第四章 光现象
第一节 光的直线传播
一、教材分析：
本节教材是初中光学部分的起始课，是后续学习的一节基础课，光的直线传播及其应用，对学生来讲并不陌生，也很感兴趣，但缺乏较理性的认识，光线模型对学生来讲是一个新的东西，学生不易理解，需要让光显现出传播径迹，更直观地让学生理解“光线”模型。为了引导学生有效有趣地学习，教学中要突出几个重点：
（1） 突出学生探究活动，充分给学生体验过程的机会。
（2） 注重联系实际，从生活到物理，从物理到社会。
二、学情分析：
八年级学生学习光学部分知识，会在光的反射和透镜成像方面形成难点。本节知识中不会有太大的难度。但光沿直线传播及其应用也会成为这一章的一个小难点，正确形成“光线模型”有利于上述难点的突破，也能更好地区别影子和像。
三、教学目标：
1.通过观察图片，知道光源的共同特征，能举出自然光源和人造光源的实例。
2.通过观察和探究，理解光沿直线传播的条件，能说出光的直线传播的一些应用。
3.会用光线表示光的传播。
4.了解光速，记住光在真空中的传播速度c=3×108 m/s。
四、教学重难点：
1、重点：通过实验探究认识“光在同种均匀介质中沿直线传播”，并了解其应用。
2、难点：用“光线”模型表示光的传播。
五、学习目标：
通过观察和探究，我们知道“光沿直线传播的条件是：同种、均匀、介质（或真空）”。
六、学习清单
为理解“光在同种均匀介质中是沿直线传播的”的规律的学习清单：
1、空气中沿直线传播，水中沿直线传播，玻璃中沿直线传播。（总结出在这些介质中的传播是直线的。）
2、不是直线传播的情况：同种但不均匀的介质中，不沿直线传播。
3、在不同介质的介面处不沿直线传播。
4、沿直线传播的条件是：光在同种均匀介质中传播。
七、教学器材准备：
演示用：激光笔、盛有水的水槽、自制的盒子
学生用：激光笔、果冻、水。
八、教学流程：
流程
教师活动
学生的活动
媒体
互动方式
创设
情影，
导入
新课
展示图片，让学生欣赏，导出本节课题（光现象 光的直线传播）
欣赏图片，感受光的魅力，走向光的世界——光带来的视觉享受。明白想要学习什么？
PPT展示
单向的信息传递（被动接受，主动感受）
分
享
学
习
目
标
1.通过观察，知道光从哪里来？
2.通过探究，知道光是怎样传播的？
3.我们将知道光传播的速度？
领会目标，用于学习活动中围绕目标主动学习。
PPT展示
单向的信息传递
形
成
光
源
的
概
念
提问：我们要看见物体需要些什么条件？
引导学生思考：
在?滴薰獾奈葑永锬芸醇?锾迓穑?
有光的环境中，用手蒙住眼睛能看见物体吗？
进一步追问：
能使我们看见物体的光从哪里来。
（引导学生通过欣赏图片来总结出光源的定义）
再引导学生说出哪些是自然光源，哪些是人造光源。
通过月亮、镜子进一步巩固“光源”的概念
学生思考：
顺着老师引导思考。
得出结论：要看见物体得有光进入人眼。
欣赏图片，总结出共同特征：光都来源于光源，即来源于那些自身可以发光的物体。
将光源进行分类。
引导学生说出“光亮的物体”不是光源。
PPT展示图片
通过师生间的互动，形成光源的概念，能说出不同类别的光源。
光
的
直
线
传
播
让学生感受“光的传播”，为探究“光的直线传播”创设情景。
提出问题：光沿什么路径传播？
进行实验设计，演示。
（引导学生将介质分成三类：固态、液态、气态，并选出具有代表性的三种介质）
引导学生如何显示出传播的径迹，
完成探究后进行反思：
是否光完全按直线传播，有特殊情况吗？
讲解光在介质交界面处可能发生偏折，在同种不均匀的介质中会弯折。
形成“光线”概念
学生通过欣赏图片，进行猜想。
选出空气代表气体；选出水代表液体；选出果冻代表固体。
在介质中加入能显示径迹的杂质。
学生思考：
总结：光沿直线的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播（真空中也是直线传播的。
让学生了解“光线”是一种模型。
PPT展示图片
PPT出示探究的各个环节，
PPT展示光传播的径迹
在教师引导下学生处主探究。
得出初步
结论：
水中、空气中、玻璃中均是直线传播的。
互动反思，全班交流。
直
线
传
播
的
应
用
举生活中的一些应用，引导学生说出这是将光作为直线的标准，而引出准直应用
通过在电子白板上作图，得出形成影子也是光的直线传播产生的
讲解路灯下影子长度变化的原理。拓展到日食和月食，但不展开。
通过课件仿真进行小孔成像实验，并讨论像的性质。
向学生介绍：限制视野的应用。
画出“井底之蛙”的光路，确定出其观察的范围
学生总结出：
准直应用。(作为直线的标准)
形成影子
小孔成像
限制视野。
（孔形挡光或障碍型档光）
让学生做用手遮挡的小游戏，了解“限制视野”
PPT展示
讲授法
信息的单向传递。
学生用自己的表情进行反馈。
师生从游戏中学习
光
速
设问：
我们为什么先看见闪电，后听到雷声？
教师引导，是否是闪电先产生，雷声后产生呢？
教师引导：是同时产生了，只是光传播到人眼太快感觉不到传播有时间，而声音传播相对较慢，即说明声音在空气中比光在空气中传播得快。
介绍光在各种介质中传播速度和在真空中传播速度。
学生思考，然后猜想
理解在空气中，光比声音传播得快。
记笔记，光速记住大小关系。
PPT
展示
学生自主学习，师生互动。
小
结
学生思考，进行小结。
学生小结学过的内容
ppt
师生共同总结。
作业
布置
1、有时间完成课内练习
2、《练习册》64页至66页全部作业。
1、学生完成计课内练习
2、记录作业，回家完成
PPT展示
师生共同完成
课
后
反
思
课件23张PPT。他们有什么共同点呢？光源：自身会发光的物体 光源发出的光是沿怎样的路径传播的呢？思考：是不是在各种介质中光都是沿直线传播的呢？活动材料：激光光源、水、果冻 不同介质，
光线会发生弯曲。 总结：光在同种均匀介质中沿直线传播。
同种不均匀介质中，
光线会发生弯曲。光在真空中也能传播描述光的传播 为研究方便，通常用一条带箭头的直线表示光传播的路径和方向，这样的直线叫做光线。
平行光线
（太阳发出的光）点光源的光线
墨子（公元前468 —公元前376）为什么光通过小孔后成的像是倒的呢？这与光在同一种均匀介质中沿直线传播有什么关系呢？思考： 光在同种均匀介质中沿直线传播。
通常打雷时我们是先听到雷声还是先看到闪电？这是为什么呢？17世纪前人们以为光速为无限大的 失败奥勒·罗默布拉德雷J.-B.-L.傅科麦克斯韦A.A.迈克耳孙A.H.L.菲佐 1973年美国人埃文森采用激光法测定光速为每秒299792458米，经15届国际计量大会确认，上述光速作为国际推荐值。1983年第17届国际计量大会通过“米”的定义为光在真空中每秒传播距离的1/299792458。狭义相对论的基本原理之一就是光速不变原理光在真空中传播最快，每秒3x105千米光在空气中传播的速度比真空中稍慢，我们可以近似认为空气中光速也为每秒3x105千米
光在水中传播速度约为真空中的3/4，在玻璃中传播速度比水中更小
光在一年里传播的距离叫做1光年，约为
9.46x1012千米，常用来计量天体间距离以刘翔的速度跑完光在一秒内通过的距离大约要347天反馈练习判断下列是不是光源：
A. 月亮 B. 萤火虫 C. 水母 D. 火把
E. 太阳 F. 红宝石 G.眼睛 H. 行星
I. 正在放映的电影萤幕 J. 流星 K. 恒星×√×√√√√××√×小明在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下：①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图）；②在A点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲；③经搅拌后，观察到光线又变直。
小明根据上述现象得出的结果，正确的是―――――――（ ）
A．光的传播需要介质
B．光只有在水中才沿直线传播
C．光在海波溶液里不能沿直线传播
D．光在同种均匀介质中才沿直线传播D课外探究： 阳光下树阴中的圆形
光斑是怎样形成的？
真空中的光速是一个重要的物理常量，国际公认值为c=299792458米/秒。17世纪前人们以为光速为无限大，意大利物理学家G.伽利略曾对此提出怀疑，并试图通过实验来检验，但因过于粗糙而未获成功。1676年，丹麦天文学家O.C.罗默利用木星卫星的星蚀时间变化证实光是以有限速度传播的。1727年，英国天文学家J.布拉得雷利用恒星光行差现象估算出光速值为c=303000千米/秒。 1849年，法国物理学家A.H.L.菲佐用旋转齿轮法首次在地面实验室中成功地进行了光速测量，最早的结果为c=315000千米/秒。1862年，法国实验物理学家J.-B.-L.傅科根据D.F.J.阿拉戈的设想用旋转镜法测得光速为c=(298000±500)千米/秒。19世纪中叶J.C.麦克斯韦建立了电磁场理论，他根据电磁波动方程曾指出，电磁波在真空中的传播速度等于静电单位电量与电磁单位电量的比值，只要在实验上分别用这两种单位测量同一电量(或电流)，就可算出电磁波的波速。1856年，R.科尔劳施和W.韦伯完成了有关测量，麦克斯韦根据他们的数据计算出电磁波在真空中的波速值为3.1074×105千米/秒，此值与菲佐的结果十分接近，这对人们确认光是电磁波起过很大作用。 1926年，美国物理学家A.A.迈克耳孙改进了傅科的实验，测得c=(299796±4)千米/秒，他于1929年在真空中重做了此实验，测得c=299774千米/秒。后来有人用光开关(克尔盒)代替齿轮转动以改进菲佐的实验，其精度比旋转镜法提高了两个数量级。1952年，英国实验物理学家K.D.费罗姆用微波干涉仪法测量光速，得c=(299792.50±0.10)千米/秒。此值于1957年被推荐为国际推荐值使用，直至1973年。 1972年，美国的K.M.埃文森等人直接测量激光频率ν和真空中的波长λ，按公式c=νλ算得c=(299792458±1.2)米/秒。1975年第15届国际计量大会确认上述光速值作为国际推荐值使用。1983年17届国际计量大会通过了米的新定义，在这定义中光速c=299792458米/秒为规定值，而长度单位米由这个规定值定义。既然真空中的光速已成为定义值，以后就不需对光速进行任何测量了。
