資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
課題 第四章 光現象
4.1 光的直線傳播
教學目標
1.物理觀念
（1） 知道光來自光源。
（2）了解光沿直線傳播的條件。
（3）了解光在真空中的傳播速度c=3×108 m/s。
（4）了解光在社會生活與生產中的一些應用。
2.科學思維
知道“光線”是物理模型，是研究光學的基本工具。
3.科學實驗
觀察光在空氣、水和玻璃中傳播的實驗現象，認識光沿直線傳播是有條件的。
4.科學態度與責任
（1）通過對光沿直線傳播的探究性學習活動，使學生認識到不能絕對化地理解科學規律。
（2）通過介紹墨子在光學中的貢獻，激發學生的民族自豪感，進行愛國主義教育。
教學重點
光的直線傳播
教學難點
光的直線傳播實驗
教學方法
實驗法和講授法
教學用具
激光燈、玻璃磚、水、牛奶、水槽
教學課時 1課時
教學互動設計
一、創設情景、導入新課
雨過天晴，一道彩虹掛在天空，它的美麗和神奇曾引起人們無限的遐想。是誰在天空架起了這樣色彩繽紛的橋梁？在我國神話中，女媧煉五色石補天，彩虹即五色石發出的彩光。
當通過實驗在陽光中找到這些色彩時，人們才逐漸揭開了彩虹的神秘面紗。現在我們也一起來探索絢麗多彩的光現象背后的奧秘吧！
問題
我們每天都會通過聲和光接收大量信息。之前我們學習了聲現象，了解了聲的傳播。關于光現象，你知道哪些物體能發光嗎？光的傳播又有什么特點呢？
二、新課講授、師生互動
要研究光現象，首先要看看哪些物體能夠發光，是誰給我們帶來了光明。在晴朗的日子里，白天，燦爛的陽光普照大地；夜晚，閃爍的星光點綴漆黑的夜空。太陽以及我們看到的絕大多數星星是恒星，宇宙中的恒星都能發光。有的動物也可以發光。夏天的夜晚，常有淡淡的綠光在草叢中閃爍，那是螢火蟲在發光。在大海深處，水母、燈籠魚、斧頭魚等發出的光，使幽深的海洋世界顯得更加神秘。
所有這些能夠發光的物體都是光源。現代社會中有很多人造光源，如發光二極管（LED）燈。你周圍有哪些人造光源？
（一）光的直線傳播
在有薄霧的天氣，可以看到透過樹叢的光束是直的（如圖所示）；從汽車前燈射出的光束是直的；電影放映機射向銀幕的光束也是直的。
這些現象說明，光在空氣中是沿直線傳播的。光在空氣中沿直線傳播，那么它在液體、固體中是不是也沿直線傳播呢？
演示 光在水和玻璃中的傳播
如圖甲所示，向盛水的玻璃水槽內滴幾滴牛奶，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。
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。
實驗表明，光在水、玻璃中也是沿直線傳播的。空氣、水和玻璃等透明物質可以作為光傳播的介質，光在同種均勻介質中沿直線傳播。
為了表示光的傳播情況，我們通常用一條帶有箭頭的直線表示一束光傳播的徑跡和方向（如圖所示）。這樣的直線叫作光線（light ray）。
光線是研究光現象建立的物理模型，表示光的傳播徑跡和方向的直線。
由于光沿直線傳播，所以在開鑿隧道時，工人可以用激光束引導掘進機，使掘進機沿直線前進，保證隧道方向不出偏差（如圖所示）。
想想做做
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，并用橡皮筋固定。
將小孔對著燭焰，觀察燭焰在薄膜上所成的像；改變燭焰到小孔的距離，觀察燭焰成像的情況；描述小孔成像的特點。
從燭焰的不同位置發出的光穿過小孔后是怎樣傳播的？試著在圖中畫一畫，也許能幫助你解釋為什么能成這樣的像。
（二）光的傳播速度
打雷和閃電在遠處同時同地發生，但是我們總是先看見閃電，后聽到雷聲。這表明，光比聲音傳播得快。
與聲音不同，光不僅可以在空氣、水等物質中傳播，而且可以在真空中傳播，在物理學中光速用字母c表示。光在真空中1 s能傳播299 792 458 m，也就是說，真空中的光速
c = 2.997 924 58×108m/s
在通常情況下，真空中的光速可以近似取
c = 3×108m/s = 3×105km/s
光在空氣中的速度非常接近c。光在水中的速度約為 （3/4）c，在玻璃中的速度約為 （2/3）c。
科學世界 我們看到了古老的光
同學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，只能在每年農歷七月初七渡過銀河相會一次。這個故事表達了人們反抗封建禮教、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“天文數字”，大得不得了。即便牛郎能以光速飛行，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。為了表達方便，天文學家使用了一個非常大的距離單位——光年，它等于光在真空中傳播1年所經過的距離。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，它距離我們4.2光年。也就是說，我們現在觀測到的比鄰星的光，是它在4.2年前發出的，經過了4年多才到達我們的眼睛。
銀河系是由超過 1 000 億顆恒星組成的星系。在銀河系之外，離我們最近的星系是大麥哲倫云，它距離我們約 16 萬光年。
想一想：今天人們看到的大麥哲倫云的光，是它什么時候發出的？那時候人類在進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，那就是仙女星系（如圖所示）。
仙女星系是北半球可用肉眼看到的銀河外星系，與我們的距離約是250萬光年。
光——宇宙的使者，不僅告訴我們宇宙的現在，還在告訴我們遙遠的過去。
請回答以下問題：
1.“光年”是什么物理量的單位？
2.牛郎星和織女星的距離是多少千米？
1光年=ct=3×108m/s×365×24×3600s
=9.46×1015m=9.46×1012km。
三、課堂小結、鞏固提升
1. 能夠發光的物體叫做光源。月亮不是光源。
2.光在同種均勻介質中沿直線傳播。
光線是物理模型，表示光的傳播徑跡和方向。
3.小孔成像、激光準直、影子是光的直線傳播形成的。
4.光在真空中最快c=3×108m/s, 在水中約為( / )c,在玻璃中約為( / )c。
光年是天文學的長度單位。
四、板書設計、理清要點
1. 能夠發光的物體叫做光源。月亮不是光源。
2.光在同種均勻介質中沿直線傳播。
光線是物理模型，表示光的傳播徑跡和方向。
3.小孔成像、激光準直、影子是光的直線傳播形成的。
4.光在真空中最快c=3×108m/s, 在水中約為( / )c,在玻璃中約為( / )c。
光年是天文學的長度單位。
五、達標練習、反饋矯正
1. 下列說法不正確的是（ ）
A.能發光的物體是光源
B.點燃的蠟燭是光源
C.十五的月亮是光源
D.螢火蟲是光源
2．下列說法正確的是（ ）
A.光在大氣層一定沿直線傳播
B.光線真實存在，表示光的傳播徑跡
C.固體、液體、氣體可作為光傳播的介質
D.光在同種均勻介質中沿直線傳播
3．關于光速說法不正確的是（ ）
A.光在真空中傳播最快
B.光在水中的速度約為真空速度的3/4
C.光年是光速的單位
D.光在玻璃中的速度約為真空速度的2/3
4．下列不是光的直線傳播形成的是（ ）
A.小孔成像
B.燈光下手影
C.激光準直
D. 樹在水中的倒影
5．下列成語與光的直線傳播現象無關的是 （ ）
A．立竿見影
B．鏡花水月
C．坐井觀天
D．一葉障目
參考答案：1.C；2.D；3.C；4.D；5.B 。
六、布置作業
P92T4
課外作業P92T1、T2、T3、T5。
閱讀P91-92科學世界 ——我們看到了古老的光
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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