生對光有更深刻的理解。本節(jié)的主要物理知識蘊含于探究活動之中，學生探究能力的提高、研究方法的習得也與探究過程密不可分。因此，本節(jié)取得良好教學效果的關鍵是指導、幫助學生觀察到清晰的實驗現(xiàn)象，高質量地完成有關探究活動。教學中注重讓學生經(jīng)歷從自然到物理，從生活到物理的認知過程，從而激發(fā)學生的求知欲望，發(fā)掘學生分析問題解決問題的靈感，培養(yǎng)學生分析問題解決問題方法的多樣性，提高學生分析問題解決問題的能力。四、教學資源準備多媒體課件、激光演示器、酒精燈、盛有水的水槽、不同濃度的糖水、蠟燭、帶有小孔的硬紙板等。五、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖導入新課（5分鐘）思考：我們的國旗是什么顏色？如果在漆黑的夜晚，沒有光照，看到的國旗會是什么顏色？漆黑的夜晚，我們什么也看不見；站在太陽下，緊閉雙眼，還是什么也看不見。這是什么原因呢？總結：人們要看見東西，必須要有光，而且光必須進入人們的眼睛。假設這個世界沒有光，我們看什么東西都是黑色的，或者說我們什么都看不見。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。本章我們將學習光的初步知識。思考并回答。從學生熟悉的實例入手，引出物理問題，體現(xiàn)從生活到物理的課程理念。激起學習的興趣。新課教學（30分鐘）一、光源多媒體展示：太陽光、發(fā)光的水母、發(fā)光的節(jié)能燈、LED燈等。思考：這些物體有什么共同的特點？結合課本中的圖，閱讀課本。然后討論交流?？偨Y：這些物體能夠發(fā)光，能夠發(fā)光的物體都叫做光源。討論：“天上的星，亮晶晶”，天上的星星是不是光源？強調：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，行星和衛(wèi)星是不發(fā)光的。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、發(fā)光的電燈這類由人類制造的發(fā)光物體，叫“人造光源”。學生討論：恒星能自身發(fā)光，是光源；行星不能發(fā)光，它是反射了其他恒星的光，才亮的，所以行星不是光源。同樣，夜晚的月亮看起來很亮，它是反射了太陽的光，自身并不能發(fā)光，所以也不是光源。月亮不是光源，它看起來很亮是因為它反射了太陽的光輝。這為下面學習月食的形成做好了鋪墊。二、光的直線傳播教師打開激光筆，照射到教室墻壁上，觀察到墻壁上出現(xiàn)一個紅色的光斑。問：激光是沿直線傳播的嗎？大家看到激光的傳播路徑嗎？想一想怎樣才能觀察到光在空氣、水中的傳播路徑？同學們剛才看了許多光沿直線傳播現(xiàn)象，但是光總是沿直線傳播嗎？（先進行開放性分組實驗，然后小組間交流實驗結果）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：激光能射過拉直了的橡皮管，但橡皮管彎曲就無法射過。方法四：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。通過討論得出：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(fā)生了偏折。問：在同種介質中光就一定沿直線傳播嗎？演示實驗：教師演示光在非均勻糖水中傳播的實驗。圖1如圖1，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。學生實驗：將激光筆固定好，并使激光束打到墻壁上，會看到一個光斑，然后用酒精燈對激光束加熱，你看到了什么？這是什么原因造成的？聯(lián)想總結：隔著火焰看靜止的物體好像在跳動、海市蜃樓等現(xiàn)象都是空氣不均勻引起的。光沿直線傳播的條件：光在同種均勻介質中沿直線傳播。由于光沿直線傳播，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。老師：用光的直線傳播可以解釋很多現(xiàn)象，早在2000多年前，我國古代學者就對光的直線傳播就有了一定的研究，如小孔成像。現(xiàn)在大家做一下這個實驗：燃著的蠟燭、挖有幾個形狀不同小孔（如正方形、三角形等）的硬紙板、白紙。讓硬紙板在蠟燭和白紙之間，調整硬紙板、白紙之間的距離，在白紙上能看到燭焰的像嗎？像是正立的還是倒立的？像的形狀與小孔的形狀有關嗎？總結：夏天濃密的樹蔭下會有一個個圓形的亮斑，這是太陽通過樹葉縫隙造成的小孔在地面上成的太陽的像，所以也是小孔成像現(xiàn)象。用光的直線傳播還可以解釋日食、月食現(xiàn)象。（動畫演示日食、月食）思考：什么情況下會發(fā)生日食？什么情況下會發(fā)生月食？思考：影子為什么是黑的呢？影子的形成說明什么？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，讓眼睛通過小孔觀察臺燈。啟發(fā)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(fā)出的光。讓學生通過討論回答：可以在黑暗的環(huán)境下進行實驗，也可以在空氣中制造水霧或煙霧來顯示光路。如果將水變混濁，也可以顯示光路，如向水中滴幾滴墨水。學生設計并進行實驗。學生通過觀察思考明白糖水濃度不均勻，光不再沿直線傳播。學生能看到光斑在抖動。這是因為加熱使空氣分布不均勻，光不沿直線傳播。學生進行實驗并得出答案：白紙上出現(xiàn)了倒立的燭焰的像，“像”只是與燭焰相似，與小孔的形狀無關。學生通過討論得出：發(fā)生日食時，太陽、月亮、地球在一條直線上，月球在中間，地球在月球的影子里；發(fā)生月食時，太陽、月亮、地球在一條直線上，地球在中間，月球在地球的影子里。討論交流：人是不透明的，光不能傳到不透明物體的后面，無光的地方就是黑色。光不能繞到物體后面說明光不會轉彎，也就是光只能沿直線傳播。對于光沿直線傳播，學生有一定的感性認識，這里的重點是放在如何設計實驗，如何顯示光路，如何得出光沿直線傳播的條件。通過實驗得到光沿直線傳播的條件。通過光的直線傳播解釋生活和自然中的有關現(xiàn)象，培養(yǎng)學生觀察物理現(xiàn)象、應用物理知識解釋現(xiàn)象的能力。三、光速大家知道：打開電燈，房間墻壁立刻被照亮了，光的傳播需要時間嗎？實際上很早以前科學家們就爭論過這樣的問題，意大利科學家伽利略進行了第一次測量光速的嘗試。遺憾的是并沒有成功，這是因為光傳播得太快了?，F(xiàn)在的科學實驗表明：光傳播也需要時間，而且光在不同介質中傳播的速度不同，光在真空中傳播的速度最大，約為3108m/s，相當于1s內繞地球赤道7圈半，目前沒有任何物體的速度超過光速。在空氣中的傳播速度比真空略小，但也可以認為是3108m/s。光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。知道了光速后，科學家利用激光制成了激光測距儀，可以測量月球與地球間的距離。思考：激光測距儀的工作原理是什么？激光測距技術一般應用在哪些方面？能不能用聲吶來測量地球到月球的距離，為什么？討論：為什么雷雨時總是先看到閃電后聽到雷聲？你能不能想出一個辦法來測發(fā)生雷電的地方離你有多遠？大家聯(lián)想一下，運動會百米賽跑時，計時員是怎么計時的？為什么？比較：聲和光的有哪些相同和不同？學生聆聽、思考。通過討論明確：閃電和雷聲是同時發(fā)生的，但閃電是以光速傳播，而雷聲是以聲速傳播，光速比聲速大得多，所以先看到閃電后聽到雷聲。要測量打雷處的距離，需