4.1 光的传播

教学目标

一、知识与能力

1.了解光源，知道光源大致分为自然光源和人造光源两类.

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c=3×108 m/s.

二、过程与方法

1.观察光在空气中和水中传播的实验现象，了解实验是研究物理问题的重要方法.

2.阅读“科学世界 我们看到了古老的光”的内容，了解光可以反映宇宙的信息，感悟宇宙之宏大.

三、情感态度与价值观

1.观察、实验以及探究的学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度.

2.通过亲身的体验和感悟，使学生获得感性认识，为后继学习打基础.

3.通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动.

教学重点

光的直线传播.

教学难点

用光的直线传播来解释简单的光现象.

教学方法

探究法、实验法、观察法.

教学用具

演示用：激光演示器、盛有水的水槽、手电筒、白炽台灯、棱镜、带狭缝的屏、白屏

学生用：两块带有小孔的硬纸板、彩色蜡笔、陀螺、水彩、毛笔、水、白纸.

课时安排

1.5课时

教学过程

一、创设问题情境，引入新课

［师］在生活中有很多奇妙的现象：如打雷时，雷声和闪电在同时同地发生，但为什么我们总是先看到闪电后听到雷声？人的影子为什么早晚长中午短呢？在开凿大山隧道时，工程师们用什么办法才能使掘进机沿直线前进呢？神话中传说王母娘娘拆散了牛郎和织女的幸福家庭，他们化作天上的两颗星，只能在每年农历七月初七渡过银河相会一次，他们能否每年相会一次呢？大家想知道上述问题的答案吗？

学生异口同声地回答：想.

教师紧接着进入新课教学.

二、新课教学

（一）光源

［师］生活、生产中哪些物体可以发光？

［生甲］太阳、电灯、蜡烛.

［生乙］手电筒、火把、油灯.

［生丙］霓虹灯、钠灯、汞灯、氖灯、萤火虫.

［师］同学们知道能发光的物体很多，那么上面的物体有何共同特征呢？

［学生答］它们都能发光.

［师］太阳和蜡烛都是光源，它们有何不同呢？

［生甲］太阳是有自然光源，蜡烛是人造光源.

师生共同活动后教师板书

光源

①能发光的物体.

②光源可分为自然光源、人造光源.

接着教师介绍人造光源的发展和使用，使学生意识到人造光源的前景将更加美好.

（二）［探究］光是如何传播的？

［师］光在介质中是如何传播的？

［生甲］我猜测，光在介质中是沿直线传播的.

［师］同学的猜测是否正确呢？下面我们用实验来检验一下.

［演示1］在暗室里，将一束光射到空气中，观察光在空气中的传播路径.

［演示2］在暗室里，将一束光射到水中，观察光在水中的传播路径.

［师］刚才在演示实验中，大家看到什么现象？

［生甲］光在空气中沿直线传播.

［生乙］光在水中沿直线传播.

师生共同活动得出：

光沿直线传播的条件：在同种、均匀、透明介质中（板书）.

说明：①光在水中沿直线传播，学生的感性认识较少，一定要演示给学生看看.

②演示实验可用激光器演示.也可用长手电筒演示（玻璃上用带有1~2毫米宽缝隙的厚牛皮纸或硬纸片挡住）.演示时，为了能看到光路，可以把几支烟同时点燃，在空气中形成烟雾，可在水中滴少许牛乳或红墨水，还可播放动画教学片.

为了使学生亲身感受光的直线传播，激发学习物理的兴趣，随后让学生自己做一个实验.

学生实验：讲桌上放置点亮的白炽台灯，每个学生两只手各拿一块带有小孔的硬纸板，让眼睛穿过小孔观察光源.

启发学生分析：只有当眼睛、两个小孔和光源恰好在一条直线上的时候，眼睛才能看见从光源发出的光.

利用上面的演示实验和学生实验，使学生认识到光在空气中沿直线传播.

由于光是沿直线传播的，在这里可以向学生交待“光线”这个物理学名词.人们为了形象地表示光的直线传播，物理学中引入光线的概念.

光线（板书）

①表示光的传播方向的直线叫光线.

②光线是带箭头的直线，箭头表示光传播的方向，如→.

指导学生看教材图2.1—3同时启发学生举出光沿直线传播的应用举例.

［生甲］激光准直.

［生乙］排直队要向前看齐.

［生丙］打靶瞄准.

［师］光沿直线传播的事例很多，可见学习物理知识是有用的，大家一定要学好这门 课程.

（三）用光的直线传播解释简单的光现象

①影子的形成

［演示3］

用白炽灯对着墙，把皮球放在灯和墙之间.

现象：墙上出现球的影子.

启发学生用光的直线传播的知识解释影子的形成.

师生共同活动得：

影的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影.

②日食、月食的成因

［演示4］用三球仪演示日食、月食的形成.

启发学生用光的直线传播解释日食、月食的成因.

师生共同活动得：

日食的成因：当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食.

月食的成因：当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食.

说明：演示时，若无三球仪可用挂图或投影片，还可播放动画教学片.

（四）光速

［师］雷声和闪电在同时同地发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明什么问题？

［学生答］这表明光的传播速度比声音快.

［师］大家回忆一下，声音在空气中（15 ℃）的传播速度是多大？

［学生答］340 m/s.

［师］大家已知道声音在各种介质中的传播速度，那么光的传播速度是多大呢？

教师随即给出光速.

［板书］

①光在真空中的传播速度是3×108 m/s.

②光在其他各种介质中的速度都比在真空中的小.

③光在空气中的速度可认为是3×108 m/s.

1.为了帮助学生想象出这个速度有多大，形成具体的认识，可让同学们看课本图 2.1—4.

2.简单介绍伽利略测定光速失败的原因.体会科学家的探索精神，使学生加深对光速很大的进一步认识 .

3.指导学生看阅读材料“科学世界 我们看到古老的光”，然后回答以下问题：

①“光年”是什么物理量的单位？

②牛郎星和织女星的距离是多少km?

③牛郎和织女能每年相会一次吗？

④为什么在形容一个数字很大、很大的时候，常说这是个“天文数字”？

学生阅读课文后对以上问题作出解答：

①光年是长度的单位，它等于光在1年内传播的距离.

②牛郎星和织女星的距离为

s=3×108 m/s×3600 s/天×365天/年×16年

=6.3072×1015 m=6.3072×1012 km

③牛郎和织女不能每年相会一次.

④因为天文数字很大，因此在形容一个数字很大时，常说这是个天文数字.

在学生对上述问题作出解答后.教师随即讲解，通过学习阅读材料我们应该：

①宏扬科学教育中的人文精神，联系神话故事，用科学的眼光审视神话，是破除迷信的重要方面.

②用光速的知识理解自然世界，拓展性地了解一些天文知识，如宇宙之大，恒星发光，银河系以及宇宙的过去、现在和未来.

［投影片显示例题］

［例1］左下图是一居室的示意图，AB是窗口，C是一个点光源，用作图法画出在室内的观察者能看到点光源C的空间范围.

解析：室内的观察者能见到点光源C的空间，就是C点所发出的光照射到的空间，即光线CA与CB所夹光束照到的空间（斜线区）如右上图所示.

［例2］下列物体属于光源的是

A.反射阳光的平面镜

B.月亮

C.放电影时所看到的银幕

D.收看电视时看到的电视机屏幕

解析：能够发光的物体叫光源.平面镜、月亮只是反射太阳光，不是自己发光，放电影时看到的也是银幕的反射光，不是银幕自己发光.所以它们都不是光源.只有电视机的屏幕，是电子枪发射的电子打到荧光屏上，使屏上的荧光物质发光，所以电视机屏幕是光源.所以D正确.