4.1 光的直线传播 教学设计 （表格式）人教版（2024）八年级上册

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 八年级 学期 秋季
课题 光的直线传播
教科书 书 名：物理 八年级上册教材 出版社：人民教育出版社 出版日期：2024年07月
教学目标
物理观念 1.能识别光源，知道光源大致分为天然光源和人造光源两种； 2.知道光的直线传播规律，能列举光的直线传播在生活中的应用； 3.知道光在真空中的传播速度。 科学思维 1.知道光线这一物理模型； 2.能在解释自然现象和解决实际问题时引用证据，具有使用科学证据的意识。 科学探究 探究光在不同介质中的传播路径，并知道光的直线传播的条件。 科学态度与责任 1.具有对光学知识的学习兴趣和严谨认真、实事求是的科学态度； 2.关心我国古代和现代科技成就，为中华民族的科技成就感到自豪，逐步养成传承我国非物质文化遗产的责任感与使命感。
教学重难点
教学重点： 总结出光的传播规律并能解释生活中的一些现象。 教学难点： 设计实验探究光在同种均匀介质中沿直线传播。
教学过程
一、情景导入 师：同学们，我们伟大的祖国幅员辽阔，风景秀美，单看其中的夜景也很迷人，这是北京鸟巢的夜景、这是上海东方明珠的夜景。同学们，你们觉得漂亮吗？ 师：正是因为有了光，世界才如此绚丽多彩。 师：从这节课开始咱们走进神奇的光现象。引出本章课题：光现象 师：我国不仅风景秀美，文化底蕴也很丰厚。其中，就有 国家级非物质文化遗产皮影戏， “一口叙说千古事，双手舞动百万兵”，咱们一起来欣赏一段皮影戏吧。播放视频皮影。 师：皮影戏中的影指的是什么？ 生：影子。 师：今天就通过皮影来研究影子这一光现象。引出本节课题：光的直线传播 二、新知讲解 师：同学们其实可以利用身边的器材道具，试着玩一下皮影或者手影的游戏。 师：游戏中的光从哪里来？ 生：手电筒。 （一）光源 师：游戏中光的来源是手电筒，因此我们把手电筒称为光源。生活中你还见过哪些光源？ 师：同学们列举的这些光源，我们可以分为两类：自然光源和人造光源。月亮和钻石是光源么？ 不是，因为它们不能自行发光。 （二）光的传播 师：我们知道了光的来源，你觉得光是沿着怎样的路径向前传播的呢？列举一些实例，来支撑你的这种判断。 师：刚才的列举，我们猜想：光在空气中沿直线传播的例子。光在任何介质中的传播路径都是直线吗？ 实验探究：光在空气、水和玻璃中的传播路径并完成学习任务单任务一 实验要求： 1.实验时注意激光不能正对着人，更不能正对着眼睛照射，从侧面观察光的传播路径。 2.注意将你看到的现象记录在学案上。 师：通过刚才的实验我们发现光在气体、液体、固体均沿直线传播，我们将气体、液体、固体统称为介质。因此，可以概况为：光在介质中沿直线传播 师：老师抽取了两个小组的学习任务单，都很准确的描述了他们的实验现象，但是我们对比一下两个小组的记录，你觉得那种更简洁直观？ 生：画图 师：对画图的这组，还有没有有待改进的地方？ 生：可以显示光的传播路径，但是不能显示光的传播方向。 师：如何显示光的传播方向呢？ 生：加箭头 师：光是真实存在的，但是其传播路径不容易观察，为了便于直观的描述光的传播路径和方向，我们引入了光线这一模型。光线只是一个物理模型。实际并没有一条条带箭头的直线向前传播。 师：请同学们反思我们刚才的实验过程，有哪些地方有待改进？ 问题1.当没有固体、液体、气体时光还能传播吗？即光在真空中可以传播吗？ 外太空就是真空状态，太阳光照射到地球时有一段路径就是真空。光不仅可以在真空中可以传播，光在真空中传播的速度还是最快的，请大家阅读教材91页，这个常数是c=3.8x108m/s。光在空气中的速度非常接近于c，光在水中的速度约为3/4c，在玻璃中的速度约为2/3c.可见光在真空中传播的速度最快，然后是空气，水，最后是玻璃。 师：我们刚才的实验过程，还有哪些地方有待改进？在现实生活中，光始终都在同一种介质中传播的吗？举例：太阳光照进我们的教室，它的传播路径是怎样的？ 先在真空中传播，然后穿过疏密不均匀的大气层到达地球，再经过玻璃进入我们的教室 问题2.当太阳光穿过疏密不均匀的大气层时，它的传播路径还是直线吗？下面我们通过一个实验来探究光在不均匀液体中的传播路径。 实验演示：光在浓度不同的盐水中的传播路径 现象：从水槽一端向水中注入浓盐水时，光的传播路径发生了弯曲。将浓盐水和水搅拌均匀，发现光的传播路径变成了直线。 太阳光穿过玻璃进入教室，其传播路径还是直线吗？ 演示1.光从空气斜射入水发生偏折的现象 演示2. 光从空气斜射入玻璃砖发生偏折的现象 光斜射入两种物质的分界面时，会发生偏折。 总结光的直线传播的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播。 （三）光的直线传播的现象及应用 师：知道了光的直线传播规律，请你试着解释课堂开始时关于影子的游戏。 生：光在传播过程中遇到不透明的物体，光不能穿过不透明物体，又由于光在同种均匀介质中沿直线传播，光也不能绕过物体到物体的后方，因此在物体后面便形成一块光到不了的较暗区域，就是我们说的影子。若将手或者演员换成不透明的皮质玩偶，就是皮影。 演示：用手电筒照射竹竿，形成影子。影子这块区域就是由于光的直线传播，形成了一块被竹竿挡住的光线到不了的暗影区域。这就是立竿见影。转动手电筒发现，不同时刻竿的影子不同，根据这个原理我国古人发明了日晷。这项发明被人类沿用达几千年之久。 师：这是一块不透光的硬纸板，用光源照射，会在它的后方形成什么？ 生：影子 演示实验 师：确实在硬纸板后方形成了一大块暗影区，这就是硬纸板的影子，但是我们又发现了一块亮斑？为什么会有一块亮斑？ 师：再仔细观察硬纸板发现上面有一个圆形的小孔。光源发出的光经小孔沿直线传播，照射到光屏上，因此形成一个亮斑。 师：圆形的小孔为何会形成一个方形的亮斑？ 师：仔细观察光源手电筒发现，光源是方形的，因此我们猜想这个光斑的形状与光源有什么关系吗？为了进一步探究这个问题，我将这个光源换成了F形的光源，我们再来试一下。你看到了什么？ 生：倒立的F，看到一个和光源长的非常像的图案，只不过是倒着的。因此我们就把光屏上这个图案叫做光源的像。刚才老师所做的这个实验，早在几千年前，我国的学者墨翟和他的学生，做了世界上第一个这样的实验，并给出了光的直线传播规律，这一发现比牛顿早2000多年。小孔成像的关键是要一个比较小的孔，小到可以认为光源每个部分发出的光几乎只有一条光线可以通过这个孔。若孔太大，由于各部分其他杂光的干扰，就只能在光屏上形成一个光斑。 师：光通过小孔后，为何是倒立的像呢？ 请同学们完成学习任务二。 三、课堂练习 学完本节课你可以回答以下问题吗？ 1.树荫下暗影是怎么形成的？ 树叶是不不能透过光的，由于光的直线传播而形成的树叶的影子 师：在树荫下你还看到什么？ 师：光斑，仔细观察会发现有些光斑成圆形，这是偶然还是必然？老师在校园里、公园里的树荫下也找到很多类似的现象。 2.树荫下圆形光斑是怎么形成的？ 太阳透过树叶与树叶的缝隙之间而形成的小孔成像现象。圆形光斑就是太阳的像。 通过前面的学习，我们知道靶心发出的光沿着直线进入眼睛，你有什么方法让食指的指尖也落在这条直线上呢？将食指放在靶心和眼睛中间，直到食指挡住了靶心，说明眼睛、食指、靶心在同一条直线上，实际上这就是我们瞄准射击中要做到的三点一线。光的直线传播在生活中还有很多其他的应用，比如工人师傅贴砖、挖凿隧道等都利用激光准直。 四、布置作业 1.请你课后收集更多关于光的直线传播的应用，以图片、文字或者视频等形式整理出来，下节课带到课堂与同学们分享你的收获 2.阅读教材91页科学世界部分，回答文章后面的三个问题。 3.结合学习清单上的科学资料并利用今天所学知识制作一个模型，用以解释日食、月食的形成原因。 五、课堂总结 本节课我们学习的光源、知道了光在同种均匀介质中沿直线传播，还梳理了由于光的直线传播而形成的影这一现象和小孔成像现象，并且了解了光的直线传播在生活中的应用。通过学习，我们发现生活中光现象在我们身边随处可见。