資源簡介

3．1　光的傳播與色散
1．物理觀念：
(1)了解光的用途，知道光在人類生活中的應(yīng)用。
(2)知道光源及光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。
(3)知道光速及光速與介質(zhì)種類有關(guān)。
(4)知道色散現(xiàn)象及光的三基色。
2．科學(xué)思維：
(1)知道“光線”是物理模型，是研究光學(xué)的基本工具。體會模型法在物理學(xué)中的應(yīng)用。
(2)能利用作圖的方法分析和解釋簡單的光現(xiàn)象。
3．科學(xué)探究：
(1)通過生活經(jīng)驗(yàn)和觀察，認(rèn)識光沿直線傳播是有條件的。
(2)觀察光通過三棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象，知道白光是由多種色光混合而成的。
4．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：
(1)通過學(xué)習(xí)光的用途，認(rèn)識到物理知識與生活和社會的密切聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)光的興趣。
(2)通過研究光的直線傳播和色散，體會自然現(xiàn)象的美妙。
教學(xué)重點(diǎn)：光的直線傳播條件。
教學(xué)難點(diǎn)：建立“光線”模型，并運(yùn)用“光線”分析影子的成因等現(xiàn)象。
激光演示器、盛有水的水槽、手電筒、白熾燈、白屏、兩塊帶有小孔的硬紙板、彩色蠟筆、水彩、毛筆、水、玻璃、白紙、三棱鏡、白屏、多媒體等。
一、情景引入
利用多媒體課件播放一幅幅美麗的城市夜景、絢麗多彩的極光、雨后美麗的彩虹，正是有了這色彩斑斕的光，世界才被打扮得如此美麗，如此迷人。我們生活在光的世界里，光每時每刻都在為我們服務(wù)。
這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)“光的傳播與色散”！
二、新課教學(xué)
探究點(diǎn)一：光是怎樣傳播的
1．光源
提問：同學(xué)們，剛才我們看到了美麗的城市夜景，那么，這些把城市點(diǎn)綴得如此美麗的光是哪兒來的呢？結(jié)合課本中的圖，閱讀課本，然后討論交流。
點(diǎn)評：光是光源發(fā)出來的。
提問：除了課本上列舉的例子，你還知道哪些物體能夠自行發(fā)光呢？太陽、星星、月亮、點(diǎn)燃的火柴、點(diǎn)燃的蠟燭、點(diǎn)亮的日光燈、反光的鏡子都能自行發(fā)光嗎？
點(diǎn)評：月亮、反光的鏡子是不能夠自行發(fā)光的，星星當(dāng)中也只有恒星能夠自行發(fā)光，行星和衛(wèi)星是不能夠自行發(fā)光的。我們把能夠自行發(fā)光的物體，稱之為光源。
2．探究光的直線傳播的條件
引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用桌面上的器材，通過開放性實(shí)驗(yàn)探究得出：光在空氣、水以及玻璃這些均勻介質(zhì)中沿直線傳播。
提問：同學(xué)們剛才看到了許多光沿直線傳播的現(xiàn)象，但是光總是沿直線傳播嗎？(先開放性分組實(shí)驗(yàn)，然后小組間交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果)
學(xué)生實(shí)驗(yàn)：
方法1：用激光筆將一束光貼著墻壁(或黑板)射向遠(yuǎn)處，觀察光在空氣中的傳播徑跡。
方法2：如圖甲所示，向盛水的玻璃水槽內(nèi)滴幾滴牛奶，攪拌均勻后，用激光筆將一束光射到水中，觀察光在水中的傳播徑跡。
方法3：如圖乙所示，用激光筆將一束光射到玻璃磚中，觀察光在玻璃中的傳播徑跡。
組織學(xué)生歸納得出：光在空氣、水、玻璃等同種介質(zhì)中才可能沿直線傳播。
提問：在同種介質(zhì)中光就一定沿直線傳播嗎？
演示實(shí)驗(yàn)：教師演示光在非均勻糖水中傳播的實(shí)驗(yàn)。在支架上固定一個水槽，其中放置一個白屏來顯示光的路徑，先配四杯濃度不同的糖水，將它們按濃度從大到小依次倒入水槽(四種糖水的量按一定的比例)，由于各層糖水間相互混合，所以水槽內(nèi)形成了從上到下濃度逐漸變大的不均勻糖水。將一束激光從透明水槽側(cè)面沿白屏表面射入，由最上層溶液斜向下射入非均勻糖水，可見激光路徑在非均勻糖水中向下彎曲。同時做一個對照實(shí)驗(yàn)，用激光光束斜射入同種均勻的糖水中，再讓同學(xué)們觀察——光的路徑仍是直線。
引導(dǎo)學(xué)生歸納出光沿直線傳播的條件：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。
指出物理學(xué)中用帶箭頭的直線來表示光的傳播方向。比如要表示電燈的光在空氣中的傳播時，我們就沿光的傳播路徑畫一些直線。這種直線叫作光線。
光線：用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向，這樣的直線叫光線(如圖)。
3．光的直線傳播應(yīng)用
教師設(shè)計(jì)情景或演示實(shí)驗(yàn)由學(xué)生來解釋現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。如手影游戲、激光器的準(zhǔn)直等，最后教師簡單介紹日食、月食。
由學(xué)生舉出生活中有關(guān)直線傳播的事例并運(yùn)用原理來分析。
小孔成像演示：保持電燈不動，用一個大紙板完全遮住圓筒形蛋糕盒底部的進(jìn)光口，并在紙板上開一個小圓孔。
提問：如果打開電燈，一部分光將穿過小孔射到屏上，請同學(xué)們猜想一下，在屏上將看到什么？燈絲的形狀如何？
點(diǎn)評：“V”字形的光斑，燈絲的形狀也是“V”字形的。但是開口和光斑相反。引導(dǎo)學(xué)生分析出小孔成像的原理及成像特點(diǎn)。
小孔成像的原理：光的直線傳播。成像特點(diǎn)：倒立的實(shí)像。
探究點(diǎn)二：光的傳播速度
提問：為什么在打雷的時候先看到閃電后聽到雷聲？
說明：光的傳播速度比聲速快。光在真空中傳播得最快，在空氣中的傳播比在真空中傳播稍慢一點(diǎn)，光在水中每秒傳播的距離約是真空中的；光在玻璃中每秒傳播的距離約是真空中的。
教師小結(jié)：這里涉及了一個新的物理量——光速，物理學(xué)上用符號c表示。在空氣中，光速也可以近似地看為3×108 m/s。
光年：光在一年內(nèi)通過的距離。
強(qiáng)調(diào)：光年是一個長度單位而不是時間單位。
探究點(diǎn)三：光的色散
情景介紹：17世紀(jì)以前，人們一直認(rèn)為白光是最單純的顏色。直到1666年，英國物理學(xué)家牛頓用玻璃三棱鏡使太陽光發(fā)生了色散(dispersion)，這才解開了光的顏色之謎。
演示：讓一束太陽光照射到三棱鏡上，調(diào)節(jié)另一邊用白屏承接，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察，太陽光通過三棱鏡后發(fā)生了什么？
在黑板上畫示意圖(如下圖)，播放色散圖片：
結(jié)論：讓一束太陽光照射到三棱鏡上，會被分解成各種顏色的光，如果用一個白色的光屏來承接，在白色光屏上就形成了一條彩色的光帶，顏色依次是紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。
我們把白光分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫幾種顏色的現(xiàn)象叫作光的色散。
問題：被分解出來的七種色光如果逆著原來出射的方向入射到三棱鏡，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？
視頻展示
點(diǎn)評：七種色光如果逆著原來出射的方向入射到三棱鏡，會復(fù)合成白光。
拓展：雨后的彩虹就是由色散現(xiàn)象引起的。
問題：陽光可以分解為七種單色光，但我們看到大自然的色彩遠(yuǎn)比紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色更加豐富多彩，這又是怎么回事呢？
點(diǎn)評：一些色光混合后會產(chǎn)生許多豐富多彩的顏色。
問題：白光色散后的各種色光混合后又復(fù)合成了白光，那么七種單色光中的任意兩種或幾種混合后又將得到什么顏色呢？
播放色光的混合視頻，學(xué)生觀看。
點(diǎn)評：人們發(fā)現(xiàn)，把紅、綠、藍(lán)三種色光混合能產(chǎn)生各種色彩。因此把紅、綠、藍(lán)三種色光叫作色光的三基色。不能再分解的色光叫作單色光，由單色光混合成的光叫作復(fù)色光。
拓展：彩色電視機(jī)的制成原理。電視屏幕上顯現(xiàn)出的畫面，豐富多彩的顏色，都是由紅、綠、藍(lán)三種色光組成的。如果用放大鏡觀察彩色電視機(jī)畫面就會觀察到這一現(xiàn)象了。
板書設(shè)計(jì)
3．1　光的傳播與色散
1．光是怎樣傳播的
(1)光源：能夠自行發(fā)光的物體，稱之為光源。
(2)條件：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。
(3)光線：用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向，這樣的直線叫光線。
(4)光的直線傳播現(xiàn)象：影子、激光準(zhǔn)直、日食、月食、小孔成像等。
(5)小孔成像的原理及特點(diǎn)。
2．光的傳播速度
光速：c＝3×108 m/s；v空氣>v水>v玻璃。
3．光的色散
(1)我們把白光分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫幾種顏色的現(xiàn)象叫作色散。
(2)紅、綠、藍(lán)三種色光叫作光的三基色。
本節(jié)課首先通過科學(xué)探究得出光的直線傳播的規(guī)律，讓學(xué)生掌握科學(xué)探究的基本步驟：“提出問題―→猜想與假設(shè)―→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)―→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)―→得出結(jié)論―→交流與評估”，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，給學(xué)生提供大量器材，讓他們自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇器材，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程，并在其中思考、交流、動手、探索、感悟，從中發(fā)現(xiàn)一些有創(chuàng)意的方法，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能。
其次介紹光的色散時，從生活中挖掘貼近生活的現(xiàn)象，讓學(xué)生感到親切，更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

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