光的直線傳播教案新課標(biāo)人教版

光的直線傳播教案教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1、知道光在同一種均勻媒質(zhì)中是沿直線傳播的.2、知道光的直線傳播的一些典型事例（如小孔成像、日月蝕等）.3、記住光在真空中的傳播速度.不要求知道光速的測量方法.能力目標(biāo)1、能根據(jù)光的直線傳播原理找出本影和半影，能解決日月蝕問題.2、會使用光的直線傳播性質(zhì)解釋有關(guān)光現(xiàn)象如：影子的形成.情感目標(biāo)1、通過光的直線傳播的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生正確的認(rèn)識日月蝕現(xiàn)象，破除傳統(tǒng)的迷信思想，樹立科學(xué)的人生觀.2、用科學(xué)家對光速進(jìn)行測定的不懈努力的事實，教育學(xué)生面對困難要樹立信心，勇于探索.3、利用幾何知識解決光學(xué)問題，學(xué)會知識的遷移和變通.教學(xué)建議本節(jié)內(nèi)容是在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加深和拓寬.重點(diǎn)掌握以下幾部分知識點(diǎn)：1、光沿直線傳播的條件：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播.講解時能說明光沿直線傳播的實例有：小孔成像，本影和半影等都能證明光沿直線傳播.2、光源：能夠發(fā)光的物體.是把其它形式的能轉(zhuǎn)化為光能的裝置.3、光線：光線只代表光的傳播方向，它不是客現(xiàn)實際存在的東西，光線是光束的抽象.是在研究光的行為時用來表示光的傳播方向的有向直線.4、光束：有一定關(guān)系的一些光線的集合稱為光束5、介質(zhì)（媒質(zhì)）、光在其中傳播的物質(zhì)、但要注意：光傳播時并不需要介質(zhì).6、影：光線被擋住所形成的暗區(qū).影可分為本影和半影，在本影區(qū)域內(nèi)完全看不到光源的光照射，在半影區(qū)域內(nèi)只能看到部分光源發(fā)出的光.如果是點(diǎn)光源，只能形成本影，如果不是點(diǎn)光源，一般會形成本影與半影.光的直線傳播可以通過本影和半影的實驗來證實如圖所示一個點(diǎn)光源，在不透明的物體后面能形成一塊陰暗的區(qū)域.如圖所示兩個或幾個光源，在不透明的物體后面能造成本影和半影區(qū)域.7、日食：發(fā)生日食時，太陽、月球、地球在同一條直線上，月球在中間，在地球上月球本影里的人看不到太陽的整個發(fā)光表面，這就是日全食，如a區(qū).在月球半影里的人看不到太陽某一側(cè)的發(fā)光表面，這就是日偏食如b區(qū)，在月球本影延長的空間里的人看不到太陽發(fā)光表面的中部，能看到太陽周圍的發(fā)光環(huán)形面，這就是日環(huán)食，如c區(qū).8、月食：發(fā)生月食時，太陽、月球、地球同在一條直線上，地球在中間，如圖所示，當(dāng)月球全部進(jìn)入地球本影區(qū)域時形成月全食，如圖a區(qū)；當(dāng)月球有一部分進(jìn)人地球本影區(qū)域時形成月偏食，如圖b區(qū)；但要注意，當(dāng)月球整體在c區(qū)時并不發(fā)生月偏食.9、光速：通常光在真空中的速度為C=3.00X108n/s.注意：光在介質(zhì)中的傳播的速度都將小于該值.教學(xué)設(shè)計示例光的直線傳播、光速(一)引入新課現(xiàn)在我們學(xué)習(xí)光學(xué)知識，在初中我們學(xué)習(xí)過，請同學(xué)們思考如下問題：1、什么叫光源，生活中有哪些物體是光源？2、光線如何表示？3、小孔成像說明了什么？在學(xué)生思考后請同學(xué)提問，教師就學(xué)生的回答進(jìn)行解釋和說明.由此引入新課.(二)教學(xué)過程教師帶動學(xué)生重點(diǎn)分析以下知識點(diǎn)：1、光源：(l)光源：(自身)發(fā)光的物體、如：太陽、蠟燭的光焰等.注意：月亮不是光源，因為月亮本身不發(fā)光，而是反射的太陽光.點(diǎn)光源：可忽略自身尺寸的光源，象質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、理想氣體一樣，是理想化的物理模型.當(dāng)光源的尺寸遠(yuǎn)小于它到觀提點(diǎn)的距離時就可看作點(diǎn)光源.(2)光能：光具有的能量，包含在光束中.光源發(fā)光的過程是其他形式的能轉(zhuǎn)化為光能的過程，光照到物體上，光能又可轉(zhuǎn)化為其它形式的能.光束射入人眼才能引起人的視覺.2、光的直線傳播(1)介質(zhì)：光能夠在其中傳播的物質(zhì)、如：空氣、水、玻璃等.注意：光能在真空中傳播，說明光的傳播并不依靠介質(zhì).(2)光直線傳播的條件：同一種均勻介質(zhì)中.光直線傳播產(chǎn)生的光現(xiàn)象有：小孔成像、形的形成、日食和月食等.3、影：(l)點(diǎn)光源的影點(diǎn)光源發(fā)出的光，照到不透明的物體上，物體向光的表面被照明，在背光面的后方形成一個光線照不到的黑暗區(qū)域.(2)較大發(fā)光面的本影和半影.完全不會受到光的照射的范圍是本影，本影周圍還有一個能受到光源發(fā)出的一部分光照射的區(qū)域，是半影，比較以上兩圖，光源的發(fā)光面積極大，本影區(qū)越小，無影燈就是根據(jù)此原理設(shè)計的.注意強(qiáng)調(diào)：本身能夠發(fā)光的物體叫光源，光源發(fā)出的光可用光線表示，但光線實際上是不存在的；光在同一種約勻介質(zhì)中沿直線傳播，正因如此，才能在障礙物的背面留下影子.關(guān)于光的直線傳播的問題，除了一些現(xiàn)象解釋以外，還會出現(xiàn)一部分相關(guān)的計算和證明，大多數(shù)都是利用光的直線傳播理論和幾何知識來解決的.例題1：一人自街上路燈的正下方經(jīng)過，看到自己頭部的影子正好在自己的腳下，如果人以不變的速度朝前走，試證明他頭部的影子相對于地面的運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動.分析證明：先根據(jù)光的直線傳播和幾何知識，確定某時刻人頭影的位置，再應(yīng)用運(yùn)動學(xué)知識推導(dǎo)出其位移或速度的表達(dá)式即可得證.設(shè)燈高為H,人高為h,如圖所示、人以速度V經(jīng)一段時間；到達(dá)位置A處.由光的直線傳播可知：人頭的影應(yīng)在圖示B處，由三角形相似得：h_AB_OB-0A~H~OB~OBOB=——,OA=—,v't即：H-hH-k人頭的影的速度因為H、h、V都確定，故V也是確定的，即人頭的影的運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動.例2某夏天中午晴天，若發(fā)生了日偏食，在樹蔭下，可看見地面有一個個亮斑，這些亮斑是太陽光透過濃密的樹葉之間的縫隙照射到地面上形成的，這些亮斑的形狀是：A、不規(guī)則的圖形 B、規(guī)則的圖形C、規(guī)則的月牙形 D、以上都有可能分析解答：亮斑是由小孔成像所致，小孔成像是因光的直線傳播產(chǎn)生的，其所成像相對物而言是倒立的與物形狀相似的實像，其形狀與小孔的形狀無關(guān)，故選(C).通過以上實例的分析，請同學(xué)注意在以后處理有關(guān)光的直線傳播的問題時，一定要充分利用數(shù)學(xué)幾何知識，結(jié)合正確的光路圖來求解.擴(kuò)展資料最早測出光速的人光學(xué)里有一個常數(shù)，即光在真空（或空氣）中的傳播速度為千米/秒，你知道這個常數(shù)最早是怎樣測出的嗎？1609年，意大利科學(xué)家伽利略制造出了世界上第一架天文望遠(yuǎn)鏡，并用這架望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了大量新天體，其中有木星的四顆衛(wèi)星。后來經(jīng)過探測證實，每顆衛(wèi)星繞木星運(yùn)行的周期都是不變的。1676年，法國天文學(xué)家羅默觀察木星的衛(wèi)星的運(yùn)動達(dá)6個月之久。他仔細(xì)地測定其中一顆衛(wèi)星出現(xiàn)在軌道每個位置上的時間，發(fā)現(xiàn)這顆衛(wèi)星在預(yù)定位置上出現(xiàn)的時間逐漸推遲。后來，他又發(fā)現(xiàn)木星的衛(wèi)星到達(dá)預(yù)定位置的時間要比開始觀察時晚了16分鐘，此后他又驚奇地發(fā)現(xiàn)木星的衛(wèi)星出現(xiàn)時間又逐漸提前了。這究竟是怎么回事呢？羅默經(jīng)過認(rèn)真思考，終于揭開了這個謎底。他認(rèn)為木星的衛(wèi)星繞它運(yùn)行一周的時間是不變的，衛(wèi)星每次出現(xiàn)在預(yù)定位置上的時間也應(yīng)該一樣，之所以會發(fā)生時間推遲和提前的現(xiàn)象，是因為木星反射出的光傳播到地球需要時間。當(dāng)?shù)厍螂x木星近時，木星及它的衛(wèi)星反射光就到得早；當(dāng)?shù)厍螂x木星遠(yuǎn)時，其反向光到達(dá)地球的時間就晚。而6個月正好是地球繞太陽運(yùn)行半周的時間。地球?qū)?yīng)這段時間的位置移動為地球到太陽距離（93X106英里）的2倍，于是他得出這樣的結(jié)論：光大約花16分鐘才走完這段距離差。羅默據(jù)此推算出光在真空（或空氣）中的傳播速度.這個結(jié)果與用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所測定的值是很接近的，羅默由此而成為第一個測得光速的人。最早的光學(xué)實驗世界上最早的光學(xué)實驗，是我國二千四五百年前，由杰出科學(xué)家墨翟和他的學(xué)生進(jìn)行的。在一間黑暗的小屋朝陽的墻上開一個小孔，人對著小孔站在屋外，屋里相對的墻上就出現(xiàn)了一個倒立的人影。為什么會出現(xiàn)這奇怪的現(xiàn)象呢?墨家解釋說，這是因為光線像射箭一樣，是直線進(jìn)行的。人體下部擋住直射過來的光線，穿過小孔，成影在上邊；人體上部擋住直射過來的光線，穿過小孔，成影在下邊，就成了倒立的影。并且還指出，人的位置離墻壁由遠(yuǎn)及近，暗室里的影也由小變大，倒立在墻上。這在世界上是對光直線傳播的第一次科學(xué)解釋。探究活動1、動手制作一個小孔成像觀測器.2、查閱資料，了解歷史上對光的傳播速度的測定方法.3、注意觀測發(fā)生日食和月食時的現(xiàn)象以及規(guī)律.典型例題典型例題1—關(guān)于光線的概念關(guān)于光線的概念，下面說法正確的是（）A、光線是客觀存在的東西B、光線是光束的抽象C、光線是用來表示光束傳播方向的直線D、光線是塵埃微粒對光的反射所呈現(xiàn)的現(xiàn)象分析與解答答：正確選項為B、C.典型例題2—關(guān)于日食和月食為什么日全食時地球上只有一小區(qū)域內(nèi)的人可以看到，而月食時，面向月球的半個地球上各處可以同時看到？分析與解答：由圖甲可知，月球的本影只落在地球上極小的一個區(qū)域內(nèi).所以日全食時地球上只有一小區(qū)域內(nèi)的人可以看到.當(dāng)月球運(yùn)行到地球的本影里時發(fā)生月食，如圖乙所示，月食時凡面向月球的半個地球上的人均可同時看到.

說明：(1)日食、月食是人們熟知的天文景象.但要弄清其中道理，須在應(yīng)用光在均勻介質(zhì)中直線傳播的知識的同時，理解本影、半影概念；(2)應(yīng)明白人能看見物體，是因為物體發(fā)出的光或物體反射的光射入人的眼睛.典型例題3—關(guān)于本影和半影如圖所示，A是直徑為10cm的發(fā)光球，B是直徑為5cm的遮光板，C為光屏，三者中心共軸，AB之間間隔200cm.求(1)當(dāng)C離B為多遠(yuǎn)時正好在屏上的本影消失只有半影?(2)這時半影環(huán)的半徑是多少？(3)本影可取得最大直徑是多少？分析與解答：如圖示，發(fā)光球發(fā)出的光被遮光板擋住以后在BB’E區(qū)域出現(xiàn)本影，在EBD與B'ED’區(qū)域出O'E_BB'O'E+OO'_AA代人數(shù)據(jù)解得：0田=20比附DE=O'E由由一赤代人數(shù)據(jù)解得：DE=10cm.即此時半影環(huán)的半徑是10cm.當(dāng)將光屏C移到緊靠遮光板BB'時，本影可取得最大的直徑為5cm.說明：涉及本影、半影等光現(xiàn)象的問題時，正確作出先路圖是解題的首要環(huán)節(jié)，這樣便將物理問題變?yōu)閹缀螁栴}，運(yùn)用幾何知識便易解決.習(xí)題精選1、下述說法正確的是（ ）A、光總是沿直線傳播B、光在同一種介質(zhì)中總是沿直線傳播的C、光在同一種均勻介質(zhì)中總是沿直線傳播的D、小孔成像是光的直線傳播形成的2、光源發(fā)出的光照射到不透明物體上就會形成影，對于光源面積與影大小關(guān)系的判斷，正確的有（ ）A、光源面積越大，半影區(qū)越大B、光源的面積為零，半影區(qū)不為零C、光源面積越大，本影區(qū)越大D、影的大小與光源的面積無關(guān)3、無影燈是多個大面積光源組合而成的，關(guān)于其照明效果，正確的是（ ）A、沒有影子 B、有本影C、沒有本影 D、沒有半影4、關(guān)于日食和月食，下列說法中正確的是（ ）A、在月球的本影區(qū)里能看到日全食B、在月球的半影區(qū)里能看到日偏食C、在月球進(jìn)入地球的半影區(qū)時，可看到月偏食D、在月球全部進(jìn)入地球的本影區(qū)時，可看到月全食5、發(fā)生日食時，地球上不同地區(qū)的人可能同時觀察到的現(xiàn)象有（ ）人、日全食和日偏食 8、日全食和日環(huán)食*日全食、日偏食和日環(huán)食 口、日偏食和日環(huán)食6、在一工棚的油氈屋頂有一個小孔，太陽光通過它落到地面上形成一個圓形光斑，這一現(xiàn)象表明（ ）A、小孔的形狀一定是圓的 B、太陽的形狀是圓的C、地面上的光斑是太陽的像 D、光是沿直線傳播的7、小孔照相機(jī)的屏與孔相距5cm，物體離開小孔的距離是80cm，則像高與物高的比是.8、身高l.6m人