第四章 光现象
第一节 光的直线传播
【教学目标】
知识与技能
1．了解光源，知道光源的分类。
2. 理解光沿直线传播及其应用。
3．了解光在真空和空气中的传播速度。
过程与方法
通过观察光在空气、水和玻璃中传播的实验现象以及小孔成像实验，理
解实验是研究物问题的重要方法。
情感、态度与价值观
通过观察、实验探究活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲，
养成学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
【教学重难点】
重点：理解光沿直线传播的条件及其应用。
难点：光沿直线传播的应用。
【教学准备】
教师：课件、激光灯、牛奶水及容器、蔗糖、热水、搅拌器
学生：激光灯、喷雾器、牛奶水及容器、玻璃砖、蜡烛、火柴、自制小孔成像器具
【教学过程】
教 学 过 程 设 计
教学内容
教师活动
学生活动
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一、
创设情景
导入新课
【播放视频】凿壁偷光的故事
【提出问题】
你知道故事的主人公匡衡是哪里人吗？
他为什么要偷光？
这个故事，对你有哪些启发？
【导入语】有了光，我们才可以看到一个清晰明亮的世界，光可以使我们的生活变得多姿多彩。所以，我们的生活离不开光。那么，光是从哪里来的？它是如何传播的？它有哪些性质呢？从今天开始，让我们一起来探究光现象，这节课，我们来学习第四章第一节。
板书课题：光沿直线传播
学生观看视频
学生回答：
枣庄人
光可以让人看见竹简上面的字
学习匡衡读书时刻苦用功的精神
（设计意图：通过历史典故，吸引学生的注意力，激发学习兴趣，体现“从生活走向物理”的理念，同时培养学生热爱枣庄、热爱家乡的情感意识。）
二、新课
讲授
（一）光源
（二）光的直线传播
【设问】光是从哪里发出来的？
你能说出哪些物体可以发光？
根据学生的回答
【出示相关图片】
【总结语】我们把能够发光的物体叫做光源
板书：能够发光的物体叫做光源
【设问】以上这些光源可以分为几类？
【过渡语】生活中有各种各样的光，使我们的世界变得五彩缤纷，那么，光是如何传播的？请大家先回忆声音是如何传播的？
学生思考并回答：
太阳
电灯
蜡烛
火炬
水母
学生讨论并回答：
天然光源：太阳、萤火虫、水母、灯笼鱼 人造光源：电灯、蜡烛、火炬。
学生回忆：
声音的传播需要介质，真空不能传声
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1、光沿直线传播
2、
【设问】光可以在真空中传播吗？
【指令语】光在其他介质中是如何传播的？请大家根据自己的生活经验并结合课件图片说出你的看法。
【出示图片】生活中一些有关光传播的现象
【过渡语】我们的经验真的可靠吗？请同学们利用桌面上的器材分组实验，探究光在空气、水和玻璃中的传播方式，比较一下，是否和你刚才的想法一致。
【课件展示实验提示】
1、让激光笔发出激光在空气中传播，观察其传播路径。（温馨提示：为了增大可见度，可沿着激光的传播路径喷雾。）
2、让激光笔发出激光射向水中，观察其传播路径。（温馨提示：为了增大可见度，可向水中滴入少量牛奶。）
3、让激光笔发出激光射向玻璃中，观察其传播路径。
（温馨提示：小组同学相互合作，分工明确。比一比，看看哪个小组做的最好。）
教师来回巡视指导，辅助学生完成实验。
（设计意图：先让学生根据生活场景猜想光的传播方式，再亲自动手实验验证自己的猜想，得出光在同种介质中沿直线传播，让学生充分体验实验探究的过程。）
【设问】光在同一种介质中一定沿直线传播吗？
请大家认真观察下面的实验。
【演示实验】光在不均匀的蔗糖水溶液中传播
（提前5分钟准备：把一大块有些潮解的蔗糖投入水中,不要搅拌,让它自己溶解,可以得到上面浓度小、下面浓度大的不均匀的蔗糖溶液）
思考回答：阳光、月光、星光从太空中传播到地球上，说明光可以在真空中传播
学生相互讨论并根据生活经验总结：
光沿直线传播
学生分组实验：
1、光在空气中路径
结论：沿直线传播
2、光在水中路径
结论：沿直线传播
3、光在玻璃中路径
结论：沿直线传播
总结实验结论：
光在三种相同介质中沿直线传播
学生认真观察
得出结论：光在不均匀的介质中不再沿直线传播，而是沿曲线传播
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光沿直线传播的条件
3、光线
向容器中倒入适量热水，并用搅拌器充分搅拌，使蔗糖完全溶解。
【演示实验】光在均匀的蔗糖水溶液中传播
总结以上的几个实验，你能得出什么结论？
（设计意图：通过蔗糖溶液由不均匀到均匀，光线有弯曲传播到直线传播的动态过程，突破了“均匀介质”的难点）
板书：光在同种均匀介质中沿直线传播
【设问】我们如何在书面上表示光的传播情况？请大家自学课本70页“光线”部分，思考什么是光线？光线实际存在吗？为什么引入光线？
教师点拨：光线是为了方便研究光学问题而建立的物理模型，实际上并不存在。
应用：“井底之蛙”这个成语我们很熟悉，请根据光的直线传播知识画图说明为什么“坐井观天，所见甚小”。
【出示图片】
【过渡语】
得出结论：光在均匀的介质中是沿直线传播的
学生讨论：光沿直线传播是有条件的：只有在同种均匀介质中光才沿直线传播
学生自学：
光线：一条带有箭头的直线，表示光传播的径迹和方向
动手画一条光线
学生根据要求动手作图
学生对照课件图片进行自我纠错
小组成员相互讨论，准备回答光沿直线传播应用的例子
小组抢答：
挖隧道时用激光准直，引导掘进方向
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4、光沿直线传播的应用
5、影子、日食月食
6、小孔
我们已经知道，光在同种均匀介质中沿直线传播，那么光沿直线传播在生产生活中有哪些应用呢？请同学们结合课本内容以及生活经验，小组成员相互讨论，然后以小组为单位进行抢答竞赛。（根据学生的回答出示相关视频和图片，对部分事例进行点拨，让学生加深理解）
1.激光准直（播放视频）
2.打枪--“三点一线”原则
3.看队伍直不直（方法：老师现场观察学生的某一排座位齐不齐）
提问最后一位同学：你看这排齐了吗？为什么？
【过渡语】生活中还有哪些常见的现象可以说明光是沿直线传播的？
4.影子的形成【播放视频手影戏】
【设问】影子是如何形成的？
【出示课件图片】
5.日食和月食【播放视频】
6.小孔成像
【过渡语】通过上面的学习，我们知道，生活中的很多现象都能用光沿直线传播来解释。下面我们通过实验来认识一种新的现象—小孔成像。请同学们根据提示，利用手中的器材进行实验。
【课件展示实验提示】
实验目的：探究小孔成像的特点
看图片并思考打枪“依据”：光沿直线传播
学生挪动、看齐
齐了。因为：光在同种均匀介质中是沿直线传播的。
学生思考回答：
影子
学生观看视频
赞叹手影的形象
回答：光沿直线传播。当光照到不透明的物体上时，会在物体的背后形成影。
观看视频，知道日食和月食的形成原因是光的直线传播
学生根据提示
分组实验
学生根据实验现象分析总结：
1.烛焰在塑料薄膜上成倒立的像，改变蜡烛与小孔的距离或前后拉动内筒，像的大小变化。
2.成像情况与小孔的形状无关。
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成像
器材：蜡烛、火柴、自制小孔成像器具（针孔照相机）(制作方法：两个套在一起的硬纸筒,内筒可以前后拉动，内筒的一端蒙上半透明的塑料薄膜，外筒的前端用硬纸片封死，硬纸片上穿一个小孔，直径约1mm，不同小组小孔形状不一样。)
操作步骤：
1.让针孔照相机的小孔对着点燃的蜡烛，使蜡烛与小孔的距离在10-15cm之间，观察塑料薄膜上所成的像的情况。
2.改变蜡烛与小孔的距离，观察像的变化情况。
3.保持蜡烛与小孔的距离不变，前后拉动内筒，观察像的变化情况。
分析思考：
1、像是正立的还是倒立的？改变蜡烛与小孔的距离或前后拉动内筒，像如何变化？
2、小组间讨论，成像情况与小孔的形状有关吗？
3、像是怎样形成的？小孔成像的原理是什么？
教师点拨：塑料薄膜相当于光屏，用于接收实际光线会聚而成的像。实际光线会聚而成的为实像。
教师总结：小孔成像成倒立的实像，像的大小与物体与小孔的距离以及小孔与光屏的距离有关，像的形状与物体自身有关，与小孔形状无关。
小孔成像原理：光沿直线传播
你能画出小孔成像的光路图吗？
7.知识拓展（STS）：在生活中，是否见过小孔成像现象？
【出示图片】树荫下的光斑是如何形成的？
【设问】为什么会先看到闪电，后听到雷声？
【自主学习】请大家自学课本71页“光速”部分，识记光在真空中和空气中的传播速度，了解光在水和玻璃中的速度大小。
【感知光速之大】
3.像是实际光线会聚而成，原理：光沿直线传播
画出小孔成像的光路图
思考回答：
树荫下的光斑是太阳通过树叶间的缝隙小孔成像而成，是太阳的实像
结合光斑形成原理图理解
学生自学后展示
光在真空的速度是宇宙间最快的速度，真空中的光速的近似值为 c=3×108m/s ，空气中的光速非常接近于 c，光在水和玻璃中的光速大小为c和c
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（三）
光速
引导学生据书上插图形象的理解光速：如果一个人以光速绕地球飞行，他在1s内（打个响指、一跺脚）可以绕地球转7.5圈。
【解疑】
（1）解释先看到闪电后听到雷声的原因。
（2）思考:百米赛跑时，裁判员是看到枪冒烟计时准确还是听到枪声计时准确？
解释：看到枪冒烟是光的传播，听到枪声是声音的传播，故看到枪冒烟计时准确
三、课堂
小结
组织学生归纳总结这节课的知识要点
教师来回巡视并给予指导帮助
学生梳理本节
知识要点
四、课堂
检测
要求：合上课本，独立完成，字迹工整
教师巡视、出示答案、给予指导帮助
按要求完成检测题
（见附件）
纠错，查漏补缺
五、布置
作业
1、 助学“小试身手”部分
2、阅读课本71页“科学世界”
课后独立完成
【板书设计】
4.1光的直线传播
一、 光源 二、光的直线传播 三、光速
1.天然光源： 1.光在同种均匀介质中沿直线传播 真空中光速：c=3×108m/s
2.人造光源： 2.应用：激光准直、站队、瞄准 水和玻璃中的光速:c、c
现象：影子、日食、月食、小孔成像
【教学反思】
一、 教案中的“亮点”
1、以学生为主体，设计了多个学生动手的实验，如让学生分别观察光在空气、水、玻璃中的传播情况以及小孔成像实验，让学生真正动起来，发挥学生的主动性，让学生在体验中成长。
2、利用历史典故匡衡“凿壁偷光”的故事引入新课，吸引了学生的注意力，同时也对学生进行思想教育，效果较好。
3、在“光沿直线传播条件”部分教学时，做了“光在不均匀的蔗糖溶液中传播” 演示实验，清晰地展示出了光的传播路径，光线发生偏折，光沿曲线传播，使学生一目了然，得出光在同种均匀介质中沿直线传播，成功地突破了重难点。
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4、让学生及时动手动笔，例如画出“坐井观天，所见甚小”和“小孔成像”的光路图，加深记忆，提高学习效率。
二、教学中易出现的问题
1、学生实验时易出现多种问题，如分工不明确，小组成员协作不好，你做我看，操作不够规范，以及实验完毕实验器材整理的不好，需要教师在实验前做好相关要求，学生实验时给予及时辅导与监督，让学生养成良好的实验习惯。
2、“光沿直线传播应用”部分教学时，学生对部分事例在理解上有一定的困难，如瞄准时的三点一线和站队，教师对部分事例应给与相关的说明。
附件:
课堂检测
1、光在真空中的传播速度为_______，光在其它介质中的传播速度比真空中的传播速度要_____。（选填“大”或“小”）下雨天气，我们先看到闪电，后听到雷声，这是因为_____________。
2、“立竿见影”说明光在_____________是沿直线传播的。
3、下列都是光源的一组是（ ）
A．太阳和烛焰 B．月亮和太阳 C．烛焰和明亮的镜子 D．电池和萤火虫
4、 车棚顶部有一个三角形的小孔，在车棚底部形成一个光斑，这个光斑是 ( )
A. 三角形的，是太阳的影子 B. 圆形的，是太阳的实像
C. 三角形的，是太阳的实像 D. 圆形的，是太阳的影子
5、 下列现象中不是由于光沿直线传播造成的是（ ）
A. 先见闪电，后闻雷声 B. 坐井观天，所见甚小
C. 一叶障目，不见泰山 D. 日食和月食
6、、下列关于光线的说法正确的是 （ ）
A.光源能射出无数条光线 B.光线实际上是不存在的
C.光线就是很细的光束 D.光线是用来表示光传播方向的直线
7、 某同学用两个硬纸筒探究小孔成像，如图所示．
（1）请在图中作出蜡烛AB在屏上所成的像A’B’（要求标出A’、B’）．
（2）该同学发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大．他测出了不同距离时像的高度，并将实验结果填在了表格中，根据表中的数据可以得到的结论是：蜡烛和小孔的位置固定后，像的高度h与像到小孔的距离S成________
（选填“正比”或“反比”）．
像的高度h/cm
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
像到小孔的距离S/cm
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
9
（3）该同学知道树荫下的圆形光斑是_______通过树叶间的小孔在地面上成的像，
答案：1、3×108m/s 、小、光速大于声速 2、同种均匀介质中
3、A 4、B 5、A 6、B
7、（1）如下图：
（2）正比 （3）太阳
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