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1、光的傳播
【教學(xué)目標(biāo)】
1.探究光的直線傳播規(guī)律。
2.光直線傳播的應(yīng)用。
3.本影和半影的概念。
4.日食、月食的成因。
【教學(xué)重難點】
1.重點:(1)探究光的直線傳播規(guī)律 (2)光直線傳播的應(yīng)用 (3)光速
2.難點:(1)本影和半影的概念 (2)日食、月食的成因
【教學(xué)過程】
教學(xué)過程
教學(xué)活動設(shè)計
學(xué)生活動設(shè)計
引課
播放視頻資料:一些在自然界中以及與人們生活密切相關(guān)的光現(xiàn)象。
“自然界中,萬物生長靠陽光。到了晚上,燈光照亮了整個世界。美麗的禮花把節(jié)日的夜晚裝點得更加絢麗多彩。我們的生活離不開光,相
2、信你在學(xué)習(xí)完本章后,會有更深的體會?!?
由此引入“第五章---光現(xiàn)象”,教師板書章標(biāo)題。
“有關(guān)光的知識,你最想了解哪些內(nèi)容?請同學(xué)們踴躍提出你的問題?!?
教師寫副板書,列出學(xué)生說的感興趣的問題,并對學(xué)生的發(fā)言給予肯定。
“同學(xué)們提出了這么多非常好的問題,我們將會在以后的學(xué)習(xí)過程中一一解答。因為時間關(guān)系,我們今天重點來研究光是如何傳播的?”
教師板書本節(jié)課標(biāo)題:
“第一節(jié) 光的傳播”
學(xué)生觀看
學(xué)生自由發(fā)言,提出自己感興趣的有關(guān)光現(xiàn)象的問題。
光源概
3、念
“我們每個人都經(jīng)歷過停電,特別是到了晚上,它會給我們的生活帶來許多不便。假設(shè)現(xiàn)在停電了,我們怎么辦?”
教師關(guān)掉暗室里的燈,模擬“停電”場景。
“請同學(xué)們想一想:你們用來照亮周圍的這些物體都具有什么特點?”
“在物理學(xué)里,我們把那些能夠發(fā)光的物體叫做光源。”
老師板書光源概念。
投影片:
請你在以下物體中找出哪些是光源:
太陽 地球 月亮 螢火蟲 蠟燭
電燈 桌椅 霓虹燈
“在這些光源里面,有些是自然存在的,例如:太陽、螢火蟲。有些海洋生物也能發(fā)光,比如生活在深海中的水母。還有些光源是通過人工制造的,例如:蠟燭、電燈、霓虹燈等等。”
4、
學(xué)生想出各種方法,用來照亮周圍。
有的學(xué)生打出手電光,有的揮動熒光棒,有的點燃蠟燭。
學(xué)生回答:“這些物體都可以發(fā)光?!?
學(xué)生回答:太陽 螢火蟲 蠟燭
電燈 霓虹燈
學(xué)生觀看螢火蟲、水母的照片
1.光的傳播規(guī)律:
提出問題
2.猜想
3.設(shè)計實驗
4.進行實驗
分析論證
6.評估
提出新問題
“光源發(fā)出的光是如何傳
5、播的呢?”
“請同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗,說說自己的看法?!?
“到底誰說的對呢?顯然,科學(xué)僅靠猜想是不夠的,我們需要通過實驗去檢驗?!?
老師用激光筆發(fā)出的光在墻上打出一個亮點,但看不到光從筆到亮點之間的傳播路徑。
“當(dāng)我們看不到光的傳播路徑時,可以采用什么方法,讓它能夠很清晰地顯示出來?請小組討論一下,幫老師解決這個問題?!?
“剛才,幾位同學(xué)提供了一些顯示光傳播路徑的好方法,在下面的實驗中大家可以參考?!?
“請同學(xué)們看桌上已經(jīng)準(zhǔn)備好的器材:激光筆、果凍、裝有水的小燒杯、半個大可樂瓶子,一小段香、火柴。
請你利用這些器材,自己設(shè)計實驗,觀察光在各種物質(zhì)中到底是如何傳播的?”
老
6、師巡視,與學(xué)生交流討論。
“下面請幾個小組展示一下自己的實驗,并把你們看到的現(xiàn)象以及得出的結(jié)論,告訴大家?!?
“剛才在探究過程中,老師發(fā)現(xiàn)同學(xué)們討論積極,思維活躍,通過實驗證實了一些你們的猜想,得到了光沿直線傳播的規(guī)律?!?
“有的同學(xué)在實驗過程中,還發(fā)現(xiàn)了這樣一個現(xiàn)象,請他們演示一下。”
“光到底是怎樣傳播的?光為什么有時沿直線傳播,而有時傳播方向會發(fā)生改變?”
“看來,光沿直線傳播是有前提條件的。請同學(xué)們嘗試總結(jié)這個條件?!?
總結(jié)現(xiàn)象:光從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)時,光傳播方向可能發(fā)生改變。
“冬天,街上會有賣烤白薯或賣早點的攤子。在爐
7、子的上方,你會看見周圍的景物發(fā)生晃動,甚至扭曲變形。這是因為爐子上方的空氣受熱,造成它的密度發(fā)生了改變,不太均勻了,于是就會出現(xiàn)這種景象?!?
“通過實驗以及一些現(xiàn)象的分析,同學(xué)們能否完整地總結(jié)出光沿直線傳播的條件?”
老師板書:
光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。
學(xué)生猜想:直線?曲線?折線?……
學(xué)生小組討論,由代表發(fā)言
在各種方法中,挑一種簡單可行的讓學(xué)生演示:利用空氣清新劑噴出的氣霧可以清楚地顯示出光的傳播路徑。
提醒學(xué)生注意:使用激光筆時,不能讓激光束直射眼睛,會對眼睛造成很大傷害。
學(xué)生探
8、究實驗:研究光的傳播規(guī)律。
小組展示:
(1)在半個大可樂瓶中,點上香,觀察激光在充滿煙的空氣中的傳播路徑。(光通過氣體)
(2)讓激光通過盛有水的小燒杯(光通過液體)
(3)讓激光通過果凍,觀察光在果凍中的傳播路徑(光通過固體)
學(xué)生通過實驗探究得出:
光沿直線傳播的規(guī)律
學(xué)生演示實驗:
激光從空氣斜射到水面上,觀察光的傳播方向,發(fā)現(xiàn):當(dāng)光從空氣進入水中時,在空氣和水這兩種介質(zhì)的交界面上,光發(fā)生了偏折。
學(xué)生回答:
必須滿足在同種介質(zhì)中,光才能沿直線傳播。
利用日常生活中的事例,引發(fā)學(xué)生進一步的思考。
學(xué)生總
9、結(jié):“同種均勻介質(zhì)”
光線
“在研究有關(guān)光的問題時,我們常常用一條帶箭頭的直線來表示光的傳播方向?!?
強調(diào):畫光線時,不要丟掉箭頭。
示范:從點光源發(fā)出的光線和平行光
線的畫法。
學(xué)生練習(xí)畫光線
光直線傳播規(guī)律的應(yīng)用
我們可以用光的直線傳播規(guī)律解釋日常生活中的許多現(xiàn)象。
激光準(zhǔn)直
由于光沿直線傳播,在開鑿大山隧道時,工程師們常常用激光來引導(dǎo)掘進機,使掘進機沿直線前進,保證隧道方向不出偏差。
影子的形成
“請一個同學(xué)在大屏幕上,做手影表演,其他同學(xué)思考:如何用我們今天所學(xué)知識來解釋這個現(xiàn)象。”
介
10、紹古代計時工具:日晷
日食、月食
日食和月食都是當(dāng)太陽、地球、月亮三者處于特殊位置時發(fā)生的天文現(xiàn)象。
介紹“本影區(qū)”、“半影區(qū)”概念
用瓦數(shù)較大的燈泡作光源(相當(dāng)于太陽),在燈泡與黑板之間舉一個小球(相當(dāng)于地球或月亮),于是在黑板上就出現(xiàn)了很明顯的本影區(qū)、半影區(qū)。
畫圖介紹位于不同區(qū)域,出現(xiàn)的各種日食、月食現(xiàn)象。例如:日全食、日偏食、日環(huán)食,月全食、月偏食。
老師對學(xué)生進行德育教育:“古代,人們認(rèn)為日、月食現(xiàn)象是一種兇兆,而今天,當(dāng)我們了解了日、月食成因以后,就不會再相信有災(zāi)難降臨這種迷信說法?!?
小孔成像
簡易“針孔照相機”
將封有塑料膜一面朝著學(xué)生,用一根點燃
11、的蠟燭放在小孔前,讓學(xué)生描述觀察到的現(xiàn)象。
思考:若調(diào)節(jié)小孔到塑料膜間的距離,所成像的大小應(yīng)如何變化?
“制作針孔照相機的原理是小孔成像。早在公元前4世紀(jì)成書的《墨經(jīng)》中就記載了小孔成像的實驗,并用光直線傳播的規(guī)律對小孔成像做出了正確的解釋。”
“請同學(xué)們利用牙膏盒、半透明塑料膜、棉線,現(xiàn)場制作一個針孔照相機。”
“請同學(xué)們用做好的針孔照相機,觀察點燃蠟燭的像,并解釋成因?!?
“改變蠟燭與小孔之間的距離,再次觀察膜上蠟燭像的變化情況?!?
學(xué)生觀看“激光掘進”圖片
學(xué)生手影表演,其他學(xué)生解釋原因
學(xué)生觀看“日
12、晷”圖片
讓學(xué)生利用日食、月食演示儀(三球儀),講解當(dāng)太陽、地球、月亮三者處于何種特殊位置時,會出現(xiàn)日食或月食現(xiàn)象。
學(xué)生觀看“日全食全過程照片”
“月全食糖葫蘆照片”
學(xué)生練習(xí)畫日食、月食的成因圖,會找本影區(qū)和半影區(qū),知道在哪個區(qū)域會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。
學(xué)生回答:
在塑料膜上看到蠟燭的倒像。
小孔到塑料膜間的距離越近,所成的像越?。环粗?,小孔到塑料膜間的距離越遠,所成的像越大。
學(xué)生現(xiàn)場制作“針孔照相機”
用筆在牙膏盒一端的盒蓋上扎一個小孔,撕去另一端的盒蓋,用棉線把半透明塑料膜蒙
13、在此端即可。
學(xué)生觀察在塑料膜上點燃蠟燭的成像特點。
學(xué)生回答:
由于光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播,因而在塑料膜上看到蠟燭的倒像。
增加蠟燭與小孔之間的距離,在膜上所成的像越??;反之,減小蠟燭與小孔之間的距離,所成的像越大。
知識
遷移
運用光沿直線傳播的規(guī)律,可以幫助我們解決許多實際問題,如栽樹時要使其成一直行,排隊要看齊,擺桌椅要整齊,射擊時要求三點一線等等。
證明光沿直線傳播的小實驗:
給學(xué)生幾根大頭針,把它們比作“樹木”,在紙板上進行“植樹造林”,不用直尺和筆,如何知道這些“樹”已經(jīng)栽齊了?
學(xué)生實驗:
在紙板上垂直插上一枚大頭針A,在某一
14、位置觀察大頭針A,并沿視線插上兩根大頭針B、C,使B剛好擋住A,C剛好擋住B.拔去大頭針,用直尺把三只大頭針在紙上扎的小孔連起來,可以看到這三點在一條直線上。
探究結(jié)果:
因為光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播,所以只要每一棵新栽的樹把前面栽的樹都擋住,一行樹便可栽齊。
光速
問題思考:
雷雨天時,閃電與雷聲同時發(fā)生,為什么我們總是先看見閃電,后聽到雷聲?
介紹:
光在真空中的速度是c = 3×108 m/s。光在其它介質(zhì)中的傳播速度比在真空中的速度小。光在空氣中的速度十分接近3×108 m/s,光在玻璃中的速度約是在真空中速度的三分之二,光在水中的速度約是在真空中速度的四分之三
15、、
請學(xué)生設(shè)計一種方法,“估測發(fā)生雷電的位置離你有多遠?”
問題思考:
甲、乙兩位同學(xué)進行百米賽跑,兩位裁判在終點分別為其計時,甲的裁判員看到發(fā)令槍冒煙開始計時,乙的裁判員聽到發(fā)令槍響開始計時,結(jié)果測得兩同學(xué)的百米時間相同,實際上兩人誰跑的快?
通過思考討論,使大家明白在比賽時,裁判員依據(jù)看到發(fā)令槍冒出的煙為準(zhǔn)計時,而不是以聽到槍聲為準(zhǔn)的原因。
啟發(fā)學(xué)生得出:光的傳播速度比聲音的傳播速度大。
學(xué)生觀看:“光在不同介質(zhì)中傳播速度”的投影片。
光在真空中最快:c = 3×108 m/s。
光在空氣中的速度接近3×108 m/s。
(光
16、在空氣中1秒內(nèi)傳播的距離相當(dāng)于
繞地球7.5圈,光從月球傳到地球只需
1.3秒。)
光在水中的速度:2.25×108 m/s。
光在玻璃中的速度:2×108 m/s。
學(xué)生討論活動,探究具體方法:
用秒表記錄在看到閃電后,多長時間聽到雷聲,利用s=vt,代入v=340m/s,即可求出閃電處離觀測者的距離。
學(xué)生討論,由代表發(fā)言講解:
光和聲音在空氣中的傳播速度不同。槍聲在起跑點發(fā)出傳到終點裁判員處需的時間是:
即乙的裁判員開始計時時,乙運動員已經(jīng)先跑了0.29s,這樣計時使乙運動員的成績提高了0.29s;甲的裁判員看到槍冒煙計時,光速為3.0×108m/s,由起跑點傳播時間是:
這么短的時間可忽略不計,因此甲的裁判計時較為準(zhǔn)確。因為甲運動員比乙運動員百米賽跑的時間少了0.29s,所以甲運動員的速度較快。
小結(jié)
本節(jié)課所學(xué)知識點:光源、光的直線傳播規(guī)律、光直線傳播規(guī)律的應(yīng)用、光速。