2021－2022学年人教版物理八年级上册4.1《光的直线传播》教学设计

《光的直线传播》教学设计
学习目标：
一、知识与技能
1、掌握光沿直线传播的条件。
2、了解能用光的直线传播解释的现象。
3、知道光在真空中的传播速度。
二、过程与方法
1、通过实验探究，认识光在空气、水和玻璃等同种均匀介质中传播的特点。
2、通过实验认识小孔成像的性质特点。
三、情感态度与价值观
1、让学生体验学光学的乐趣，并在实验过程中学习合作与交流。
2、让学生感受自然之美、光学之美，更好的认识自然，热爱自然。
重、难点分析
重点：得出光在同种均匀介质中沿直线传播的规律。
难点：解释日食、月食及小孔成像
实验器材：激光笔、果冻、香、打火机、空矿泉水瓶、水、水槽、烧杯、牛奶。蜡烛、带小孔的硬纸板、光屏。
引课：为了缓解同学们的紧张心情，给同学们播放一段有趣的视频，看完后老师有问题要问（播放一段手影视频）
这是一段关于手影的视频，第一个问题：影子是什么颜色的？（生答：黑色）第二个问题，影子是怎样形成的？让我们带着这个问题进入今天的课堂。屏幕出示《光的直线传播》。
新授：
光源
要想研究光现象，首先要知道哪些物体能够发光，也就是哪些物体是光源。谁知道？（学生举例，教师强调星星、月亮）把同学们列举的这些光源分一下类：一类是自然光源，包括（学生说），一类是人造光源，包括（生说）。无论是自然光源还是人造光源对我们人类社会来说都是必不可少的。
光的直线传播
老师这里有个光源，发出一束红光，照到旁边墙上。（用激光笔发出红光）这个现象说明光可以在（生说空气中）传播，除了空气，光还可以在哪里传播？（生说水、玻璃）教师用激光笔射出一束光穿过水、玻璃照到墙上。我们把空气、水、玻璃等透明物质叫做光的传播介质，也就是说光可以在（生说介质中）传播。那没有介质呢？光能不能在真空中传播呢？（学生想到太阳光照到地球）光可以在真空中传播。
学生活动（一）---观察光在介质中的直线传播
提出问题：
教师用激光笔射出一束红光照到墙上。再看这束光，同学们看到了墙上的光斑，那你看到了光是怎样从光源传到墙上的吗？也就是光是沿着什么样的路径传播的呢？
猜想与假设：
生说沿直线
你看到直线了吗？（没有）那生活中有没有同学看到过光的传播路径？（学生举例雾天车灯，探照灯的光柱）教师解释：要想看到光路介质中要有杂质。
设计实验：
今天老师就给大家准备了一些器材能让你看到光的传播路径。介绍器材：激光笔、果冻、香、打火机、空矿泉水瓶、水、牛奶。请同学们用这些器材小组讨论探究如何观察光路，小组间比赛看哪个小组能够找到最多的方法观察光路。实验时注意：1、激光笔不能照同学的眼睛，2、需要点香的，熄灭香时把香放到水里津一会儿。
屏幕出示问题：
1、怎样能看到光的传播路径？
2、光是怎样传播的？
进行试验：
学生分组实验，教师巡视指导。基本都能找到三种方法：1、让激光笔的光透过果冻。2、水中加几滴牛奶，让激光笔的光透过牛奶。3、点燃香，放入空矿泉水瓶中，冒会儿烟，让光透过烟。
交流评估：
找几组交流展示做法并得到结论。
得出结论：
光在介质中沿直线传播。
学生活动（二）----观察折射现象
光一定沿直线传播吗？有没有不沿直线传播的时候？下面请同学们再来做一个实验（光从空气斜射入水发生折射），介绍器材：激光笔、光屏、水。
教师指导：先观察光屏上画有几条直线？（三条）第一步：在空气中用激光笔沿着斜画的直线射出一束激光，观察光的传播情况（沿直线）。第二步：将光屏放入水槽中，用激光笔再沿着这条直线射出一束激光，观察光的传播情况。
学生实验，观察现象。
屏幕出示：
1、光从空气斜射向水里____（“仍”或“不”）沿直线传播
2、光在________介质中沿直线传播。
交流评估：学生交流看到的现象。
得出结论：光在同种介质中沿直线传播。
教师介绍：科学家在研究中发现这个结论仍不完整。请同学们再观察一个实验将结论补充完整。因为这个实验要求的条件比较苛刻，可见度也很低，所以请大家看一段录像。播放录像：光在不均匀的糖水中传播时光线发生偏折。
屏幕出示：光在_____________中沿直线传播。
学生将光沿直线传播的条件补充完整。
光线
我们平常研究的光主要是沿直线传播的情况，所以在物理中，我们用一条直线代表光线，用箭头代表光的传播方向，这样一条带箭头的直线叫做光线。以后我们就用光线表示光，研究光。但是请同学们注意，光是真实存在的，光线呢？（生思考后回答不真实存在）光线是我们为了研究光引入的一种模型，这种方法叫做模型法，是物理中经常用到的一种研究方法。
屏幕展示图片：一条光线、平行光线、点光源的光线。
光的直线传播的应用
影子
让我们回到课前的问题，影子是怎么形成的？请同学们利用刚才学得光的知识小组讨论一下，看哪个小组能给出正确的解释。
学生讨论得出影子形成的原理是光的直线传播。屏幕展示影子的形成原理并画出光路。得出结论，（1）原理：光的直线传播。（2）影子处没有光，所以是黑色的
日食、月食
对照屏幕动画讲解：在天文中，太阳的光照到月球上，在月球后面也会形成影子，这些影子落在地球上，地球上这半球的人是白天，但阴影所在区域的人却看不到太阳。这种现象称为日食。那月食呢？月食时他们三者又是什么样的位置关系？动画展示月食时，太阳、地球、月球也在同一直线，此时地球在中间，月球在地球的影子里。地球上右半球的人是晚上，即使月亮在他们正上方，也看不见。所以日食、月食的原理都是：光的直线传播。展示日月食的美丽图片。
小孔成像
关于光的直线传播，早在两千多年前的《墨经》中就有记载，其中记录了这样一个故事（边讲解边动画展示）：一个阳光明媚的午后，一个人在路上走，当他经过一栋房子时，房内的人看到了奇怪的现象：墙上本来有一个小孔，从孔里透过来的光照到对面墙上，在墙上竟然出现了路上行人倒立的像。这种事情可能发生吗？
学生活动（三）----观察小孔成像
请同学们拿出器材：蜡烛（模拟行人）、打火机、带小孔的硬纸板（模拟带孔的墙）、光屏（模拟对面的墙）。按照屏幕提示模拟当时的情景。
学生进行实验，观察现象。
交流看到的现象：烛焰倒立的像。
谁能解释出现这种现象的原因？请小组讨论。
学生讨论，用光的直线传播解释小孔成像，屏幕演示。这种现象叫小孔成像。屏幕展示蜡烛通过小孔后成一个缩小的像。教师提问：有没有同学看到放大的像？（有）什么条件成缩小的像，什么条件成放大的像留给同学们课后探讨。
刚才我们研究了小孔成像和影子的形成，像和影子是一回事吗？你能说出他们的不同点吗？（学生回答：颜色、倒正）。关于像和影子的区别我们以后再详细学习。总之，他们都是光学现象，但不是一回事。
关于光的直线传播在生活中还有很多应用。例如：射击瞄准、激光引导掘进机开凿笔直的隧道等等，更多的应用请同学们课后搜集整理，我们下节课进行交流。
五：光速
刚才我们学习了光源、光的直线传播。现在我打开灯（教师开灯）几乎在我开灯的瞬间教室里就更亮了。光从光源射到墙上、地上需不需要时间呢？长还是短呢？（生答需要、短）这是因为光传播的非常快。关于光的传播速度，请同学们自学课本，完成屏幕内容。
屏幕展示：
1、光在____的速度最快，用字母___表示。
2、光在真空中的速度约__________
3、光在不同介质中的速度____,在空气中约等于___,在水中约为_____,在玻璃中约为____。
小结：
请同学们详读课本，回顾本节课的学习内容。然后找同学谈一谈本节课的收获。
教师总结：这节课我们学习了神奇美丽的光现象，通过探究实验认识到光在同种均匀介质中沿直线传播，并且运用这个结论解释了一些自然现象。今后的一个月我们将针对光现象展开深入学习研究，希望同学们喜欢光学、学好光学，利用光学帮助我们更好的认识自然、热爱自然。
板书设计
光的直线传播
1、光源
2、光在同种均匀介质中沿直线传播
3、光线：
影子
4、现象及应用 小孔成像：倒立的像
日食、月食
5、光速：c=3×108m/s