光的直線(xiàn)傳播

1、光的直線(xiàn)傳播【教材解讀】光的直線(xiàn)傳播是幾何光學(xué)的基礎(chǔ)，利用光的直線(xiàn)傳播，能解釋影子、日食、月食、小孔成像等生活和自然界的重要現(xiàn)象，同時(shí)學(xué)習(xí)光的反射定律、折射規(guī)律都要用到光的直線(xiàn)傳播知識(shí)，是學(xué)習(xí)反射、折射現(xiàn)象的基礎(chǔ)。 本節(jié)知識(shí)看起來(lái)簡(jiǎn)單，但是學(xué)生理解有難度，由于學(xué)生認(rèn)識(shí)的全部是光沿直線(xiàn)傳播的例子，對(duì)于光沿直線(xiàn)傳播的“條件”學(xué)生認(rèn)識(shí)有難度，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生認(rèn)識(shí).教材通過(guò)學(xué)生參與兩個(gè)有趣的影子游戲，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)始關(guān)于光傳播的探究.并運(yùn)用信息快遞，古代學(xué)者對(duì)光傳播的研究及圖片等不同手法強(qiáng)化學(xué)生對(duì)光沿直線(xiàn)傳播的結(jié)論的認(rèn)同.而對(duì)于光速的處理，受條件限制是以介紹、講解為主.【程標(biāo)準(zhǔn)分析】光的直線(xiàn)傳

2、播一節(jié)在課程標(biāo)準(zhǔn)中有明確要求：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究光在同種均勻介質(zhì)中的傳播特點(diǎn).光的直線(xiàn)傳播是本節(jié)科學(xué)探究?jī)?nèi)容之一，是學(xué)習(xí)光的反射定律、折射的必備知識(shí).本節(jié)的科學(xué)探究活動(dòng)也是為解決這一重點(diǎn)問(wèn)題而展開(kāi)的.根據(jù)課標(biāo)的要求，探究的深度應(yīng)在以下兩點(diǎn)內(nèi)容之內(nèi)：（1）在同種均勻介質(zhì)中傳播；（2）直線(xiàn)傳播。【教法分析】 教學(xué)中應(yīng)充分利用探究材料，如激光筆、手電筒、蚊香等.水中加牛奶或滴幾滴墨水使之呈混濁狀態(tài)，能很多地顯示光的傳播路徑.另外小孔成像實(shí)驗(yàn)中通過(guò)小孔看見(jiàn)蠟燭的像，也能反映光沿直線(xiàn)傳播.【學(xué)法分析】通過(guò)兩個(gè)影子游戲，對(duì)學(xué)生激趣、生疑，進(jìn)而產(chǎn)生探究釋疑的欲望.在教學(xué)中應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生參與探究，做好小孔成像、透過(guò)

3、三個(gè)小孔看燭光實(shí)驗(yàn).【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能1.理解光在均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播，并能解釋有關(guān)現(xiàn)象；2.知道光在不同介質(zhì)中傳播速度不同，記住光在真空中的傳播速度c=3108m/s。過(guò)程與方法1.通過(guò)觀察、思考、上網(wǎng)查閱資料等，了解光對(duì)人類(lèi)生活的意義；2.經(jīng)歷研究光在空氣中和水中沿直線(xiàn)傳播的過(guò)程，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（主要是顯示光路）的能力；3.學(xué)會(huì)用“光線(xiàn)”描述光的傳播路徑和方向，學(xué)習(xí)用作圖法分析影子的成因等光學(xué)現(xiàn)象。情感、態(tài)度態(tài)度與價(jià)值觀1.通過(guò)觀察和探究的學(xué)習(xí)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)；2. 通過(guò)探究物理學(xué)習(xí)活動(dòng)，使學(xué)生獲得成功的喜悅，樂(lè)于參與物理學(xué)習(xí)活動(dòng)。【重點(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：光的

4、直線(xiàn)傳播：利用實(shí)驗(yàn)證明光在氣體、液體、固體中沿直線(xiàn)傳播，也可以簡(jiǎn)單演示光斜射入水或玻璃中傳播方向發(fā)生改變的情況，以說(shuō)明光在均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播。難點(diǎn)：解釋簡(jiǎn)單的光現(xiàn)象：利用實(shí)驗(yàn)與作圖的方法完成“手影”的形成、“小孔成像”的形成，利用多媒體或掛圖解釋“日食”“月食”的形成。【教學(xué)過(guò)程】一新課引入前面我們講了只要有光線(xiàn)進(jìn)入人眼，人眼就看到物體，那么光源發(fā)出的光是如何傳播的？二新課探究1光的傳播（觀察課本圖片）猜想光的傳播路徑實(shí)驗(yàn)1：激光筆發(fā)出的光照射到墻上，或者穿過(guò)水缸，能看到一個(gè)亮點(diǎn)，光在透明介質(zhì)中傳播很弱，怎樣才能將光的傳播路徑顯現(xiàn)出來(lái)呢？教師引導(dǎo)： (1）可以用白紙板（或者黑板）襯托來(lái)顯現(xiàn)光

5、在空氣中的傳播； （2）可以用煙霧來(lái)顯現(xiàn)； （3）可以將少量的奶粉顆粒放入水中來(lái)顯現(xiàn)光在水中傳播路線(xiàn)； （4）可以讓光穿過(guò)磨砂玻璃來(lái)顯現(xiàn)光在固體中的傳播路線(xiàn) 結(jié)論：光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線(xiàn)傳播的,光在真空中沿直線(xiàn)傳播實(shí)驗(yàn)2：光在不均勻介質(zhì)（鹽水）發(fā)生偏折例如：海市蜃樓形成多發(fā)生在海面或者沙漠，因?yàn)槟抢锏目諝獠痪鶆颍饩€(xiàn)發(fā)生偏折。早晨，太陽(yáng)從東方升起我們看到的不是實(shí)際太陽(yáng)，實(shí)際太陽(yáng)還在地平線(xiàn)以下，因?yàn)榇髿鈱硬痪鶆?，光線(xiàn)發(fā)生偏折。實(shí)驗(yàn)3：光在不同介質(zhì)發(fā)生偏折比如：光從空氣射入水中，在空氣或者水中都是直線(xiàn)傳播，但是在它們的界面處發(fā)生了折射。2、光線(xiàn)：用帶箭頭的直線(xiàn)表示光線(xiàn)為了形象描述光的傳播物理學(xué)

6、上通常用一條帶有箭頭的直線(xiàn)，這條直線(xiàn)叫光線(xiàn)，需注意的是，光是實(shí)際存在的，而光線(xiàn)并不存在，只是人為創(chuàng)造的物理模型。點(diǎn)光源發(fā)出的光線(xiàn) 平行光線(xiàn)（如太陽(yáng)光）3、光的直線(xiàn)傳播應(yīng)用（1）影子的形成沿直線(xiàn)傳播的光在傳播過(guò)程中遇到不透明的物體，光不能繞過(guò)去到達(dá)物體后面，光不能到達(dá)的區(qū)域形成與物體形狀相同的影子（黑斑）。影子的形成是由于光的直線(xiàn)傳播。(2) 日食和月食在古代中國(guó)，人們把日食看作是上天的警告，因此統(tǒng)治者對(duì)日食的觀測(cè)非常關(guān)心，據(jù)說(shuō)在夏朝，羲和因?yàn)槁﹫?bào)了日食而被斬首，古人認(rèn)為日食一般應(yīng)驗(yàn)在君死、國(guó)亡上，更可以引起兵災(zāi)、天下大亂、死亡、失地上面。日食的形成：月亮擋住了(照在地球上)太陽(yáng)光地球在跑到月亮

7、的影子里月食的形成：（發(fā)生在晚上）月食：地球擋住了(射向月亮)太陽(yáng)光月亮跑到地球的影子里（3）小孔成像(常考)公元四世紀(jì)就有記載，是墨子先發(fā)現(xiàn)的，墨子站在小黑屋的外面，黑屋的墻上有一個(gè)孔，他通過(guò)小孔看見(jiàn)屋子對(duì)面的墻上有他倒立的像。實(shí)驗(yàn)演示并解釋小孔成像原理，畫(huà)光路圖-光線(xiàn)表示光的傳播方向和路徑的圖像。小孔成像特點(diǎn):（1） 條件：小孔小孔成像、大孔成斑（2）倒立上下左右均倒立，如圖所示。（3）實(shí)像實(shí)像：可以在光屏上顯示。舉例:投影儀在屏幕上形成的像,太陽(yáng)光垂直透過(guò)樹(shù)葉縫隙照射,在地面上形成的像。（4）大小成像大小和小孔到光屏的距離、以及物體到光屏距離有關(guān)（5）形狀像的形狀和物體的形狀一樣，和孔的

8、形狀無(wú)關(guān)思考：太陽(yáng)光透過(guò)樹(shù)縫照射在地面上，所形成的光斑是什么形狀的？【討論交流】日常生活中有哪些應(yīng)用光的直線(xiàn)傳播的實(shí)例？（1） 激光準(zhǔn)直 挖隧道（2） 射擊瞄準(zhǔn)時(shí)要“三點(diǎn)一線(xiàn)”，眼睛瞄準(zhǔn)槍準(zhǔn)心（強(qiáng)凸起的部分），對(duì)準(zhǔn)靶心。（3） 檢查隊(duì)伍是否成直線(xiàn)（4） 激光測(cè)距4、光速【議一議】光在傳播過(guò)程中是否需要時(shí)間呢？光傳播需要時(shí)間，比如：太陽(yáng)光傳到地球需要8分20秒，在房間里開(kāi)燈，房間立刻被照亮，這不能說(shuō)明光的傳播不需要時(shí)間，而是光傳播的太快，人們無(wú)法覺(jué)察到。光速到底是多少呢？ 【點(diǎn)撥】實(shí)驗(yàn)研究表明：光可以在真空中傳播，光在真空中的光速是3108m/s，這個(gè)速度很大，相當(dāng)于光在1秒內(nèi)繞地球運(yùn)行7.5圈

9、。光年：天文學(xué)上常用的長(zhǎng)度單位，一光年：光在真空中一年內(nèi)所走的距離，大約是9.41015 m。 精講精練重點(diǎn)、難點(diǎn)突破一、光的直線(xiàn)傳播 光的直線(xiàn)傳播可解釋許多常見(jiàn)的光現(xiàn)象：影子的形成、日食月食、小孔成像、激光準(zhǔn)直.光線(xiàn)不是光，但能表示光影子是光照不到的地方.二、光速 光在水中的速度比真空中小很多，約為真空中光速的3/4，光在玻璃中的速度比在真空中小得更多，約為真空中光速的2/3典型例題分析題型1 光的直線(xiàn)傳播【例1】如圖所示，能通過(guò)三個(gè)小孔看到燭光的條件是( )解析:光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線(xiàn)傳播的答案:三個(gè)小孔和燭焰在一條直線(xiàn)上【変式訓(xùn)練1】如下圖所示，找一根軟硬合適的塑料水管和一個(gè)發(fā)光的

10、手電筒，小強(qiáng)如圖甲和圖乙進(jìn)行了兩次觀察，關(guān)于小觀察的情況，下列敘述正確的是（ ）A.圖甲方式能看到燈光，因?yàn)樗芰鲜峭该黧wB.圖乙方式不能看到燈光，因?yàn)樗芰喜皇峭该鞯奈矬wC. 圖甲的方式能看到燈光，因?yàn)樗苁侵钡模庋刂本€(xiàn)從管中傳到眼中D.圖乙的方式不能看到燈光，因?yàn)樗軟](méi)對(duì)準(zhǔn)光，當(dāng)然看不到解析:能不能看到燈光，關(guān)鍵是有沒(méi)有燈光射進(jìn)小強(qiáng)眼圖甲的方式，水管是直的，光在空氣中沿直線(xiàn)傳播，從管中侍小強(qiáng)眼中，所以能看到燈光；圖乙的方式，管子是彎曲的，沿直線(xiàn)傳播的光線(xiàn)不能穿過(guò)彎管，所以看不到燈光，綜合分析四個(gè)項(xiàng)，只有C是正確的【例2】夏日晴天的中午，兩手平托著上面挖有正方形的小孔的圓形黑紙片（不透光）遮擋

11、地面，則看到地面上有( )A.圓形影子里有正方形光B. 正方形影子里有一圓形光斑C. 圓形影子里有一長(zhǎng)方形光斑D. 圓形影子里有一圓光斑解析:解決此問(wèn)題的方法是把問(wèn)題視為“小孔成像”，像與物的形狀相似，而與小孔的形狀無(wú)關(guān)，地上的光庭是大陽(yáng)的保所以應(yīng)選D.點(diǎn)評(píng)：本題的原理是光的直線(xiàn)傳播，把該問(wèn)題看作“小孔成象”是解決題目的關(guān)鍵?！纠?】2002年6月11日，家住上海的某天文愛(ài)好者用照相機(jī)拍攝了一張?zhí)?yáng)的照片，發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)的邊緣部分缺了一塊，于是這位天文愛(ài)好者認(rèn)為這可能是一種_現(xiàn)象，它形成的原因是_解析:太陽(yáng)出現(xiàn)殘缺，這是一種日偏食現(xiàn)象，月球是地球的衛(wèi)星，圍繞著地球旋轉(zhuǎn).當(dāng)月球轉(zhuǎn)到地球與太舊之間時(shí)，

12、由于光的直線(xiàn)傳播，月球擋住了太陽(yáng)照向地球的部分光線(xiàn)，就可能出現(xiàn)日偏食.答案:日偏食光的直線(xiàn)傳播【變式訓(xùn)練2】“金星凌日”是一種天文奇觀.發(fā)生“金星凌日”時(shí)，在地球上看到金星從太陽(yáng)面上移過(guò)，它的產(chǎn)生和日食的道理相同.如圖所示為發(fā)生“金星凌目”現(xiàn)象時(shí)的示意圖，圖中金星的位置在（ ）A甲 B.乙 C.丙 D.丁解析：考查學(xué)生關(guān)于光的直線(xiàn)傳播知識(shí).題目敘述得很詳細(xì)，指出“金星凌日”產(chǎn)生的道理與日食的成因相同，因此，可以用光的直線(xiàn)傳播來(lái)解釋.把太陽(yáng)、金星、地球都看成是一個(gè)點(diǎn)，“全星凌日”發(fā)生時(shí)，金星的位置正好在“丁”位置處，故選D選項(xiàng)答案D【例4】一個(gè)人沿馬路行走時(shí)，經(jīng)過(guò)一盞路燈，路燈照射人的影子長(zhǎng)短會(huì)

13、發(fā)生變化，其變化的情況應(yīng)該是（ ）A. 逐漸變長(zhǎng) B.逐漸變短 C.先變長(zhǎng) D.先變短，再變長(zhǎng)解析：如圖所示，光源和障礙的高度一定，二者距離越遠(yuǎn)，影子越長(zhǎng)，當(dāng)人和路燈間的距離變短，影長(zhǎng)也隨著變短，當(dāng)人遠(yuǎn)高路燈而去時(shí)，影子隨人和路燈間的距離變長(zhǎng)而變長(zhǎng)。答案D題型2光速【例5】站在遠(yuǎn)處觀察鑼鼓隊(duì)時(shí)，我們總是先看到隊(duì)員敲打鑼鼓的動(dòng)作，而后聽(tīng)到鑼鼓的聲音，這是因?yàn)椋?）A.人眼比耳反應(yīng)快，靈敏B.敲打鑼鼓后，隔一段時(shí)間才發(fā)出聲音B. 聲音在空氣中傳播比光在空氣中傳播慢D.以上說(shuō)法都有道理解析：此題考查光速比聲速大這一知識(shí)點(diǎn)，敲打鑼鼓時(shí)，發(fā)出的聲音與敲打鑼鼓的動(dòng)作是同時(shí)產(chǎn)生的，敲打的動(dòng)作是以光速傳播的.

14、速度大約為c=3.0108m/s，聽(tīng)到的聲音是以聲速傳播的，速度大約為v=340m/s，因而先看到敲打的動(dòng)作，后聽(tīng)到發(fā)出的聲音.答案C方指指導(dǎo)：對(duì)于“先看到現(xiàn)象，后聽(tīng)到聲音”的原因是光的傳播速度遠(yuǎn)大于聲音的傳播速度，如先看到閃電后聽(tīng)到雷聲、百米賽跑計(jì)時(shí)員看到發(fā)令槍冒煙就開(kāi)始計(jì)時(shí)等.規(guī)律方法總結(jié)：一、光的直線(xiàn)傳播 通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出光沿直線(xiàn)傳播：光不僅在空氣中沿直線(xiàn)傳播，在水、玻璃等透明物質(zhì)中的傳播路線(xiàn)也是直的.光沿直線(xiàn)傳播的條件：光在同種、均勻、透明介質(zhì)中才沿直線(xiàn)傳播.二、光速 真空中的光速是宇宙間最快的速度，在物理學(xué)中用字母c表示，真空中光速為c=3x108m/s. 光在其他各種介質(zhì)中的傳播速

15、度都比真空中的小. 鞏固檢測(cè)青蛙坐井觀天，光線(xiàn)是進(jìn)入青蛙眼中，你看見(jiàn)小帥哥不是我的眼中發(fā)出兩束光進(jìn)入青蛙眼中。生活應(yīng)用與現(xiàn)象解釋1. 下列現(xiàn)象中，不能用光的直線(xiàn)傳播解釋的是( )A. 射擊時(shí)要“三點(diǎn)一線(xiàn)”B. 一葉障目C. 排隊(duì)時(shí)向前看齊D. 水中倒影分析:B、如果光能拐彎，樹(shù)葉不就看到了嗎？D、沒(méi)學(xué)，但是不影響做題，“倒影”是光的反射，比如說(shuō)：有一棵樹(shù)，樹(shù)在水中有一個(gè)倒影，光線(xiàn)照到水面上反射到人眼，人眼通過(guò)這條光線(xiàn)認(rèn)為光是沿直線(xiàn)傳播的，照到下面有棵樹(shù)。2、天文奇觀“金星凌日”是在地球上看到金星從太陽(yáng)上移過(guò)的現(xiàn)象，它的產(chǎn)生和日食的道理相同。如圖為發(fā)生“金星凌 日”現(xiàn)象時(shí)的示意圖，圖中金星的位置

16、在()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 3、科幻小說(shuō)往日之光的作者鮑勃肖，曾經(jīng)幻想一種慢透光玻璃，光穿過(guò)這種玻璃需要十年。盡情想象，假如光速只有3m/s，我們的世界會(huì)發(fā)生什么變化？寫(xiě)出生活中兩個(gè)可能發(fā)生的情景，你就是科幻家哦。情景一：開(kāi)燈后過(guò)1、2秒燈才可以亮情景二：解析：如果光速只有3m/s，晚上開(kāi)燈后，可能需要1、2秒后房間才能亮起來(lái)，房頂3m，燈亮了后要傳播到地面需要一段時(shí)間。路上行駛很危險(xiǎn)，比如開(kāi)輛車(chē)遇到一個(gè)人，光速還沒(méi)車(chē)速快，太陽(yáng)光照到人身上，人身體再把光線(xiàn)反射到司機(jī)眼里，等司機(jī)看到人，車(chē)已經(jīng)撞上去了。比如打雷閃電，會(huì)先聽(tīng)到雷聲后看到光，和聲速差好幾百倍小孔成像深入分析：1、如圖所示，小明制成了一個(gè)針孔照相機(jī)，其實(shí)就是小孔成像的實(shí)驗(yàn)裝置。將點(diǎn)燃的蠟燭置于小孔前的適當(dāng)位置，觀察 并研究小孔成像的特點(diǎn)。如果易拉罐底部小孔是三角形，則他在半透明膜上看到的像是( D )A. 三角形光斑B. 圓形光斑C. 燭焰的正立像D. 燭焰的倒立像2、如圖所示的日偏食， 月球把太陽(yáng)遮住了一半， 此時(shí)透過(guò)茂密的樹(shù)葉， 在樹(shù)下地面上形成的亮斑是( )A. 月牙形的B. 圓形的C. 樹(shù)葉形的D. 小孔的形狀解析：月亮把太陽(yáng)遮住一部分，光源成月牙形的，樹(shù)葉之間有縫隙，小孔成像是倒立的，月牙倒立的還是月牙3、在探究樹(shù)蔭下光斑的綜合實(shí)踐活動(dòng)中，為了研究孔的大小對(duì)光斑形狀的影響，小華設(shè)計(jì)了四種開(kāi)有