4.1 光的直線傳播（教學(xué)課件）-2022-2023學(xué)年八年級物理上冊同步備課系列（人教版）

第四章——光現(xiàn)象第1節(jié)光的直線傳播八年級物理上冊?人教版①演示實驗—《光的直線傳播》

②演示實驗—《光在不同介質(zhì)中的傳播》③演示實驗—《小孔成像》④視頻講解—《日食和月食》…………視頻資源清單：①由于ppt使用的是高質(zhì)量視頻，故資源比較大（本ppt約100MB）。②所用視頻資源已全部內(nèi)嵌在ppt中，不需另外下載。③本節(jié)ppt共有65張、8個視頻，可根據(jù)需要選擇點播。④課件使用PowerPoint制作，建議使用PowerPoint播放。⑤ppt畫面比例為寬屏16:9。光現(xiàn)象雨過天晴，一條彩虹掛在天空，它的美麗和神奇引起了人們無限的遐想。是誰在天空架起來這樣色彩繽紛的橋梁？在中國神話中，女媧煉五色石補天，彩虹即五色石發(fā)出的彩光；在希臘神話中，彩虹是溝通天上與人間的使者。第四章當(dāng)通過實驗在陽光中找到這些色彩時，我們才逐漸揭開了彩虹的神秘面紗1光的直線傳播2光的傳播速度第1節(jié)光的直線傳播

①能識別光源，知道光源大致分為天然光源和人造光源兩類。②了解光的直線傳播，能列舉光的直線傳播在生活中的應(yīng)用。③知道光在真空中的傳播速度。④通過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。要研究光現(xiàn)象，首先要看看哪些物體能夠發(fā)光，是誰給我們帶來了光明。燦爛的陽光普照大地閃爍的星光點綴著漆黑的夜晚太陽以及我們看到的絕大多數(shù)星星都是恒星，恒星都能發(fā)光。許多動物也能發(fā)光：螢火蟲發(fā)出淡淡的綠光你想過沒有，光從哪里來的？又是怎么向外傳播的呢？傳播的速度大嗎？學(xué)習(xí)這節(jié)課的知識，你就明白了。第1節(jié)光的直線傳播大海深處水母的發(fā)光大海深處斧頭魚的發(fā)光光的直線傳播01PART①光源：能夠發(fā)光的物體叫做光源。光源分為自然光源和人造光源。閃電是自然光源LED燈是人造光源屬于光源的有：

彩燈、點燃的火柴。彩燈月亮點燃的火柴鉆石夜行安全衣它們是光源嗎？月球、鉆石和夜行安全衣不發(fā)光，是反射光，所以不是光源。①光在空氣中的傳播觀察以下生活中的現(xiàn)象，能得出什么結(jié)論？透過樹林的光束是直的從車燈射出的光束是直的城市燈光中的激光束是直的光在空氣中沿______傳播。直線結(jié)論：視頻演示——《光在空氣中的傳播》②光在水中的傳播結(jié)論：光在水中沿______傳播。直線用激光筆將一束光射入水中；

觀察光在水中的傳播路徑。

在盛水的玻璃水槽內(nèi)滴幾滴牛奶或者撒一些粉筆灰；

直線結(jié)論：光在玻璃中沿______傳播。

觀察光在玻璃中的傳播路徑。把激光筆發(fā)出的光垂直射向

玻璃磚中；

③光在玻璃中的傳播說明光沿直線傳播的條件是：在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁輕輕注入濃糖水，從側(cè)壁水平照射激光，看到缸內(nèi)光的路徑如圖所示.同種均勻介質(zhì)。分析：在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁輕輕注入濃糖水后，玻璃缸里的水不均勻，光的傳播路徑不是直線。④光在不同種均勻介質(zhì)中的傳播結(jié)論光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播歸納結(jié)論：光的直線傳播注意若介質(zhì)不均勻，則光的傳播方向要發(fā)生改變。光在不均勻的大氣中傳播時，方向要發(fā)生改變。光線不是客觀存在的，它是人們建立的一種_________。想一想：怎么直觀、形象表示光的傳播情況？通常用一條帶_______的______表示光的__________和_______。這樣的直線叫做光線。箭頭直線傳播徑跡方向理想模型光線（lightray）

視野的大致范圍【例題1】“井底之蛙”常用來形容“目光短淺”。如圖所示，畫出井底之蛙的視野的大致范圍。根據(jù)光的直線傳播確定視野的范圍?！纠}2】如圖所示，作出人在什么范圍內(nèi)能看到窗外一棵樹的全部。（用陰影線表示人所在的范圍）AB人所在的范圍光在傳播過程中，遇到________的物體，由于光是沿直線傳播的，在物體后面光線___________的地方就形成影子。不透明不能到達(dá)迄今為止自然界中最大的影子是黑夜。日食和月食也和影子有關(guān)。

①影子的形成當(dāng)_______轉(zhuǎn)到______與______之間，并且在__________上時，擋住了射向______的太陽光，由于光沿直線傳播出現(xiàn)日食。月球地球太陽同一直線地球

②日食當(dāng)_______轉(zhuǎn)到______與______之間，并且在__________上時，擋住了射向______的太陽光，由于光沿直線傳播出現(xiàn)月食。月食是地球的影子投映到月球上。月球地球太陽同一直線月球

③月食如圖所示，在一個空罐的底部中央打一個小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。將小孔對著燭焰，我們可以看到燭焰在薄膜上呈現(xiàn)的像。

④小孔成像燭焰全部光線通過小孔后，形成了蠟燭________的像。

燭焰上部的光線，由于光的_______傳播，通過小孔后，射到了________；

燭焰下部的光線，由于光的_______傳播，通過小孔后，射到了________；

直線下部上部直線倒立（a）小孔成像的原因像的形狀與小孔的形狀_______。實驗與現(xiàn)象圓形小孔方形小孔三角形小孔用不同形狀的小孔（方形或三角形）進(jìn)行實驗，觀察像的形狀。無關(guān)不變會發(fā)現(xiàn)燭焰像的形狀______（不變/改變）。（b）小孔成像的特點物體到小孔的距離叫做______，像到小孔的距離叫做_______。物距小于像距時，成_______（縮小/放大）的像。物距像距放大帶小孔的擋板光屏光源物距U（c）小孔成像的大小像距v物距小于像距時

結(jié)論：物距大于像距時，成_______（縮小/放大）的像?？s小帶小孔的擋板光屏光源物距U像距v物距大于像距時

結(jié)論：??物距等于像距時，成_______的像。等大帶小孔的擋板光屏光源物距像距物距等于像距時

結(jié)論：結(jié)論小孔成的是倒立的實像，像的大小跟物體到小孔的距離和像到小孔的距離有關(guān)。物距減小，像距變大，像變大。我國的學(xué)者—墨翟（墨子）和他的學(xué)生，做了世界上第一個小孔成倒像的實驗，解釋了小孔成倒像的原因，指出了光沿直線進(jìn)行的性質(zhì)。視頻演示——《小孔成像》小孔成像現(xiàn)象——樹下的圓形光斑

圓形光斑實質(zhì)是太陽經(jīng)小孔所成的像。發(fā)生日食，在地面上的光斑，是日食時日面形狀的投影，所以光斑會變成月牙形。由于光沿直線傳播，在開拙隧道時，工人們可以用激光束引導(dǎo)掘進(jìn)機，使掘進(jìn)機沿直線前進(jìn)，保證隧道方向不出偏差。①激光準(zhǔn)直射擊瞄準(zhǔn)要領(lǐng):“三點一線”才能射得準(zhǔn)，即槍上標(biāo)尺的缺口、槍上的準(zhǔn)星和射擊目標(biāo)要在一條直線上。缺口目標(biāo)準(zhǔn)星②射擊瞄準(zhǔn)由于光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，最前面的同學(xué)反射的光能直接進(jìn)入人眼，若所有的同學(xué)都在一條直線上，前面相隔一位的同學(xué)反射的光就不會進(jìn)入人眼，所以只要我們每個人都只能看見自己前面的一個人，隊就排直了。③排隊【例題3】某同學(xué)用兩個硬紙筒探究小孔成像，如圖甲所示。①小孔成像現(xiàn)象可以說明___________。②請在乙圖中作出蠟燭AB

在屏上所成的像A＇B＇_______。③如果用不透光的黑紙把圓形小孔蒙起一半，留一個半圓形小孔透光，控制其他條件不變，蒙起后與蒙起前比較，像發(fā)生的變化有_________。④該同學(xué)實驗后總結(jié)了以下四句說法，其中正確的是_______。

A．薄膜上出現(xiàn)燭焰的像是倒立的B．保持小孔和燭焰的位置不變，向前推動內(nèi)筒，燭焰的像更明亮C．蠟燭做順時針轉(zhuǎn)動時，像也做順時針轉(zhuǎn)動甲

乙解析見下頁【例題3】某同學(xué)用兩個硬紙筒探究小孔成像，如圖甲所示。①小孔成像現(xiàn)象可以說明___________。②請在乙圖中作出蠟燭AB

在屏上所成的像A＇B＇_______。甲

乙①小孔成像現(xiàn)象說明了光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。②蠟燭A點發(fā)出的光線經(jīng)小孔下邊緣，到達(dá)光屏下部，蠟燭B點發(fā)出的光線經(jīng)小孔上邊緣，到達(dá)光屏的上部，成的像是倒立的實像，蠟燭成像如圖所示。光的直線傳播

③如果用不透光的黑紙把圓形小孔蒙起一半，留一個半圓形小孔透光，控制其他條件不變，蒙起后與蒙起前比較，像發(fā)生的變化有_________。④該同學(xué)實驗后總結(jié)了以下四句說法，其中正確的是_______。

A．薄膜上出現(xiàn)燭焰的像是倒立的B．保持小孔和燭焰的位置不變，向前推動內(nèi)筒，燭焰的像更明亮C．蠟燭做順時針轉(zhuǎn)動時，像也做順時針轉(zhuǎn)動變暗A(chǔ)BC③用不透光的黑紙把圓形小孔蒙起一半，小孔會變小，仍會形成完整的清晰的像，但因為透過的光線變少，像的亮度會變暗。④A．小孔成的像為倒立的實像，A正確；B．保持小孔和燭焰的位置不變，向前推動內(nèi)筒，物距減小，通過小孔的光變多，則像變亮，B正確；C.物體做順時針轉(zhuǎn)動時，像也做順時針轉(zhuǎn)動，C正確。故選ABC。光的傳播速度02PART

事實上閃電和雷鳴是同時發(fā)生的，但我們卻是先看到閃電，后聽到雷聲。這是為什么呢？雷雨天，我們總是先看見閃電，后聽到雷聲，為什么呢？光傳播得比聲音快光速有多大呢？不同介質(zhì)中光速相同嗎？1607年，伽利略進(jìn)行了世界上第一次測量光速的嘗試。方法是：他和助手分別站在相距1.6千米的兩座山上，每人手拿一盞燈。伽利略先打開燈，當(dāng)助手看到他的燈光時，立刻打開自己的燈，從伽利略打開燈至他看見助手那盞燈的燈光，這個間隔就是光傳播了3千米的時間。根據(jù)v=s/t即可計算出光的傳播速度。伽利略測量光速他們的測量原理對嗎？遺憾的是，他們進(jìn)行了多次實驗，均已失敗而告終，都不能測出光的速度，為什么？原來光的傳播速度太大，在相距約1.6km的兩山頂間來回一次，所用的時間大約只有十萬分之一秒，用這種簡單粗糙的方法根本不能測出這樣短的時間來。當(dāng)代計算出的最精確的光速都是通過波長和頻率求得的。1958年弗魯姆求出光速的精確值：299792.5±0.1km/s。1972年，美國科學(xué)家埃文森測得了目前真空中光速的最佳數(shù)值：

299792457.4±0.1m/s

光速的測定在光學(xué)的研究歷程中有著重要的意義。從人們設(shè)法測量光速到人們測量出較為精確的光速共經(jīng)歷了三百多年的時間。

真空中的光速是宇宙中最快的速度，用_____表示。

c=________________。計算中，可以近似取c=3×108m/s=3×105km/s2.99792×108m/sc如果一個人以光速繞地球飛行，他在1秒的時間內(nèi)能繞地球轉(zhuǎn)7.5圈。①真空中的光速【結(jié)論】

一般情況下，v真空＞v空氣＞v水＞v玻璃。②光在不同介質(zhì)中的傳播速度介質(zhì)光速真空空氣水玻璃C=3×108m/s約為3C/4約為2C/3C=3×108m/s聲音光真空不傳聲15℃空氣中聲速340m/s聲音在空氣中傳播最慢聲音傳播需要介質(zhì)光在真空中傳播最快空氣中光速近似3×108m/s光在空氣中比在其他透明介質(zhì)中傳播的快光的傳播不需要介質(zhì)③比較光的傳播與聲的傳播④光速的應(yīng)用——激光測距激光測距儀原理：是利用激光對目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測定的儀器。激光測距儀在工作時向目標(biāo)射出一束很細(xì)的激光，由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束，計時器測定激光束從發(fā)射到接收的時間，計算出從觀測者到目標(biāo)的距離。我們看到了古老的光科學(xué)世界

同學(xué)們聽過“牛郎織女”的神話故事吧。王母娘娘拆散了牛郎和織女的幸福家庭，他們化作天上的兩顆星，只能在每年農(nóng)歷七月初七渡過銀河相會一次。這個故事表達(dá)了我們祖先反抗封建禮教，追求幸福生活的美好愿望。但是，神話終歸是神話。你知道天上的牛郎星和織女星相距多遠(yuǎn)嗎？這兩顆星都是銀河系中的恒星，它們之間的距離如果用千米表示，那可真是個“天文數(shù)字”，大得不得了。即便牛郎和織女以宇宙中最快的速度—光速飛行，從牛郎星飛到織女星也要16年！要想每年相會一次，那是不可能的。

宇宙中恒星間的距離都非常大。為了表達(dá)起來方便一些，天文學(xué)家使用一個非常大的距離單位——光年，它等于光在真空中1年內(nèi)傳播的距離。這樣說來，牛郎星和織女星的距離就是16光年。

離太陽系最近的恒星是半人馬座的“比鄰星”（只能在南半球看到），它距離我們4.3光年。也就是說，我們現(xiàn)在觀測到的比鄰星的光，是4.3年前發(fā)出的，經(jīng)過了4年多才到達(dá)我們的眼睛。想一想，那時候你正在上幾年級？很有趣吧！

銀河系是超過1

000億顆恒星組成的星系。在銀河系外，離我們最近的星系是大、小麥哲倫云（很遺憾，也只能在南半球看到)，距離我們16萬～19萬光年。想想我們今天看到的麥哲倫云的光，是它們什么時候發(fā)出的？那時候人類在進(jìn)化過程中正處于哪個階段？

秋天的夜晚可以在東北方向的天空找到一個亮斑，看起來像個紡錘，那就是仙女座大星云。它是北半球唯一可用肉眼看到的銀河外星系，與我們的距離是225萬光年。光——宇宙的使者，它不僅告訴我們宇宙的現(xiàn)在，而且還在告訴我們遙遠(yuǎn)的過去。仙女座大星云1光年=365×____×______s×3×108m/s=____________km①光年是什么物理量的單位？思考光年是長度單位，1光年表示____________________。光在一年內(nèi)傳播的距離2436009.4608×1012②牛郎星和織女星的距離是多少千米？牛郎星和織女星的距離是16光年

16光年=16×9.4608×1012km=1.51488×1014km【例題4】當(dāng)觀察站在遠(yuǎn)處敲鑼打鼓的人時，我們總是先看到他的動作，后聽到鑼鼓的聲音這一現(xiàn)象說明（

）A．光的傳播不需要時間，而聲音的傳播需要時間

B．光在空氣中的傳播速度比聲音在空氣中的傳播速度大的多

C．用人眼看物體比用耳朵聽聲音反應(yīng)更靈敏些

D．總是先敲鑼打鼓，后發(fā)出聲音，動作先后不同敲鑼打鼓時，動作與聲音是同時發(fā)生的，看見的動作是光速傳播的，由于光在空氣中的傳播速度比聲音在空氣中的傳播速度大的多，所以總是先看到他的動作，后聽到鑼鼓的聲音。選項B正確。

B課堂小結(jié)03PART光源：能夠發(fā)光的物體叫光源，分自然光源、人造光源。傳播：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。光速：光在真空中的速度是3×108m/s=3×105km/s光在不同介質(zhì)中的速度v真空＞v空氣＞v水＞v玻璃

現(xiàn)象：影子、日食、月食、小孔成像等。光的直線傳播應(yīng)用：激光準(zhǔn)直、三點一線“瞄準(zhǔn)”、站隊等。光線：通常用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向。

這樣的直線叫做光線。光年：光在一年內(nèi)傳播的距離，是長度單位。動手動腦學(xué)物理04PART1.“井底之蛙”這個成語大家都很熟悉。請根據(jù)光的直線傳播知識畫圖說明為什么“坐井觀天，所見甚小”。如圖所示。因為蛙坐在井底且光沿直線傳播受到井壁的阻礙，所以蛙能看到的范圍，只能看見兩線所夾范圍內(nèi)的物體。視野的大致范圍2.做一做手影游戲，用光的直線傳播知識解釋影子是怎樣形成的。因為光是沿直線傳播的，且光不能穿過不明物體，所以光射到不明物體上后，在這個物體的后方就會有一個光照射不到的區(qū)域，這就是影子。3.舉出一些例子，說明光的直線傳播在生活中的應(yīng)用。射擊時目標(biāo)、準(zhǔn)星、眼睛要在一條線上，影子的形成、日食、月食、小孔成像等；排隊時，如果后一個同學(xué)只能看到自己前面同學(xué)的后腦勺，說明隊伍就排直了。木工師傅檢查自己刨的家具表面是否平直。戰(zhàn)士打靶時用到的三點一線。4.太陽發(fā)出的光，要經(jīng)過大約8min才能到達(dá)地球。請你估算太陽到地球的距離。如果一輛賽車以500km/h的速度不停地跑，它要經(jīng)過多長時間才能跑完這段路程?

約33年課堂練習(xí)05PART1.有下列物體：①星星、②月亮、③太陽、④鉆石、⑤電燈、⑥電視屏幕、⑦無影燈、⑧螢火蟲、⑨燈籠魚。上述物體中：

（1）一定是光源的有

；

（2）一定不是光源的有

；

（3）可能是光源的是

。③⑧⑨②④⑥①⑤⑦（1）太陽、螢火蟲、燈籠魚，它們都能發(fā)光，一定是光源；

（2）月亮、鉆石、電視屏幕，它們不發(fā)光，一定不是光源；

（3）有的星星發(fā)光；電燈、無影燈通電時發(fā)光，所以它們可能是光源。

2.光在真空中的傳播速度是_______km/s，太陽距地球1.5×1011m，太陽發(fā)出的光要經(jīng)過______s才能到達(dá)地球。光在真空中的傳播速度是3×105km/s太陽發(fā)出的光到達(dá)地球用的時間3×105

500①將點燃的蠟燭置于小孔前的適當(dāng)位置，觀察到蠟燭將在塑料薄膜上成像，這種現(xiàn)象叫___________。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是________________________。②若易拉罐底部小孔形狀是三角形，則他在塑料薄膜上看到的像是（）A.三角形光斑B.圓形光斑C.蠟燭的正立像D.蠟燭的倒立像小孔成像光在空氣中沿直線傳播D3.制作簡易針孔照相機：在空易拉罐底部的中央，用釘子戳一個小孔，將易拉罐的頂部剪去后，蒙上一層半透明塑料薄膜（如圖）。小孔成的像與小孔的形狀無關(guān)，是倒立的實像。

所以選D.4.關(guān)于光的傳播，下列說法中正確的是（）A．光的傳播需要介質(zhì)B．光只在真空中沿直線傳播C．光在均勻的水中沿直線傳播D．陽光傳到地球表面的路徑是直的C

解答本題的關(guān)鍵是把握光沿直線傳播的條件：

光在真空或同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。要認(rèn)真分析介質(zhì)是不是“同種均勻”的。所以選C正確。5.2020年6月21日（夏至），我國部分地區(qū)可以看到日環(huán)食奇觀，當(dāng)天中國郵政發(fā)行一套《天文現(xiàn)象》特種郵票，如圖是其中的日環(huán)食郵票。關(guān)于這一天的描述錯誤的是（

）A.日環(huán)食發(fā)生時，月球在太陽和地球之間B.日環(huán)食的發(fā)生是光的直線傳播C.2020年，這一天寧波白晝最短D.2020年，寧波正午太陽高度角這一天最大

日環(huán)食發(fā)生時，月球運行到地球與太陽之間，月球只遮住了太陽的中心部分，故A正確；日環(huán)食是由于光的直線傳播形成的，故B正確；夏至日太陽直射北回歸線，此時浙江省寧波太陽高度最大，晝長夜短，故C錯誤，D敘述正確。故選C。C6