教材分析与教法建议
第三章 光 现 象
教学结构的比较
□光的传播(直线传播、光速)
□ 光的反射 (概念 、 定律)
□ 平面镜(成像特点、应用)
□ 物体的颜色
* 以往教材通常以“实验现象 → 总结规律→
→解释现象”为主线组织教学内容,着眼于学科知识的完整性与系统性,着眼于对现有规律的演绎和运用上。
* 本教材采用了从生活走向物理,从物理走向社会的思路。从学生最常见的光现象入手,引发问题,进行探究,结合探究过程再介绍探究成果在生活、生产和现代高新技术中的应用。这种处理方法属于归纳式的,既符合人类对几何光学认识的历程,也较符合学生的认知特点,较易激发学生的探究欲望。
倡导“归纳/发现”的教学风格
* 中国学物理的方法是演绎法,先有许多定理,然后再进行推演;
* 美国是从现象出发,物理定理是从现象中归纳出来的,是归纳法。
* 归纳法教学的特征是:不受已有知识和经验的局限,鼓励突破和创新;不受现有答案的局限,鼓励发表自己的新见解;不受思维定式的局限,鼓励进行移植和新的组合思维的直觉性和跳跃性。
--杨振宁论中外教育
倡导“归纳/发现”的教学风格
* 演绎法是对考试有用的办法,归纳法是做学问的办法。
* 本书大部分内容依归纳法撰写。即每一种情况或现象给出一些具体例子,在得出结论前鼓励学生去探究。
关于导图:
* 以学生日记的形式,描述了一次春游的经历。通过学生在游玩过程中的观察,用儿童的语言提出了一系列疑问。
* 这些问题涉及到光的色彩、平面镜成像、光的反射和光的直线传播,涵盖了本章将要研究的主要内容。
* 这样处理贴近学生的生活实际,显得真实、自然;另外也能启发学生养成在平时注意观察,善于从常见现象中提取研究课题的习惯。体现了从生活走向物理的课程要求 。
本章主体框架:
课时建议:
* 本章每小节建议使用1课时。
* 机动两课时。
本章重点、难点分析:
* 有关光现象的一系列探究活动是本章的重点
* 红外线、紫外线的探测活动,平面镜成像特点的探究活动是本章中的难点。
第一节 光的色彩 颜色
教学目标:
* 经历光的色散的实验探究过程,知道白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的;通过实验,并运用对比的研究方法去简单了解光的混合与颜料的混合的不同;通过阅读确认光具有能量。
* 激发学生进一步探求颜色之谜的兴趣,使学生领略色彩世界的缤纷多彩,感受到热爱自然、亲近自然的美好情感。
教材分析:
本节教材主要包含三个内容:
* 光的色散(白光的组成)
* 色光混合与颜料混合的对比
* 光具有能量
* 除了“光具有能量”这一内容由学生通过阅读插图得出外,其它内容都需学生通过探究活动,自己动手操作,动脑思考得出
教材分析:
* 本节的重点是光的色散和色光的混合。教学中应着重引导学生积极参与探究活动,仔细观察实验现象,概括出实验结论。同时在活动中也应让学生体会了解运用实验研究自然现象的基本方法。
* 如何让学生成功地观察到实验现象,顺利地完成本课的两个探究活动是本节教学的一个难点。
* 对于光的混合与颜料的混合的不同,教学时只要求学生进行颜料混合的尝试和体验,知道色光的混合与颜料混合的结果有区别,不需要学生知道原理。
教学过程
* 创设情境
* 活动3.1:分解太阳光
* 活动3.2:观察色光的混合
* 活动3.2:颜料的混合
* 光具有能量
关于“分解太阳光”的活动:
* 光源:阳光、日光灯、大功率的白炽灯、卤素灯或幻灯机射出的光束
* 棱镜与光屏间距:40CM左右。保证光谱能展开且有足够的亮度
* 及时观察与描述:各色光的排列次序、与三棱镜的相对位置等
关于活动:观察色光的混合
实验效果取决于:
* 一是光源本身的亮度和发出的光束与白光的接近程度,亮度越高,光色越接近于白光,效果越好;
* 二是所用玻璃纸颜色要纯正,条件允许时,最好采用舞台灯光用的透明胶片或专业摄影滤色镜。玻璃纸的颜色越纯正,实验现象越明显。
* 要防止学生分辨不清相近色光(如:青、紫)而得出错误结论。
关于活动:颜料的混合
* 由于颜料的纯度和混合的比例不一样,重叠区域的颜色会略有不同,但都接近于黑色或深灰色。
* 实验时要注意要用少量水调和两种颜料,使之混合均匀。
* 本实验只要求学生进行颜料混合的尝试和体验,知道色光的混合与颜料混合的结果有区别,不需要学生知道原理。
关于光具有能量的教学
* 本教材对于“能量”主题的处理,采用的是先分后合的思路,先结合各种运动渗透各种具体的能量形式,最后再集中讨论研究各种能量转化和转移时的共同问题。所以在光能的教学中只要学生意识到光的照射确能引起一些新的变化,会在恰当的情境中使用“光能”这一词语即可,不需要也不可能给能量下定义。
关于光具有能量的教学
* 教学中可让学生先观察教材中的插图,讨论范例中光照射后产生的新变化,教师也可视情况再补充几个实例,如:激光切割,用凸透镜会聚太阳光点燃火柴,利用太阳能工作的太阳帽等。
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3.人工造虹:
* 水雾可利用浇花用的小喷雾器、美发用的喷雾器或用橡皮管接在水龙头上,用手捏住另一头来产生,实在找不到上述器材也可直接将水含在口中,向空气中喷出。活动中要调整喷雾的方向,让学生能够在背对太阳的位置上观察。
人工造虹:
* 彩虹出现后,要注意提醒学生仔细观察。在什么情况下能看到彩虹?彩虹中有几种颜色?是如何排列的?
* 设计本题的目的是让学生亲自经历彩虹的形成与观察,激发学习物理的兴趣,对彩虹形成的原因不作要求,对有兴趣了解的同学,教师可指导他们查找有关资料。
人工造虹:
* 人工造虹的另一种方法是,如图 ,在暗室里,让一束阳光照射在一只装满水的圆底烧瓶上,在A点向烧瓶看去(或在B点观察光屏)也可观察到彩虹。
第二章 人眼看不见的光
* 教学目标:
* 通过探究活动,确认红外线、紫外线的存在,了解它们的性质。
* 初步尝试通过可见的效应来研究不可见事物的探究方法,见识红外线和紫外线在生活、高科技领域的应用,体会科技的力量。
* 通过阅读、讨论,客观认识科技发展对人类生活和自然环境的影响,培养学生善待自然、保护自然的意识。
教材说明:
* 考虑到红外线和紫外线既有广泛的应用,又是对上节“光与光能”内容的补充,与紫外线有密切关系的臭氧空洞也是环境保护的热点,恰当介绍有助于扩大学生的知识视野,
* 扭转“光都可见”的偏见,启发他们客观认识科学技术的影响,培养其环境保护意识。
* 另一方面该节内容引入自然,是上一节探究活动的自然延伸,符合科学探究活动的内在操作逻辑和顺序,能和前节构成一个较为完整的探究链条,有利于提升学生的探究能力。
教学过程
* 提出问题,创设情境
* 活动3.4:探测红光外侧的热效应
* 介绍红外线的应用
* 活动:探测紫外线
* 介绍紫外线的应用
关于活动:探测红光外侧的热效应
* 此实验的现象表现得较为细微,适合进行分组实验
* 温度计应放在距离三棱镜较近的位置上,否则红外线散布范围太大,会让温度计示数上升不明显
* 一般能上升2℃~3℃左右。
* 若再将温度计移到红光或其它色光区域,可观察到温度计示数反而下降
红外线的特点:
* 红外线与可见光一样,能发生反射、折射现象,能透过透明的物体,也能被物质吸收。
* 而且任何温度高于绝对零度的物体(如人体等)都在不停地辐射红外线
* 色彩丰富多样
* 红外线透过烟雾的性能好
关于红外线应用
* 红外探测
* 红外寻的
* 红外成像
关于活动:探测紫外线
* 紫外线探测实验的效果较为明显。
* 如果找不到涂有荧光物质的纸条,可用其它荧光物质代替。较为方便的是用钞票上的荧光标记来探测。
* 教师事先用验钞机显示出标记,并用铅笔在钞票上圈定其位置和范围,然后将钞票放入太阳光谱中,向紫光端慢慢移动,当圈定的位置移至紫光外侧时,可见到荧光标记显现出来。
紫外线指数:
* 紫外线指数是指在一天中太阳在天空中的位置最高时(一般是在中午前后),到达地面的太阳光线中的紫外线辐射对人体皮肤的可能损伤程度。紫外线对人类皮肤的损害是根据“红斑作用光谱曲线”作出的。这一光谱曲线已被国际光照委员会采纳来代表人类皮肤对太阳紫外线的平均反应。
紫外线指数预报:
* 气象部门通过分析气象条件对紫外线辐射的影响程度,据此发布紫外线指数预报,以指导公众采取适当的防护措施。紫外线指数用0-15的数字来表示。通常规定,夜间的紫外线指数为0,在热带、高原地区,晴天无云时的紫外线指数为15,紫外线指数越大,也表示在愈短的时间里紫外线对皮肤的伤害愈强。
紫外线指数等级及相应的防护措施
防晒用品的防晒指数
* 紫外线防御化妆品的效果的定量表示
* 中国、日本和美国 :“SPF”(Sun protection Factor);欧洲国家 :“IP” ; IP×2=SPF
* SPF=涂抹上防晒剂部分的MED/未涂抹防晒剂部分的MED
* MED,是Minimum Erythema Dose的缩写,其定义为“造成皮肤出现微弱红斑所需的最低紫外线量。”
* SPF值越高,其防晒效果也越佳
臭氧空洞的成因
* 氟利昂和哈龙产生的氯和溴在平流层通过化学过程破坏臭氧是造成南极空洞的主要原因。
第三节 光的直线传播
教学目标:
* 积极参与影子游戏,在游戏中能引发对阴影成因的思考,并通过探究,归纳得出光的传播规律。进而能用光的直线传播来理解小孔成像、日食月食等现象。
* 了解光的传播需要一定的时间,知道真空中、空气中的光速。理解激光测距的原理。
* 了解我国古代在光现象研究上的成就,知道中华文明对科学发展作出的贡献。
教材说明:
* 本节的主要科学内容有两个,一是光的直线传播,二是光速
* 未强调光沿直线传播的条件,也未安排相应的探究活动。
* 本节内容以光的直线传播为重点,主要的科学探究活动也围绕光的直线传播展开
* 光速的内容以介绍讲解为主,尽管如此,教材还是作了必要的铺垫
教学过程
* 创设情境,激发兴趣
* 活动3.5:影子游戏
* 光的直线传播
* 光速
关于光沿直线传播的教学
* 充分了解学生的原有学习情况
* 针对不同的情况,采用不同的教学设计。
* 探究光的传播路径的活动很多 ,教师要有所选择。
探究光的传播路径的活动
* 直接显示光直线传播的探究活动
如:显示光在空气、水和玻璃中的传播路线
* 间接反映光直线传播的探究活动
如:在探究影子成因中,说明光沿直线传播
如:通过小孔成像说明光沿直线传播
关于光速的教学
* 不能仅仅局限在光速的记忆上
* 给予学生多方面“科学雨露”的滋养
光速无限和光速有限的争论
光速测量的历史沿革
伽利略失败的测光速实验
四.平面镜
教学目标:
* 通过实验,探究平面镜成像时像与物的关系,理解平面镜中像的一些主要特点。
* 经历探究平面镜成像特点的活动过程,提升学生多方面的研究能力。在活动中学会与他人分享探究成果,并初步养成甄别假设、调整探究计划的意识。
* 通过物像和镜面三者间的关系,引导学生领略平面镜成像中的简洁对称之美
教材说明:
* 本节主要包含两个内容:一是关于平面镜成像特点的探究活动,二是平面镜的应用
* 重点内容是探究平面镜成像的特点
* 知识的难点是对虚像概念的理解
* 探究活动中的难点是如何确立虚像的位置。
教学过程
* 创设情境,激发兴趣
* 活动3.6:探究平面镜成像特点
* 对称法作图
* 平面镜成像的应用 ( 潜望镜.swf )
* 凸面镜 ( 凸面镜的光路.swf )和凹面镜 ( 凹面镜的光路.swf )
教材对成像特点探究活动的处理思路
* 统放结合:
统------ 虚像、虚像位置的确定
半放------ 物像等大、物像等距
全放------ 一些次要的成像特点
关于平面镜成像特点探究的教学
* 提出猜想
* 实验验证
* 交流与评价
* 总结结论
选择实验器材时应注意
* 选贴有半透膜的玻璃或茶色玻璃作为平面镜
* 尽可能选薄一些的玻璃
* 玻璃一定要保证垂直放置
* 物体可选用跳棋、去掉反光罩的手电,蜡烛
确定虚像的位置的方法
* 重合法 (教材)
* 方格纸法
* 坐标法
第五节 光的反射
教学目标:
* 会以专门术语描述光的反射现象,初步理解反射定律,了解平面镜成像的原理
* 经历反射定律的探究过程,进一步学习通过观察现象来提出问题和猜想,培养学生根据探究目的,制定探究计划,设计和进行实验,收集、辨别有效信息和处理信息的科学探索的能力
* 领略反射现象、平面镜成像的现象和原理中对称简洁与和谐统一的物理之美
教材说明:
* 本节的科学内容主要有:探究光的反射定律,平面镜成像的原理,光的反射的应用
* 本节的重点是探究反射定律
* 对反射定律的表述严密性不作过高要求
* 不要求会画出成像的光路图
教学过程
* 提出问题,创设情景
* 活动3.7:探究光的反射规律 ( 光的反射.swf )
* 平面镜成像原理 ( 平面镜成像光路.swf )
* 镜面反射 ( 镜面反射.swf )和漫反射 ( 漫反射.swf )
* 光反射现象的应用
关于反射定律探究的教学
* 反射现象的演示要清晰可见,保证学生形成正确的表象
* 实验验证时,要鼓励学生自制实验器材,设计出不同的实验方案 。
关于平面镜成像原理的教学
* 提出问题,引发学生思考
* 阅读教材,了解主要论点
* 讨论验证,进行批判阅读
* 鼓励存疑,从“问题”走向“更多的问题”
生活中利用光的反射来工作的器具
* 角反射器 ( 角反射器.swf )
* 反射式望远镜 ( 反射式望远镜.swf )
* 运动鞋使用的反光条
警示马夹
荧光灯反光罩
公路标志牌
反光猫眼
www光污染的调查
* 本题设置的目的主要是让学生学习科学调查的方法,体验科学调查的过程,培养人际交往的能力。
* 调查前教师要对学生进行必要的指导,要告诉学生如何写调查报告,调查时的注意事项。
* 教师要鼓励学生在课后开展此项活动,只要学生进行了此项活动,就应得到教师的认同。对在调查后能交上调查报告的同学,教师应予以表扬和鼓励。
* 活动结束后,要及时组织学生进行评估和交流。并可提出消除光污染的具体措施,建议社区管理部门加以改变。
怎样写调查报告
* 某一问题进行调查研究后,写成的书面汇报材料
* 调查报告没有固定的格式
* 一般格式包括标题、前言、正文、结尾等几部分
怎样写调查报告
* 标题:标明调查对象和主要问题
* 前言:交代调查研究的目的、对象、内容、方法等
* 正文:调查的具体内容、结论、解决存在问题的做法、建议
* 结尾:调查人所在单位、姓名、调查时 间
关于光污染的调查
* 报告标题可定为“关于***地区光污染情况的调查”
* 调查目的可定为“为了了解**地区光污染的现状,向有关部门提出整改建议”
* 内容可包括该地区光污染的种类、现状、造成的主要危害,产生的原因、相关人员对光污染的认识和态度,防止和消除光污染可行的途径、方法或主要障碍,向有关部门提出的建议。
* 根据调查的内容的性质可相应地采用观察、走访、问卷等调查方法。第4章 光 现 象
五、光的反射
【教学目标】
1.知识教学点:(1)什么是光的反射及光的反射中的入射点、入射光线、法线、入射角、反射角;(2)光的反射规律的内容,镜面反射和漫反射。
2.能力训练点:(1)通过观察研究光的反射规律的实验,培养学生的观察能力;(2)通过对研究光的反射规律实验现象的观察分析,抽象概括出光的反射规律的内容;(3)通过对光的反射规律的阐述,培养学生的逻辑思维能力。
3.德育渗透点:通过大量生动有趣的实例激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,引导教育学生热爱科学、崇尚科学,培养积极向上的情感。
4.美育渗透点:通过实验作图,使学生提高欣赏色彩美,线条美的能力。
【重点难点】
1.光的反射规律
光的反射规律的教学是本章知识的重点,在用实验的方法探索反射现象的规律时应当注意 在学生对实验有了充分感性认识的基础上,利用活动投影幻灯片再现实验中所反映出来的三线、两角之间的关系。引导学生自己归纳出光的反射规律的基本内容。
2.关于镜面反射和漫反射的教学
将白纸用图钉固定在木板上,把小平面镜固定在白纸的中央,打开手电筒去照白纸的中央,让同学们观察,结果只有部分同学看到小平面镜很亮,纸比较暗;而其他多数同学看到的现象是白纸很明亮,平面镜很暗谈.这样在观察的基础上启发同学考虑,同样是光的反射,同是一个实验,为什么得出不同的结论,从中引发同学思考,进而去探究原因,从而使学生认识到,同是光的反射,但是由于反射面不同而产生两种不同的反射,镜面反射和漫反射。
【教具学具】
教师用器具:激光笔、平面镜、反射规律演示器、量角器 插有大头针的硬纸条。
学生实验用器材(2人一组):平面镜片、白纸板、量角器、手电筒(玻璃前糊上开窄缝的牛皮纸)。
【学法引导】
本节课光的反射规律可让学生通过“发现并提出问题—做出猜想和假设—制定计划与设计实验—解通过观察和实验等途径来收集证据——得出结论——交流与合作——提出新问题”科学探究式方法得出。
【设计思想】
“光的反射”是一节集物理现象、物理概念、物理规律于一身的课。其中光的反射规律是本节的核心,也是实施“探究式”教学的有效阵地。在授课中,教师引导学生利用“发现并提出问题—做出猜想和假设—制定计划与设计实验—解通过观察和实验等途径来收集证据——得出结论——交流与合作——提出新问题”的探究式教学过程,自己“发现”并总结出光的反射规律。
【教学过程】
一、引入新课:
【教师活动】
1:打开投影仪,它发出了一束光,拿一块平面镜放在投影仪上,对着全班照射一圈,使每个学生都感受到镜子反射出的光。活动2:拿一块面积、形状与平面镜相同的硬纸壳,再做同样的实验。教师引导学生提出问题:“效果与刚才是否相同” “为什么效果不同呢” 请同位之间相互讨论一下,看一看能否找到探究问题的途径?学生回答。教师对各种方案均不做评价。师:同学们刚才的回答都很好,那么,原因究竟是什么呢 今天,我们来研究光的反射。[板书]第五节 光的反射
二、新授内容:
概念教学——演示1:打开激光笔,它发出一条红色光线。师:它在空间走过的道路不是察觉,我们可以用一块白纸板接收它。演示2:用激光手电沿白纸板面照射,显示其轨迹,然后,再对着白纸板下的平面镜照射,使学生看到入射光线和反射光线。师:从手电筒发出的这条光线叫做入射光线,被镜子反射出去的那条光线叫做反射光线。演示3:利用立体模型演示它们在空间的情况,并介绍反射面与入射点的概念。师:要研究这两条光线的位置关系,相当于做一道几何题。做复杂的几何题应加入辅助线,从而使问题解决起来比较方便。演示4:拿出一根用电线做的辅助线模型。师:我现在拿来了一条辅助线,它加在哪个位置对于研究我们的问题比较方便呢 请讨论一下。学生讨论,教师请一位学生上讲台将辅助线模型插在立体模型上。师:这条线与反射面垂直并且和两条光线都相交,有利于确定它们的位置关系,并且,这条线不偏左也不偏右,非常“公正”,公正得像一个法官一样,因此我们就称它为“法线”。这是法线与两条光线在空间的情况,空间是立体的,研究起来比较复杂,我们可以转化成平面问题去研究它,从而使问题简化。下面,请看投影片。教师通过演示复合式投影片,让学生复习巩固反射面、入射光线、反射光线、法线的概念,同时引出入射角和反射角。
【师生活动】
光的反射规律的研究——“探究式”教学的实施过程[提出问题] 教师引导学生:现在,我们已经找到了三条线和两个角,要研究光的反射所遵循的规律,其实就是要研究三线两角之间的关系,那么,怎样去研究呢 显然,它可以分为两个问题,一是三条线的关系,二是两个角的关系,其中,三条线的关系反又可以从两个方面去研究,即①三线是否在同一平面上;②三线的位置排列关系如何,从而,使这一问题变为三个小问题。
[猜想和假设] 对于三线是否在同一平面这个问题,同学们不妨开动自己的大脑,大胆地猜想一下可能是什么关系 有多少种可能的情况 请前后四个同学为一个小组讨论一下,将所有可能的关系都找到。学生讨论,举手抢答。教师也可以与学生一起参与猜想并要求发言,最后,将各种猜想都体现在板书上。(教师让全班同学为回答问题的同学鼓掌喝彩。)
我们已经将第一个问题的所有可能性全都找到了,现在,我们再对第二个问题进行猜想。所谓三线的位置排列关系,其实是指谁在中间、谁在两侧的问题。请同学们再相互讨论一下,并猜想出所有可能的情况。学生讨论,抢答。教师同时将学生的各种猜想进行板书。[板书]
请同学们讨论、猜想第三个问题,看看两个角可能的各种关系,学生讨论,抢答。教师同时板书
我们已经将三线和二角之间所有可能的关系都找到了,从而,将探索光的反射所遵循的规律这一复杂的问题变成了三道简单的不定项选择题。在刚才的各种猜想中,既有与事实相符的正确的猜想,也有与事实相违的错误的猜想。当然,我们应保留正确的而反驳、去掉错误的。但能否随便地说某个猜想是正确的、某个猜想是错误的呢 显然不能。光靠猜想还不行,还要通过我们物理学中的有力武器——实验的方法去检验、验证猜想是否正确。
[制定计划与设计实验] 教师介绍桌面分组实验器材:激光笔、硬纸壳、平面镜、量角器。我们就是要用这些非常简单的器材去大胆地设计实验方案并动手操作,从而去反驳错误的猜想,保留正确的猜想,解决本节的问题。怎样去设计一个实验研究二角的关系呢 请同学们相互讨论一下自己的实验方案。学生讨论,各组找到自己的方法。方案不要求统一。(评:之所以用最简单的原始器材而不对它们进行组合、加工,就是让学生思维发散,有充分发挥自己设计方案的空间。)
[观察和实验] 学生进行分组实验操作。实验完毕,学生根据实验结果,反驳错误猜想A、B、D,保留正确猜想C,猜想C就是问题三的结论。从而,解决了这一问题。[得出结论(交流与合作)] 师生们根据实验数据,在板书中将A、B、D擦掉,只保留C,即∠反=∠入。(评:之所以先研究二角关系,然后再研究三线位置排列,最后才研究三线是否共面,是为了使问题由易到难。) 如何通过实验去研究三线的位置关系呢 这也是困扰我多年的一个问题,我总想通过实验做出入射光线、反射光线都在法线同侧的情况,即猜想中B、C这两种情况,但总是不能成功,通过刚才的学习,我感到同学思维活跃,创造性强,你能否帮助老师在实验中做出这两种情况,解决我的疑难问题 如果做不出来,那么你又能得出什么结论 (评:激发学生的探究动机,使他们在探究中认识、体会这种方法的作用,又突破了这一实验难点。) 学生讨论、实验操作,但做不出B、C情况。师:都做不出来B、C的猜想情况,这反过来说明了什么 生:猜想A是正确的,即:反射光线、入射光线分居在法线两侧。教师将板书中B、C、D擦掉,保留A、E。如何通过实验去探究三线是否共面呢 显然,看在不同的平面上能否观测到反射光。那么,怎样才能得到不同的平面呢 我们将硬纸壳怎样做就能得到不同的平面 请讨论一下,然后根据自己的想法去操作。学生通过交流与合作,反驳猜想A、C,保留A为正确结论,即:反射光线、入射光线、法线不同一平面内。教师将板书中B、C擦掉,保留A。到此为止,我们已经将光的反射所遵循的规律通过自己的双手探索出来,—请同学们讨论一下,将规律完整地表述出来。学生讨论、回答,教师同时板书并说明光的反射规律。
[板书]
(评:在前面整个教学过程中,教师按照“发现并提出问题—做出猜想和假设—制定计划与设计实验—解通过观察和实验等途径来收集证据——得出结论——交流与合作——提出新问题”的程式去展开教学,教师也将自己作为学生中的一员与学生一起共同参与教学过程,使学生获得像科学家一样的成功感。)
光的反射的种类——研究了光的反射规律,我们仍然不能解释课前提出的问题,原因在于我们在研究光的反射时太片面了,只注重了三线二角的关系问题而忽视了反射的另一个重要的方面——反射面的问题,没有反射面就不可能有反射。因此,请同学们打开课本73页,自学并讨论有关镜面反射和漫反射三个自然段。鼓励学生大胆地提出新问题,使学生认识到要从不同侧面、角度去完整地认识事物,运用自学的方法,既节省了时间又培养了学生的自学阅读能力。学生讨论、自学——通过自学,回答课前的问题 再讨论一下——学生讨论、回答——镜子是发生镜面反射而硬纸壳上发生漫反射,因而效果不同。教师利用复合式投影片边演示边介绍两种反射的有关内容。可见,反射可分为镜面反射和漫反射两种,分别发生在光滑平面和粗糙表面上。当用平行光入射时,由于面的不同造成法线方向的不同,进而使反射光线的方向不同,镜面反射时反射光线也平行,向着同一方向,光很强,刺眼,但在别的方向上却看不到反射光。我们都有这样的经验:当某同学在阳光下用镜子照你时,稍一偏头就可躲过去,而在漫反射中,反射光线向四面八方,光线分散、不强、不刺眼,可以使我们从不同的方向上看到反射光。漫反射是我们能够看清万事万物的原因所在。另外,镜面反射的优点是可以将光射到很远处,但也有缺点。现在有许多高楼大厦的外墙用像镜子一样的材料贴成,虽然很漂亮,但一旦阳光通过它反射到司机眼中,就可能发生交通事故,这也是一种污染,叫做光污染,已经引起了许多专家的重视。[板书]
论列举一些日常生活中镜面反射、漫反射的例子。学生讨论、抢答。
【生活、物理、社会】
教师出示活动投影片,并介绍题目内容(如图)。
这是一个人家,现在停电了,厨房很暗,主人正要做饭,怎样才能将阳光从阳台借到炉灶处 请讨论、设计、创造。(教师对各种方案不作评价,任由学生思维发展。最后,将其作为课后实践活动内容。)
【布置作业】
1.背景知识与课外阅读:公元前2世纪(西汉时期)成书的《淮南万毕术》中有这样的记载:“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣”.这里是根据高悬的平面镜和盆中水面两次反射成像的道理.这可以看作是现代潜望镜和各种利用光的反射特性改变光路的仪器的祖先。
2.请任选下列之一为题写一篇小文章:(1).《如果没有光的反射现象,世界会变成什么样 》(2).《如果只有镜面反射而无漫反射……》(3).《如果只有漫反射而无镜面反射……》
3.以3至5人为一小组,调查一下学校或家庭在社区的光污染现象,写一份调查报告。
【教学后记】光的反射及规律、种类这节内容中,反射规律是本节的重点。1.本节课更重要的是通过知识的学习与探索使我们获得了一些研究、思考问题的方法。首先,是贯穿在本节课整个探索过程中的“科学探究式”的方法。对待任何问题,我们在不清楚其原因之前均可大胆地猜想它可能的各种情况,然后再运用物理学的实验方法去检验、验证猜想是否正确,这是一种科学探索的方法。2.本节还动用了一种简化的方法,通过对一条光的研究使我们获得所有光线所遵循的规律,这就是“模型法”,它相当于给人画漫画一样,利用最简捷的线条去抓住人的外貌特征。本节课还告诉我们一种从相反方向探索问题的方法——“反证法”,我们在前面的物理学习中其实已经运用过,如通过真空不能传声可反过来说明声音传播需要介质。它也告诉我们一个道理,当某一问题从正面难以研究时,我们可以从相反的角度去攻破它,这其中渗透着创造学的“逆向思考”的观点。3.本节课还说明了一个深刻的道理,在研究问题时,不能只从一个角度、侧面去研究,这样得到的结论是片面的或不完整的,我们应该从不同的角度、侧面去研究它,才能获得对事物完整的认识。这其中已渗透着创造学中“横向思考”的观点。这些才是本节课学习的真正目的,我们应该将它们运用到今后的学习、生活中去,创造性地解决问题。二、人眼看不见的光
【教学目标】
1. 通过探究活动,确认红外线和紫外线的存在;
2. 了解红外线和紫外线的性质、应用和防护;
3. 初步尝试运用转换的方法将不可见的事物通过其可见的效应来对该事物进行研究的方法,从中体验发现的乐趣;
4. 通过阅读、讨论,客观地认识科技发展对人类生活和自然环境的影响,培养学生善待自然、保护自然的意识。
【重点难点】
1. 做好探究红外线、紫外线存在的实验;
2. 红外线热效应在实验中不太明显,要充分显示放大。
【教学用具】
投影仪、温度计(两支)、三棱镜、验钞机、电视遥控器、教室电视机。
【设计思想】
通过电视遥控器能控制电视机来引入新课;通过探究红光、紫光外侧有异常的现象来
确认红外线和紫外线的存在,并从中尝试、了解到不可见的事物通过其可见的效应来对该事物进行研究的方法。
【教学过程】
1、 新课引入:
活动一:将电视遥控器对着教室里的电视机,使电视机工作,再关闭。
⑴ 遥控器是否会发射某种光(射线),让电视机接收,从而控制电视机的工作?
⑵ 遥控器发射的光人眼能否看见?
指出:人眼看不见的光,在自然界中普遍存在,这些光有哪些性质和应用呢?今天我们学习“二、人眼看不见的光”
2、 新课教学:
1.活动二:探测红外线及其性质
⑴ 利用投影仪、三棱镜,在光屏上形成彩色光带;
⑵ 将两支玻璃泡上涂有墨汁的温度计,一支放在红光外侧,另一支放在彩色光带中,观察温度计的示数,看哪一支示数上升得快?
⑶ 探究结果:放在红光外侧的温度计示数上升得快。
⑷ 结果表明:红光外侧存在红外线。
⑸ 红外线性质:能使被照物体发热(具有热效应)
想一想:
⑴ 红外线看不见,我们是用什么方法知道红外线是存在的?
⑵ 既然红外线比可见光使物体升温快,那么地球上得到太阳的热主要是通过可见光还是红外线传送过来的?
2.红外线的应用
⑴ 指导学生阅读课本P59“生活、物理、社会”,了解课本上介绍的这些应用;
⑵ 你所知道的红外线的应用还有哪些?(让学生充分发言)
⑶ 教师适当归纳、整理:
遥控器、红外线感应灯、红外线感应洁具、红外线取暖器、红外线测温计
(结合非典时期用“红外线体温计”测体温,进行介绍)
3.活动三:探测紫外线及其性质
⑴ 类比联想:既然红光外侧存在红外线,那么紫光外侧是否也存在看不见的紫外线呢?
⑵ 利用投影仪、三棱镜,在光屏上形成彩色光带;
⑶ 将一张带有荧光标记的人民币放在光谱中,慢慢地向紫光外侧移动,观察移动到什么位置上时,荧光标记显现出来?
⑷ 探究结果:当标记处在紫光外侧位置上时会显现出来。
⑸ 结果表明:紫光外侧存在紫外线
⑹ 紫外线性质:能使荧光物质发光(具有荧光效应)
想一想:
⑴ 紫外线看不见,我们是用什么方法知道紫外线是存在的?
⑵ 紫外线照射能检验人民币的真假,什么就是根据这一原理制成的?
4.紫外线的应用与防护
适量的紫外线照射对人体有益,过量的紫外线照射对人体有害。
⑴ 应用:紫外灭菌灯、验钞机(观察演示)
⑵ 危害与防护:紫外线过量照射会引发白内障、皮肤过早衰老、发生癌变;
电焊工戴防护眼罩、太阳光紫外线较强时应适当防护。
(结合上海某学校因教师误开紫外灯开关,导致全班学生大面积皮肤过敏,眼
睛肿胀的事例来说明)(最好能剪辑到这段录像)
5. 指导学生阅读课本P62“生活、物理、社会”,了解臭氧层的作用和人类活动时对臭氧层的破坏及其危害,使学生客观地评价科学技术的影响,提高环境保护意识。
3、 课堂小结(以提问形式进行):
1.红光外侧存在什么?通过什么方法知道的?红外线具有什么性质?
2.紫光外侧存在什么?通过什么方法知道的?紫外线具有什么性质?
3. 红外线有什么应用?紫外线有什么应用?
4、 巩固练习(结合课堂小结的提问进行)
1.红光外侧存在 ,红外线能使被照的物体 ,具有 效应。
2.紫光外侧存在 ,紫外线能使荧光物质 ,具有 效应。
3.据你所知,红外线和紫外线还有哪些方面的应用?(提问)
5、 布置作业:
书面作业:⑴完成实验册P41-42活动3.4
⑵学习指导P79“WWW”3、4、5
课外活动:⑴课本P62“WWW”1、2
⑵学习指导P79“WWW”1、2
【板书设计】(附一)
二、人眼看不见的光
一、红外线及其性质、应用
1. 红光外侧存在红外线
2. 红外线的性质:能使被照的物体发热(具有热效应)
3. 红外线的应用:遥控器、红外线取暖器、红外线测温计等
二、紫外线及其性质、应用、危害与防护
1. 紫光外侧存在紫外线
2. 紫外线的性质:能使荧光物质发光(具有荧光效应)
3. 紫外线的应用:紫外灭菌灯、验钞机等
4. 危害与防护:引发白内障、皮肤过早衰老、发生癌变等;
电焊工戴防护眼罩、盛夏高温外出体表涂防物品等
【教学建议】(附二)
1. 本节新课内容安排1教时完成;
2. 应向有关部门借用验钞机;
3. 探究红外线的热效应时,应将两支温度计的液泡涂黑;
4. 探究紫外线的荧光效应时,应事先用验钞机找到“标记”,用三棱镜将白光分解时,尽量使彩色的光带宽一些,这样显示起来清楚一些。
(吴江市芦墟二中 袁一中)第3章 光现象
四.平面镜
[教学目标]
1. 知识与技能:
⑴ 知道平面镜成像的特点。
⑵ 知道实像与虚像的区别,知道平面镜成的是虚像。
⑶ 了解平面镜在实际中的应用,了解“光污染”。
2. 过程与方法:
⑴ 体验“平面镜成像的特点”的科学探究过程,学会记录实验过程中观察到的各种信息。
⑵ 观察实验现象,感知虚像的含义,会用对称法作出物体在平面镜中所成的像。
⑶ 通过观察,感知球面镜对光线的作用。
3. 情感,态度与价值观:
⑴ 培养尊重事实,崇尚科学的科学态度。
⑵ 通过对平面镜的成像规律的探究,体验科学探究的乐趣,感悟自然现象的美妙和谐,从而获得成功的喜悦。
⑶ 进一步认识科学技术对人类社会发展的推动作用。
[教学重点]
1. 平面镜成像的特点。
2. 会用对称法作出物体在平面镜中所成的像。
[教学难点]
1.“平面镜成像特点”的科学探究,如何确定平面镜中像的位置。
2.对虚象概念的理解。
[教学形式]
教师引导下学生探究性学习活动
[教学用具]
教师用:多媒体课件及辅助教学设备,小手电筒,平面镜,透明玻璃,尺,固定夹子,光屏,潜望镜模型,白纸,凸面镜,凹面镜等。
学生用:小手电筒,平面镜,透明玻璃,固定夹子,尺,白纸等。
[教学过程]
1. 导入
请同学们观察一下屏幕上的五幅彩图,问:你们看到了什么?答:镜子。 我们平时常用的镜子就是平面镜.今天我们就来探究一下平面镜的规律.
(多媒体投影:五幅镜子的彩图,供学生观察,以提高学生的兴趣。)
2. 新课教学
1. 探究活动一:平面镜本身的特征
a.〈提出问题〉
请同学们观察一下桌子上的平面镜,你有什么发现?用手摸一摸,平面镜表面有什么特征?
b.〈进行实验〉
摸一摸:平面镜表面怎么样?
看一看:平面镜中有什么?
c.〈结论〉
生活中常用的平面镜表面是平的,叫做平面镜(plane mirror)。
从平面镜中能观察到物体的像(image)。
2. 探究活动二:平面镜成像的特点
a.〈提出问题〉
既然我们能从平面镜中看到物体的像,根据你的日常观察和生活经验,请猜想一下平面镜所成的像与物之间有什么关系?平面镜成像有哪些特点?
(小组讨论后回答,做出自己的猜想)
b.〈猜想与假设〉
猜想一:平面镜所成的像与物的大小可能相等
猜想二:像与物到平面镜的距离可能相等
猜想三:平面镜成的像不能呈现在屏幕上
猜想四:像与物的移动方向有可能相同也有可能不同
猜想五:平面镜成的像与物左右相反
……
(把学生的猜想写下来,不要评论对错,肯定学生勇于发表自己的观点,提高学生的积极性)
c.〈设计实验〉
针对学生做出的猜像,加以筛选,选择其中有代表性的几条,请学生设计一个能够检验该猜想是否正确的简易实验。
(学生讨论后发表自己设计的实验方案)
在老师的指导下,对学生的猜想和相应的实验方案进行进一步修正或筛选。
d.〈进行实验和收集证据〉
实验步骤:1.将玻璃板作为平面镜竖立在桌子上,在玻璃板前后各放一只相同的手电筒A(打开电源)和B。(注意:玻璃板要与桌面垂直)
2.移动玻璃板后的手电筒B,使它与手电筒A在玻璃板中所成的像重合(能看到B也像开着电源一样),这时手电筒B的位置就是手电筒A在平面镜中所成的像的位置。
3.观察并比较像与物体的大小。
4.用刻度尺分别测出手电筒A和A的像(即B)到玻璃板的距离,记录数据并加以比较。
5. 移开手电筒B,用白纸做屏幕放在该位置,直接观察白纸,纸上能否出现手电筒A的像。
6.移动手电筒A,观察像如何移动。(可用手中的镜子做该实验)
数据和现象:
猜想的内容 观察到的现象和有关实验数据
平面镜所成的像与物的大小可能相等
像与物到平面镜的距离可能相等
平面镜成的像不能呈现在屏幕上
平面镜成的像与物可能左右相反
e.〈得出结论〉
平面镜成像的特点:
1. 平面镜所成的像是虚像。即不能呈现在屏幕上(virtual image)。
2像与物到平面镜的距离相等。且像与物的连线与镜面垂直。
3. 平面镜所成的像与物的形状,大小完全相同,而且是正立的。
{当物垂直于平面镜移动时,像与物移动的方向相反 (一起面镜或一起远离平面镜) ;当物平行于平面镜移动时,像与物移动的方向相同。}
f.<交流合作〉
将本组的探究情况和其他小组进行交流,把你认为重要的记下来(特别注意那些自己未猜测到却被其他组证实的平面镜成像的有关特点),并对探究活动做出适当的补充和改进,等等。
3.利用平面镜成像的特点来解决一些问题。
例1. 作出物体AB经平面镜后所成的像A′B ′
例2:身高为1.70米的同学距平面镜1米,那么他在平面镜中的像高为 米;若他向远离平面镜的方向移动,则他在平面镜中的像将 。(填“变大、变小或不变”)
例3. 例3。如图是从平面镜中看到的一台表面无数字的指针位置,此时钟所指的实际时刻是( )
A. 8点20分
B. 4点20分
C. 3点40分
D. 10点40分
4.平面镜的应用
多媒体提供图片资料,观察。
a. 古代妇女对着铜镜梳妆,光亮的金属也可以看作平面镜。
b. 舞蹈演员利用平面镜观察和矫正自己的姿势
c. 牙医借助平面镜看清牙齿的背面
d. 利用平面镜扩大视野空间
e. 平静的水面也可以看作平面镜,制造美景。
f. 我们刚刚实验用的平板玻璃也可以看作平面镜。
5.平面镜改变光路的应用
潜望镜:观察员用潜望镜观察水面上的情况。
(多媒体演示潜望镜的工作原理,并加以解释.)
6.光污染
平面镜使用不当会引起“光污染”,观看书p.69有关“光污染”的图片,阅读书p.80光污染。(培养学生的阅读能力)
7.凸面镜和凹面镜的应用
多媒体展示两幅图片:利用太阳灶烧饭——凹面镜(对光线有会聚作用) 汽车的后视镜——凸面镜(对光线有发散作用,可以扩大视野)
阅读“生活 物理 社会”,对凸面镜和凹面镜有一个简单的了解。
(培养学生的自学能力)
[总结与交流]
1. 这一课你学到了些什么?
2. 有没有新问题要提出来?
[知识小结]
平面镜的定义:生活中常用的镜子表面是平的,叫做平面镜。
平面镜成像的特点
1. 平面镜所成的像是虚像。即不能呈现在屏幕上(virtual image)。
2.物到平面镜的距离相等。且像与物的连线与镜面垂直。
3. 平面镜所成的像与物的形状,大小完全相同,而且是正立的。
(当物垂直于平面镜移动时,像与物移动的方向相反;当物平行于平面镜移动时,像与物移动的方向相同。)
平面镜的应用和光污染。
凹面镜和凸面镜的应用。
[课堂巩固练习]
(见课件)
[布置作业]
1. 做出字母“F”在平面镜中的像。
2. 课外探究:a.请你设计一个光学器件,使底楼教室内的同学能看见四楼教室内的同学。.b. 用两块平面镜观察某一物体,你能看到几个像?c.制作一个万花筒。(a和c任选一题)
3写一份关于光污染的调查报告
报告标题可定为“关于***地区光污染情况的调查
调查目的可定为“为了了解**地区光污染的现状,向有关部门提出整改建议”
内容可包括该地区光污染的种类、现状、造成的主要危害,产生的原因、相关人员对光污染的认识和态度,防止和消除光污染可行的途径、方法或主要障碍,向有关部门提出的建议。
根据调查的内容的性质可相应地采用观察、走访、问卷等调查方法。
.义务教育课程标准实验教科书(苏科版 八年级上册)
第三章教案
平面镜
一、教学目标:
[知识与技能目标] 通过试验,探究平面镜成像的像与物的关系理解平面镜中像的主要特点,知道实像与虚像之间的区别,了解平面镜在实际中的运用。
[过程与方法目标] 经历平面镜成像特点的过程,学习通过观察提出假象制定探究计划,动手操作,收拾证据和分析、概括等多方面的研究能力,在活动中学会与他人分享探究成果,并初步养成鉴别假释,调整探究计划的意识。
[情感与价值观目标] 通过探究物、像和镜面三者的关系,领略平面镜成像中的简洁、对称之美,体会克服困难、解决问题的喜悦,增进了解平面镜成像原理的好奇和欲望。
二、教学重点与难点:
[教学重点] 探究平面镜成像的特点
[教学难点] 1、对虚像概念的理解。
2、如何确定平面镜中像的位置。
三、教具:
平面镜、玻璃、直尺、白纸、棋子
四、教学方法
探究法、演示法、实验法、讨论法
五、教学过程
[教师提问] 在家中你照过镜子吗?
[做一做] 出示平面镜,让学生照一下
[教师提问] 镜子的表面是什么样的?在镜子中你看到了什么?
[学生回答]:镜子的表面是平的,看到了自己的像。
[教师总结] 在物理学中,我们把这种表面是平的镜子叫平面镜,在平面镜中能成像。
[板书] 平面镜:表面是平的镜子叫平面镜。
[教师提问] 像在哪里呢?
[投影] 卡通人对话:“像好像在镜后的某个地方。”“是的,但究竟在镜后的什么地方呢?”
[教师] 我们如何来确定像的位置呢?
[学生] 可以通过实验来寻找。
[教师] 那么,如何设计实验呢?
[学生] 可以找一个小一点的物体,让它在平面镜中成像,然后用刻度尺测出它的位置。
[教师] 镜子中的像能用尺伸进去测量吗?然后引导学生回答。
[学生] 可以用玻璃板代替平面镜,。在像的位置上放一个物体,这样像的位置就找到了。
[教师] 很好,下面我们就做实验来找像,并找出平面镜成像有什么特点。
[分组实验 两人一组]
(1) 请同学们把玻璃板垂直放在桌面上,在玻璃板的前后各放一颗棋子A、B。
(2)移动玻璃板后的棋子B,使它与玻璃板中所称的像重合。
[ 教师说明] 此时,B的位置就是棋子A在平面镜中所成的像的位置。
(3)请同学们把棋子B拿开,并在该处放一张白纸作为屏幕,然后在观察白纸。
[教师提问] 在白纸上能不能看到棋子A的像?
[学生回答] 不能
[教师总结] 从实验中我们发现,在平面中的像能被我们看到,但不能在屏幕上呈现,我们把这种像叫做虚像。
[板书]虚像:能被人看到,但不能在屏幕上呈现的像叫做虚像。
[教师]:通过以上实验,同学们有没有发现,棋子A的像还有什么特点呢?
学生猜想:(1)平面镜成的像与物体的大小相等
(2)像到平面镜的距离与物提到平面镜的距离可能相等。
(3)像与物体左右相反。
教师:要知道你们的猜想是否正确,我们应该怎么做?
学生:实验验证,因为棋子A、B的大小相等,所以平面镜成的像与物体的大小一定相等。
教师:那么如何来验证猜想(2)呢?
学生:可以用刻度尺测出棋子A到玻璃板的距离和他的像到玻璃板的距离, 然后比较一下。
[做一做] 请同学们实际做一做,把他们的距离测出来
[教师提问]:测出结果为多少?
[学生甲]: 20cm 20cm
[学生乙]: 30cm 30cm
[教师]:说明猜测(2)也正确,那么如何来验证猜想(3)和猜想(4)呢?
[学生]:在镜子前伸出左手,像中伸出的是右手,说明像与物的左右相反。
[交流评价]:(1)同学们探究的结果是否相同?
(2)关于平面镜成像特点,还有那些猜想,你准备如何去验证?
教师:通过以上探究活动我们得到了平面镜成像的一些特点
[板书] 平面镜成像的特点:
1平面镜成的像是虚像
2、像的大小与物体的大小相等
3、像与物体到到平面镜的距离相等
4、像与物左右相反
[教师]:我们现在已经知道了平面镜成像的特点,那么从数学角度来说,物体与像与平面镜之间存在一种什么样的关系呢?
[学生]:对称性,即物体与像是以平面镜为轴的轴对称图形
[教师]:因此,我们可以利用对称法把平面镜中的像画出来,如图:
MN是平面镜,AB是平面镜前的物体,根据平面镜成像特点,物象相对于平面镜对称,我们就可以画出它的像。
[画法]:1 过点A作平面镜MN的垂线(垂足为O)
2 量出AO的长度,并在直线AO上截取OA’,使OA’=OA,点A’即为点A的像
3 过B作平面镜MN的垂线,同理得B的像为B’
4 把A’,B’用虚线连接起来(因为是虚像)即得AB 的像A’B’
[巩固练习] 根据平面镜成像特点,作出下面物体在平面镜中的像
请两个同学到黑板上画,其余同学在下面画,教师巡视,观察学生在画图中存在的问题,并及时更正。
[教师] 提问:我们学面镜,那么在日常生活中平面镜有什么作用呢?
[学生回答]:可以照人梳妆,可以扩大视野空间,牙医可以借助平面镜看清牙齿背面,等等。
[教师]:是的,平面镜有着十分广泛的应用,我国古代劳动人民最初是从江河池水中看到自己的形象,因此,“水镜”是人类最早使用的镜子。到了青铜时代,由于铜面能反光,人们便直接用铜面来看自己的像,随着科学的发展,人们又发现了现在使用的价格便宜而光彩照人的玻璃镜。希望同学们努力学好科学知识,也为后人创造有用的东西。
请同学们看书P69图3-44,潜望镜
[教师介绍]:潜望镜成像原理
潜望镜是一组平行的平面镜,物体在第一个镜中形成一个虚象,这个虚象对第 二个镜面来说也好象是一个物----“虚物”,“虚物”又在在第二个镜中形成一个虚象,我们看到的就是第二个虚象
故潜望镜可以在水中看到水面上的东西。
[教师提问]:是否平面镜只给人有利的一面而没有令人烦恼的地方呢?
[学生讨论并回答]:不是,有的时候会给人耀眼的感觉,看不清前面的东西,调皮的学生用平面镜把光照在别人的脸上使别人看不清楚。驾驶员夜间开车看不清前面的东西,高楼上的玻璃会反光。
[教师总结]:平面镜使用不当,会造成光污染,会影响人们的正常工作和休息,还会影响街道上车辆的行驶及行人的安全。
归纳总结本节内容。
结束新课。
[布置作业]:WWW1、3、4
[板书设计]:
1 平面镜:是表面平的镜子。
2 虚象:能被人看见但不能呈现在屏幕上的像
3 平面镜成像的特点:A平面镜成的像是虚象
B 像的大小与物体的大小相等
C 像与物到平面镜的距离相等
D 像与物左右相反
4 用对称法作平面镜中的像
5 平面镜成像的应用
A
B
M
N
O
A
B
C[教学题目] 第五节 光的反射 第 课时
[教学目标]
1、 会用专门术语描述光的反射现象,初步理解反射定律,了解平面镜成像的原理,能在生活、生产中判别光的反射的具体运用。了解镜面反射和漫反射。
2、 经历反射定律的探究过程,进一步提高学生通过观察现象来提出问题和猜想,根据探究目的制定探究计划,设计和进行实验、收集和辨别有效信息和处理信息的科学探索的能力。
3、 通过观察反射现象中光束与镜面之间位置的关系,体验自然现象的对称和简洁,通过解释平面镜成像的原理,领略自然现象与自然规律间和谐与统一,从而增进对自然的亲近感,强化对科学的求知欲。
[教学难点、重点]
重点:探究光的反射规律。
难点:平面镜成像原理的理解。
[教学方法]
设计了一系列问题,不断引导学生猜想、假设、动眼、动口、动手、动脑,教法上,以观察和实验探究为基础,设置悬念和猜想,讲解与练习相结合,争取使学生较好地掌握所学知识。
[教具] 平面镜、光源、光屏
[教学过程]
一、 课题引入
师:光源发出的光是怎样传播的?
生:光在同一种均匀物质中是直线传播的。
师:光在传播过程中若遇到另一种物质时情况又会怎样呢?
生猜想:反射回来。
[实验探究]把玩具激光笔打开,让光斜射到平面镜上。
师:刚才的演示实验同学们观察到了什么现象?
生:光被平面镜反射到了天花板上,它改变了光的传播方向,天花板上出现一红色小光斑。
[实验探究]打开玩具激光笔,让光束垂直射到水面上,并在水槽和激光笔上方放一张白纸。
师:这次同学们又观察了什么现象?
生:一束光射到平静的水面上时,有一部分光射入了水中,有一部分光被反射了回来,因为上方的白纸上呈现了一红色光斑。
师:以上实验说明,光射到物体表面时,总有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射。
师:请同学们思考一下,我本身是不发光的,你们为什么能从不同方向看到我?电影、幻灯的幕布为什么总是用粗糙的白布来制作?
师:这些问题都跟光的反射有关,学习和研究了光的反射规律,这些问题也就迎刃而解了。
二、 新课教学
师:从上面的实验中,你是否可以总结一下,什么现象叫做光的反射?
生:光射到物体表面上时,有一部分光会被物体反射回来,这种现象叫光的反射。
师:以上的实验,我们都可以用光路图来表示。
反射面:MM’ 入射点:O入射光线与反射面的交点
法线:过入射点和镜面垂直的直线
入射角:入射光线与法线的夹角
反射角:反射光线与法线的夹角。
放课件:将光束射到平面镜上,让学生装观察入射光束、反射光束、镜面三者间的位置关系。
生:入射光束和反射光束在镜面的同一侧,反射光束,入射光束在法线的两侧。
师:猜想一下,入射光束向法线靠拢时,反射光束会有什么变化?
生:反射光束也会向法线靠拢。
师:对不对呢?实验探究。
学生实验探究:
师:猜想一下,在光的反射中,会不会入射光束和反射光束重合?
生:会。
师:入射光束与反射光束重合是在什么情况下?
生通过观察:入射光束与反射面垂直时。
师:这时入射角等于多少度?
生:(1)0° (2)90°
(教师强调入射角的定义,明确当入射光束垂直于反射面时,即与法线重合无夹角,故i=0°,此时反射角r=0°)
师:在刚刚的实验中,当入射角增大时,反射角怎样变化?
生:也变大。
师:(提出猜想),即么光反射时,反射角与入射角会有什么关系呢?
生:猜想:可能会相等吧。
师:如何来证实我们的猜想是否正确呢?
生:做实验来探究。
师:如何实验,请同学们讨论一下实验方案后,再阅读P931-P94实验与记录。
步骤:(1)如图(见教材图4-52),在激光仪的分度盘上,读出入射角和反射角的大小2)改变入射光线的方向,观测几组入射角和反射角,并将有关数据填入教材上的表格中。
师:根据实验情况,表格中的数据说明了什么?
生:反射角的大小等于入射角。
师:猜想,在图(教材)3-52中以法线ON为轴线,将白色硬纸板的OB面绕法线ON缓慢旋转,在白纸板上还能观察到反射光线吗?
师:OA面与OB面原来是一个面,当OB面绕法线ON旋转后,是否在一个面上了?
生:不在同一个面上了,变成了二个面了。
师:若实验中能观察到,则说明什么?即入射光线、反射光线和法线在不在同一平面内?
生:在同一平面内。
师:反之呢?
生:入射光线和反射光线、法线不在同一平面内。
师:当OB与OA不在同一平面上时,OB面上不存在反射光线,说明什么?
生:光反射时,入射光线,反射光线,法线在同一平面上。
师:请同学来总结以上实验的现象。
生:①反射角等于入射角 ②反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
③反射光线和入射光线在反射面的同侧,在法线的异侧。
师:同学们总结的很好,以上总结就是光反射时所遵循的规律。
[例题、练一练]
已知反射面和入射光的方向,作反射光线的方向。
师:光不仅射到平面镜上会反射,射到所有的物体上都会反射。如光射到平静的水面、玻璃面、光滑的金属面上都会反射;光射到墙壁、衣服上都会反射。反射时都遵循光的反射定律,所不同的是反射情况不一样。光学中把光滑表面的反射叫镜面反射,精糙表面上的反射叫漫反射。
师:根据光的反射定律,用作图法作出平行光射到光滑表面和精糙表面上的反射情况,看看各有什么特点。
黑板上做图,再放课件(注意:凹凸不平时把每一入射点稍扩大些,作为一块很小的平面镜来处理)
师:镜面反射的条件是什么?
生:平行光线射到光滑表面上。
师:镜面反射的特点是什么?
生:平行光线射入,平行光线射出;只有一个方向有反射光线,反射光线集中,反射光较长。
师:漫反射的特点是什么呢?
生:平行光线射入,反射光线并不平行,而是射向各个方向;反射光较弱。
师:我们为什么能从不同方向看到这些本身不发光的物体?
师生:一般物体的表面是粗糙的,由于太阳光照在物体表面上发生了漫反射,故各方向均有反射光射到眼帘。
布置课后实验:今天晚上大家试一试迎着月光走与背着月光走,看冰与地面哪个亮?试一试在家里,晚上关灯,将一小平面镜平放在一张白纸上,用手电筒的光正对着镜面照射,从侧面看去哪个显得亮?
(大家做前先猜想一下)
师:下面我们共同来研究一下人眼是怎样观察到平面上光所成像的。
(先让学生阅读教材P94,读一读)
三、 请你来总结
1、请同学们回忆一下,今天你看到的实验。
2、今天你学到了什么?
3、今天你证实了多少个猜想是正确的,多少个猜想是错误的。
四、 巩固新课
1、请一位学生讲述反射定律的内容
2、请同学们看着挂图,分别指出,入射角、反射角、入射线、反射线、法线。
3、放电影的银幕白布改用平面镜行吗?为什么?
[ 布置作业]:
课内阅读,生活、物理、社会,光反射现象的应用。
(1) 角反射器
(2) 巨型反射式望远镜。
[课后记]
PAGE§4.1 光的色彩 颜色
教学目标:
1. 亲历光的色散的实验探究过程,知道白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的
2. 通过实验并运用对比的研究方法,简单了解光的混合与颜料的混合的不同
3. 通过阅读和联想,确认光具有能量
教学重点:
光的色散和色光的混合
教学难点:
让学生成功地观察到实验现象,顺利完成本课的两个探究活动
教学用具:
平面镜、狭缝、三棱镜、手电筒、光屏、透明玻璃纸(各种颜色)、颜料
教学方法:
观察、实验
教学过程:
1、 新课引入
为什么我们能看到眼前的世界?是眼睛发出了光照亮了物体,所以物体才被我们看到吗?学完本节之后,我们再来回答这个问题。
板书:§3.1 光的色彩 颜色
2、 新课教学
我们知道,我们人类能在地球上生存,离不开阳光、空气和水。太阳的光芒带给我们光和热。像太阳这样能自身能发光的物体我们就把它叫做光源。
〈板书〉:一.光源:自身能发光的物体。
教师问:“除了太阳是光源,同学们能列举出其他例子吗?”
(根据学生的回答情况,老师做适当总结)
〈板书〉:天然光源:太阳、闪电
生物光源:发光的水母、萤火虫
人造光源:舞台上的灯光、激光束、煤气火焰
过渡:各种光源发出不同颜色的光。光到底有多少种颜色?
实验探究:分解太阳光
过渡:我们看到的阳光是白色的,17世纪前,人们认为白色的阳光是最单纯的,的确是这样吗?
演示实验:
1.光的色散演示
1 一块带有窄缝的遮光板放在幻灯机上,调节幻灯机的镜头,使从平面镜中反射出来的光束大约与水平成60°,并在屏幕上形成一条清晰的狭窄的白光带,将三棱镜安装在铁架台上,并让棱镜可绕轴转动。
②观察:a.白光分解成了几种色光?
b.各种色光的排列顺序
c.与三棱镜的相对位置
3 讨论后得出结论:光屏上从上到下白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,其中红光靠近三棱镜的尖的一端。
2.色光混合成白光的演示
①将另一三棱镜的顶角相对,对应边平行地放在色光的传播路径上。
②观察:在色光经过另一个棱镜偏折后,各种颜色的光相交的区域,又能看到白光
〈板书〉光是由红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫七种颜色组成的。
3.观察色光的混合
活动:让学生分别透过红色,蓝色等玻璃纸观察周围的景物,看一看它们是否还是原来的颜色。
猜测:白色通过红色玻璃纸时看到什么现象?
实验探究1:
在手电筒上蒙一块有颜色(红色,蓝色或绿色)的玻璃纸,让光透过玻璃纸射出,照到白色的光屏上,屏幕上就会出现与玻璃纸同样颜色的光斑。
教师问:“这个现象说明了什么?”
引导学生回答:“不同颜色的玻璃纸将白光滤成和它们同种颜色的色光。也就是说,红色玻璃纸只让红光透过,蓝色玻璃纸只让蓝光透过,绿色玻璃纸只让绿光透过。”
实验探究2:
用两把手电筒演示,将两块不同颜色的玻璃纸(红色,蓝色或绿色)分别蒙在两把手电筒上,将不同色光投影到屏幕上,形成不同色光的交汇。观察交汇处色光颜色的变化。
教师问:“这个现象又说明了什么?”
引导学生回答:“不同颜色的光混合,能够变成另外一种颜色的光。”
〈板书〉:二.光的三原色:红、绿、蓝
介绍光的三原色,见课本信息库材料
4.颜料的混合
学生活动:让学生将红绿蓝三种涂料两两涂在课本P57表中
观察:图中重叠区域的颜色
结论:色光的混合与颜料的混合情况不同
〈板书〉:三.颜料的三原色:红、黄、蓝
简单介绍颜料的三原色,见课本信息库材料
5.光具有能量
①让学生观察教材P57插图
②讨论范例中物体被光照射后产生的变化
〈板书〉:光具有能量
学生列举生活中的例子:(1)激光切割
(2)用凸透镜汇聚太阳光点燃火柴
(3)利用太阳能工作的太阳帽
三.课后练习
课本P58,习题1(课后查阅相关资料)
课后补充资料:
1颜色的心理感觉
不同的颜色会给不同的浏览者以不同的心理感受。一般来讲:
红色--是热烈、冲动、强有力的色彩,它能使肌肉的机能和血液循环加快。
橙色--是欢快活泼的光辉色彩,是暖色系中最温暖的颜色,它使人联想到金色的秋天,丰硕的果实,是一种富足、快乐而幸福的颜色。
黄色--是亮度最高的色,黄色的灿烂、辉煌,有着太阳般的光辉,象征着照亮黑暗的智慧之光。黄色有着金色的光芒,有象征着财富和权利,它是骄傲的色彩。
绿色--是一种非常美丽、优雅的颜色,它生机勃勃,象征着生命。绿色宽容、大度,几乎能容纳所有的颜色。
蓝色--是博大的色彩,天空和大海这辽阔的景色都成蔚蓝色。蓝色是永恒的象征,它是最冷的色彩。纯净的蓝色表现出一种美丽、文静、理智、安祥与洁净。
紫色--是波长最短的可见光波。紫色是非知觉的色,它美丽而又神秘,给人深刻的印象,它既富有威胁性,又富有鼓舞性。紫色是象征虔诚的色相,当光明与理解照亮了蒙昧的虔诚之色时,优美可爱的晕色就会使人心醉!
黑色与白色--是对色彩的最后抽象,代表色彩世界的阴极和阳极。太极图案就是以黑、白两色的循环形式来表现宇宙永恒的运动的。
灰色--在色彩体系中灰色恐怕是最被动的色彩了,它是彻底的中性色,依靠邻近的色彩获得生命。灰色意味着一切色彩对比的消失,是视觉最安稳的休息点。然而,人眼不能长久地、无限地注视着灰色,因为无休止的休息意味着死亡。
了解了七色光中的每种基本特性,我们就可以根据其特性来进行我们所需的色彩搭配。
2关于滤色镜
滤色镜通常是由有色光学或有色化学胶膜制成。使用时将它装置在镜头前或镜头后,用它来调节景物的影调与反差,使镜头所摄取的景物的影调与人的眼睛所感受的程度相近似,也可以通过滤色镜来获得某种特定的艺术效果。滤色镜在摄影创作、印刷制版、彩色摄影及放大和各种科技摄影中被广泛利用。
①滤色镜的种类
由于制作材料的没、色素密度的差异、调整补偿作用的区别以及种种特殊用途,决定了滤色镜的种类繁多。
●制作材料方面的类别
各类滤色镜在制作过程中,根据各种不同的用途和要求,所选用的材料也不相同,制作出来的种类和形状也各种各样。
按制作材料上的区别来看,常见的滤色镜可分为色胶膜、玻璃夹膜和色玻璃三种:
色胶膜滤色片
色胶膜滤色片是一种特制的有色透明化学薄胶色膜。它的优点是透明度很高,颜色种类较多,制作成本较低,尺寸大小可根据需要随意剪裁。在电影摄影机、照相机和放大机中都有应用。但是它没有防污染的保护层,容易弄脏和损坏,遇到高温时色泽容易消褪,不宜长期使用。
玻璃夹膜滤色镜
玻璃夹膜滤色镜是由两片无色玻璃夹一层有色胶膜粘合而成。它的优点是透明度很高,用化学方法制成的色素等级较多,对各种色光具有较高的吸收和通过能力,便于擦拭和保存。在电影摄影、彩色放大机中广为采用,照相机使用这类滤色镜也不少。但是两片玻璃所夹的胶膜,如受潮或受震,容易使镜片开胶或变质;两片玻璃粘合起来厚度较大,如玻璃研磨不精良,还可能引起镜头的焦点发生变化而影响结像的清晰度。
色玻璃滤色镜
色玻璃滤色镜是选用质地优良的有色光学玻璃研磨制成。它的优点是透明度高,研磨厚度较薄,不会改变镜头的焦点,吸收和通过各种色光的能力较强,即使受潮受热,颜色照样保持不变。现代摄影中,普遍彩这种滤色镜。但是由于有色光学玻璃的颜色调制工艺方面的原因,它的各种色素等级不如色胶膜、玻璃夹膜滤色镜那么多。
以上三种滤色镜,最常见的是色玻璃滤色镜和玻璃夹膜滤色镜。此外,还有一种液滤色镜,是将有色液体注入透明器具里,色液的深浅浓淡可随时按照国际固定标准调制。把这种盛有色液的器具置于摄影机镜头前,达到调节被摄物色调的目的。这种色液滤色镜是专门供科学实验室内进行特殊摄影使用的。
●色素密度方面的类别
各种滤色镜的不同颜色,是由各种不同的色素构成的。同一色素的密度不一样,所形成的同一颜色的深浅浓淡也各不相同。按色素的区别,常用的滤色镜可分为黄、黄绿、橙、红、绿、蓝多种。每种颜色的滤色镜,按色素密度的不同,又有深浅浓淡之别,通常用阿拉伯数字标定滤色镜的色素密度,这就是滤色镜的号数。
不同颜色的滤色镜对各种色光的通过率也不相同。同一种颜色的滤色镜,其颜色的浓淡程度不同,对色光吸收和通过程度也有区别,颜色深的吸收多通过少,颜色淡的吸收少通过多。按照滤色镜各色的色素密度可分为弱性、中性和强性三种:
弱性滤色镜
弱性滤色镜只能吸收紫外线和少量的蓝紫光线,其他色光能全部通过,吸收力小,通过率大。所拍摄的照片的影调与被摄物体的色调相比较,没有明显的差别(分色片和盲色片例外)。通常所用的0号微黄和1号淡黄滤色镜都属于弱性滤色镜,使用这种滤色镜,一般不会影响曝光量,大多在照度较弱或被摄物体运动较快时使用。
中性滤色镜
中性滤色镜能吸收大部分蓝紫光线,吸收力较大,通过率略小。所摄取的照片的影调与被摄景物的色调相比较,显得自然适度,达到较理想的效果。通常2、3号黄色与1号橙色及黄绿和淡绿色滤色镜属于中性滤色镜, 是摄影中常用的滤色镜。在拍摄风光、花卉、雪景、建筑物、室外人像和静物时,常常是离不了中性滤色镜的。
强性滤色镜
强性滤色镜能吸收全部蓝紫光线,只能通过所需要的部分色光,吸收力极大,通过率很小。所拍摄的照片的影调与被摄景物的色调比较,反差强烈,对景物颜色的调节超越了自然状态。通常2、3号橙色,4号黄色、深绿色和2号红色等浓颜色的滤色镜属于强性滤色镜。用它拍摄远景风光,能消除空气透视中的薄雾,使远景分外清晰。
●调整补偿方面的类别
各种滤色镜对各色光线的吸收和通过的作用,主要是用于调整感光材料的感色性能,使之能达到与人眼对各色所感受的程度,或者为了使某一种颜色得到突出的表现。按滤色镜对感光材料的调整作用可分为均匀调整、部分调整和单一调整三种:
均匀调整滤色镜
均匀调整滤色镜能够对光谱中的蓝紫光线加以限制,让其他各色光线等量通过,均匀地调整感光材料的感色性能,使之接近于人眼的感色程度。摄影常用的各种滤色镜之中,中黄和和黄绿色滤色镜(浓黄除外)就属于均匀调整滤色镜。
部分调整滤色镜
部分调整滤色镜是颜色较浓的红、绿、蓝滤色镜,每种滤色镜只能通过同一颜色或近似同一颜色的光线,其他各色光线大多被吸收,对感光材料的感色性能起到部分调整的作用。如想让被摄景物的某种颜色在照片影调中得到突出的表现,可选用这类滤色镜。例如拍摄绿叶衬托的红花,应选用红滤色镜,可获得花明叶暗的效果,红花得以突出。
单一调整滤色镜
单一调整滤色镜的吸收力极大,只能通过波长范围极小的光线,对于光谱中的色光,除与滤色镜同一颜色的光线外,其他各色光线全部被阻止,形成一片黑暗。这种通过单一色光的滤色镜,是供科学研究摄影专用的。
●特殊用途方面的类别
通常所说的滤色镜,一般都是有色的,并且多是颜色不太浓重的单色。除此而外,还有无色的、特浓单色的、多色的、一半有色一半无色的和四周有色中心无色的滤色镜,是为特殊用途而制的。如紫外线滤色镜、红外线滤色镜、三原色滤色镜、天光滤色镜、雾镜和中性灰色镜、星光镜、又色镜、漫射镜、光芒镜等。
紫外线滤色镜(简称UV镜)
紫外线滤色镜大多是无色的,也有略呈微红或微黄色的。紫外线对影像清晰程度影响很大,加用这种UV滤色镜,可吸收紫外线。在紫外线较多的高山摄影中,UV滤色镜是必备的附件。无色的UV镜损失光线很少(约10%),使用时不需要额外增加曝光量,如与其他滤色镜合用时只需计算另一种滤色镜的曝光因数即可;微红或微黄的UV镜,其因数是1。
现代彩色感光胶片,不论是负片还是反转片,都在乳剂中加入了新型的防紫外光物质。使用这种防紫外光彩色感光片,如果不是在紫外线较多的高山或高原等环境中拍摄,在通常的条件下,大都不加用UV镜,而加用天光镜。
天光滤色镜
现代摄影常用的天光滤色镜有IA和IB两种,是专为彩色摄影中减少不悦目的天空青光而设计的,呈极淡的粉红色或淡橙色。它对光线没有阻光因数,黑白摄影也可以使用。通常可以长期加在镜头上,兼作保护镜头之用。
还有一种天光镜是专为调整天空亮度而设计的,镜片的上半部为有色,下半部是无色的。这种天光滤色镜可以调节天空亮度与地面景物的影调比例。在风景摄影中,用黄色部分来限制天空的蓝紫光线,无色部分使地布景不物的光线全部通过,可获得天空和地布景不物感光均匀、表现适度的效果。用天光滤色镜拍摄逆光风景照片,效果尤佳。使用这种滤色镜拍摄风景时,以天空部分少于地面景物为宜,曝光时毋需考虑增加曝光量。
红外线滤色镜
红外线滤色镜是浓重的深红色。能吸收光谱中的全部可见光线,只能通过肉眼看不见的红外线,供红外线摄影专用。
三原色滤色镜
三原色滤色镜是用两片无色玻璃将红、绿、蓝三原色胶膜夹在中间粘合而成,两端红、蓝两色略宽于中间的绿色。彩色电影出现的初期,在电影摄影中拍摄三原色彩色片曾用此类滤色镜。
雾镜
雾镜是一种特制的滤光镜。其外形类似极细微的靡砂玻璃。在风景摄影中加用雾镜,能啬空间纵深感和空气透视感,加强了雾的效果。在侧光或逆光摄影中加用雾镜,效果最佳,雾的气氛最浓厚;如在顺光中加用雾镜,效果极差,几乎没有雾的气氛。运用雾镜一般不必增加曝光量。
中性灰滤光镜
中性灰滤光镜对各种波长的光线不加选择地普遍吸收,能够降低被摄景物的亮度,达到适应曝光组合的需要,它不影响景物的颜色反差。在电影摄影中,摄影机的速度是固定的,如遇到海滨、沙漠、雪地等明亮的环境,光圈收缩到最小仍要曝光过度,这时为了压低亮度,就需要选用不同密度的中性灰滤光镜。曝光量的大小以滤光镜的密度而定,密度愈大,需增加的曝光量愈多。还有一种局部呈中性灰、其余部分是透明的滤光镜,它的作用是局部降低明亮景物的亮度,在使用时往往不需增加曝光量。
②滤色镜的性能
各种滤色镜对光谱中的各种光线具有吸收、通过和阻止的功能。光线被吸收的少,则通光量就大,负片上曝光多、密度较大,表现在照片上的影调浅淡;光线被吸收的多,则通光量就小,负片上曝光也少、密度较小,表现在照片上的影调浓重。当光线全部被吸收时,通光量相当于零,负片就不能感光,其密度达到透明程度,照片上就变成黑暗一片了。
各种颜色的滤色镜,都是对与本身颜色相同或近似的色光通过量大,对其他各色光线则部分吸收或全部吸收。滤色镜的颜色不同,其吸收、通过的范围和程度各不相同。摄影中常用的几种滤色镜对光谱中可见光的吸收与通过情况如下:
●黄滤色镜
黄滤色镜能使黄、橙、绿、红诸色光(光谱中波长(565~700毫微米)得到不同程度的通过,其中黄色光通过量最多;吸收的是青、蓝、紫色光(光谱中波长400~500毫微米)。它适用于全色片和分色片。黄滤色镜按色素等级分为略黄、淡黄、中黄和深黄多种,在摄影实践中应用最广泛,一般拍摄带有蓝天白云的雪景、海滨和远景风光,日光中拍摄人物肖像以及某些产品的静物摄影和翻拍资料等,可根据需要选用不同号数的黄滤色镜。
●红滤色镜
红滤色镜能使红、橙、黄色光(光谱中波长565~700毫微米)得到不同程度的通过,其中红色光通过量最多;吸收的是绿、青、蓝、紫色光(光谱中波长400~565毫微米)。它只适用于全色片。通常为消除远景风光或雪景中的尘埃和薄雾,拍摄红色、棕色或褐色为主的物体,或为肤色较黑的人拍摄肖像和翻拍古书画等文献资料,均可选用不同号数的红滤色镜。深红滤色镜则是供军事、航空、医学及物理实验等红外线摄影专用的。
●绿滤色镜
绿滤色镜能使青、绿、黄、橙色光(光谱中波长470~620毫微米)得到不同程度的通过,其中绿色光通过量最多,青、橙色光通过量极少;吸收的是蓝、紫、红色光(光谱中波长400~470和620~700毫微米)它在分色片中使用极少,多用于全色片。使用特快全色片,在红、橙色灯光下拍摄红、橙色为主的物体时,由于特快片对红光较敏感,为使被摄影物色调均匀,可加用淡绿滤色镜。一般在拍摄高山风光、田野风景、药草景物、翻拍红橙色的古书画,或在人造光下拍摄静物和人像特写时,可选用不同号数的绿滤色镜。
●蓝滤色镜
蓝滤色镜能使蓝、青、紫色光(光谱中波长400~500毫微米)得到不同程度的通过。其中蓝色光通过量最多;吸收的是红、橙、黄、绿色光(光谱中波长500~700毫微米)。全色片和分色片均可使用蓝滤色镜。灯光中红、黄色较多,蓝色光偏少,如在灯光下拍摄,为弥补蓝色光的不足,可加用蓝滤色镜对红、黄色光适当地加以吸收。
滤色镜具有吸收和通过的功能,运用它的目的就在于校正和调节景物的色调反差,使景物的色调与照片上的影调和谐自然。
●滤色镜与景物的色调
我们已经知道,各种色光通过不同的滤色镜,可以在感光片上产生不同的效果;被摄景物的不同颜色可以在照片上形成不同程度的影调。如果对滤色镜与被摄景物的颜色之间的关系掌握不当,就可能使被摄景物的正常色调反差在照片上遭到歪曲和破坏。在摄影中,为了达到预期的某种艺术效果,可为了突出表现某一色调的景物,在影调处理中常常采用深浅影调相互衬托的手法,或以深衬浅,或以浅托深。
滤色镜对景物各种颜色的阴暗衬托作用可列表如下:
景物颜色 使景物颜色明亮的滤 色 镜 使景物颜色深暗的 滤 色 镜
红 红或深红 蓝或绿
橙 橙或浅红 蓝或绿
黄 黄或橙 蓝
绿 绿 红或蓝
青 蓝 红或绿
蓝 蓝 红或绿
紫 蓝 红或绿
滤色镜对被摄景物的色调反差具有调节和校正作用,如果调节校正适当,可达到人眼对景物颜色所感受的程度,如果调节校正过度或不足,则要歪曲景物的正常色调反差。例如:用全色片拍摄“蓝天白云中票据的红旗”,如果加用中黄滤色镜,就成为灰天白云衬托着浅灰的旗,影调反差是正常的,这就是调节校正适当;如果改用红滤色镜,则成为黑天白云衬托着白色的旗,影调反差过强,这就是调节校正过度;如果改用0号或1号略黄或淡黄滤色镜,就变成淡灰色的天空与不明显的云托着淡灰色的旗,影调反差太弱,这就是调节校正不足。
③滤色镜的用途
●消除尘雾
在自然界中,大气层里充满了大量的极细微的尘料和水蒸气,形成尘雾。日光中的蓝、紫光线透过这些尘雾时,被大量散射,使远处的景物产生一种模糊朦胧的状态。距离愈远,模糊的程度愈大。在这种情况下,如拍摄远处景物,由于感光胶片对尘雾中所扩散的蓝、紫光线极为敏感,所拍摄的远处景物影像就不够清晰。
为了使远处景物能达到影像清晰,就需要选用能够吸收和减弱蓝、紫光的滤色镜。一般来说,色泽较深的黄、橙或红滤色镜,可以吸收尘雾所散射的蓝、紫光线,使远处景物获得清晰的影像。
●调节反差
由于感光片对光谱中各种色光的感色性能各有差异,景物的不同颜色,通过曝光之后体现在照片上的黑白灰影调深浅各不相同,表现为反差不足或反差过强。在摄影中有时为了对景物的某一部分颜色加以调节,龛它体现在照片上的影调能够得到加强或减弱,就需要选用适当的滤色镜来增强或减少这一部分色光的通过量。这就是滤色镜调节反差的用途。
在冬季拍摄带有蓝天绿松树的雪景,白雪与蓝天、绿树的反差极为悬殊,如加用浅绿滤色镜,可获得反差比较谐调的效果。如用全色片拍摄黄底红字的物体,通过黄色光的绿滤色镜,能使黄底明亮,红字发黑,字迹就十分突出。反之,如加用红、黄色光均能通过的橙、红滤色镜,就减弱了反差,使黄、红两色均呈浅灰色,字迹则不明显。在阳光下拍摄人物肖像,为了调节人物面部亮度与天空亮度的反差,常加用黄滤色镜,可获得正常之影调。
●表现云天
在室外进行摄影活动,大多都离不开对云天的表现。蓝天白云或满天灿烂的云霞往往使一张普通的风光照片增色生辉;在日常拍摄纪念照片时,人们也喜欢用“蓝蓝的天上飘着白云”作为背景。
为了表现蓝天白云,可加用黄滤色镜,它对蓝天和白云的光线都有吸收作用,但对蓝天中的蓝、紫光吸收阻止较多,在照片上表现为较深的暗灰色影调;对白云的光线吸收较少,使白云在照片上暗灰色的天空中显得突出。
如果加用橙、红滤色镜来表现云天,可使蓝天更暗,白云更突出,但往往给人一种不自然的失真感觉。所以在一般情况下,不宜用红、橙滤色镜表现蓝天白云,除非是要创造某种特殊艺术效果。
●剔除颜色
在拍摄有色物体时,如需要将其中某一种颜色剔除或减少,可选用与这种颜色相同的滤色镜,使要剔除的颜色大量通过,在照片上则表现为白色,就起到了消除的作用。如拍摄被某种颜色所污染的物品,想剔除污染的颜色,可加用与此色相同的滤色镜,即可获得满意的效果。
●校正色光
有时用黑白胶片在灯光条件下拍摄,由于灯光中红、黄、橙色光过多,蓝、紫色光太少,可根据需要加用蓝滤色镜吸收过多的红、橙色光,相对弥补了蓝、紫色光的不足。在拍摄红花绿叶时,加红滤色镜,花明叶暗;加绿滤色镜,则花暗叶明。
在彩色摄影中,为使景物的各种颜色能够在彩色感光片上达到色彩平衡,常选用起校色作用的滤色镜来校正色光。
●特殊效果
在室外强烈的日光下,使用全色片加用深红滤色镜,可获得月夜的效果;如将深红滤色镜与偏光镜合起来使用,能够进一步加强夜景气氛。在电影中拍摄外景时,常用此法来创造室外夜景效果。
●降低亮度
在一些光线过分明这的环境中,如海滨、雪地、沙漠等场合,尽管曝光组合已达到极限(即光圈已收缩到最小一级,快门速度也调整到最快一档,在电影摄影中速度是固定的),仍无法做到曝光适度,为了使景物的亮度适应曝光组合,就需要选用能够降低亮度的中性灰滤光镜,将景物的这度普遍降低,达到可以适应曝光所需要的亮度。有时为了降低天空或背景部分的亮度,常采用半截中性灰滤光镜来局部降低亮度,使地面景物的亮度不变。这种降低亮度的中性灰滤光镜在电影摄影中是不可缺少的。
PAGE“平面镜”教案
【教学目标】
1. 理解平面镜中成像的主要特点,知道实像与虚像的区别,了解平面镜在实际生活中的应用。
2. 引导学生努力形成通过观察提出假设、制定探究计划、动手操作、收集证据和分析概括等多方面研究能力;学会与他人分享探究成果,并初步形成甑别假设,调整探究计划的意识。
3. 通过领略平面镜成像中的简洁对称美,培养学生学习物理的兴趣,增进对物理学的探索欲望。
【探究目标】
探究平面镜中成像的主要特点是:虚象;像与物大小相等;像与物到镜面的距离相;像物连线与镜面垂直等。(即像物关于镜面对称)
【设计思想】
1、 创造条件让学生自己进行充分的探究,引导学生努力形成通过观察提出假设、制定探究计划、动手操作、收集证据和分析概括等多方面研究能力。
2、 培养学生的科学素养,鼓励学生进行交流和讨论,帮助学生学会与他人分享探究成果,以及能准确评价自己和他人的研究工作。强化学生及时调整探究计划的意识。
【教学用具】
平面镜,玻璃板,棋子,自制万花筒,自制魔术箱,自制潜望镜等。
【教学重点难点】
重点:平面镜成象的特点
难点:虚像的概念
【教学方法】
观察、猜想、实验、讨论等综合探究式教学方法
【教学过程】
(1) 新课引入
1学生观察平面镜中的像
2观察万花筒中的像
3魔术箱表演
通过上面的三个动手实验,激起学生探索新知识的强烈兴趣。
(2) 新课教学
1、平面镜的概念:
——表面是平的镜子叫平面镜。
2、分组操作书P67页实验并观察、思考、讨论:
(1) 在玻璃板前能否看到棋子A的像?
(2) 在玻璃板后面能否看到棋子A的像?
(3) 移动B棋子能否与A棋子的像重合?
(4) 用一张白纸放在B棋子的位置上,白纸上能否出现棋子A 的像?
[结论]平面镜成的像能被人看见。但不能在屏幕上呈现。
[板书]能被人看见但不能在屏幕上呈现的像叫虚像。
(1) [提出猜想]平面镜的像的特点:
(2) 像与物大小相等。
(3) 像物到镜面距离可能相等。
(4) 像物连线可能与镜面垂直。
……
[实验验证]
(1) 观察比较像与棋子的大小。
(2) 量出棋子A与棋子B 到镜面距离并比较。
(3) 作出AB连线和镜面位置,看是否垂直。
……
[评价讨论]
(1) 各组同学的探究结果汇总,总结并判断是否正确。
(2) 其他特点的猜想、验证、探究。
[结论]平面镜成的是虚象;像与物大小相等;像与物到镜面的距离相等。(即像物关于镜面对称)
用“对称法”作平面镜中的像
例:
[注意]辅助线及虚象要画成虚线。
3、平面镜成像的应用:
(1) 简单介绍平面镜发展史(课课练P48)。
(2) 平面镜在医学、军事上的应用( 医用反光镜和军用潜望镜)。
(3) 平面镜使用不当引起的“光污染”。
4、讨论两个日常生活中的现象:
(1) 影子和倒影的区别。
(2) 捞不到“水中月”、摘不到“镜中花”的道理。
(三)、课堂小结
学生小结:
1 平面镜成的是虚象
2 像与物大小相等
3 像与物到镜面的距离相等
4 物体向镜面靠近,像的大小不变
5 平面镜比成像物小很多时,成的像还是与物等大的完整像
6 利用“对称法”可以作平面镜成的虚象
(四)巩固练习:
①“F”在平面镜中的像是 。
②某同学正对一竖直悬挂的平面镜靠近,他镜中的像的大小将 。(变大,变小,不变)
③分析“魔术箱”看上去是空的原因。
(五)、布置作业
1、课后实践活动
自己制作“潜望镜”和“魔术箱”。
2、完成“物理学习指导”P90页“WHAT WHY HOW”。
附一:板书设计
附二:教学建议
1、 实验中可以用蜡烛替代棋子,并且在蜡烛上插一根牙签,可以在实验中演示出像的左右对调的特点。
2、 玻璃板一定要竖直放置,尽量用半透明的玻璃板,使成的像比较明显。
3、三,光的直线传播
教学目标:
知识与技能
1, 通过探究,归纳得到光的直线传播规律,进而能用光的直线传播来理解小孔成像、日食、月食、等现象。
2, 了解光的传播需要一定的时间,知道真空中、空气中的光速,理解激光测距的原理。
3, 了解我过古代在光现象研究上的成就,知道中国文明对科学发展作出的贡献。
过程与方法:
本节课主要是通过对演示实验的观察,思考对所学知识点不断的深化补充。
情感态度,价值观
关注人文教育,学会用所学的知识点解释实际生活中出现的现象和问题。
重点、难点
本节课的重点和难点都在于光是怎样传播的。采用的方法是通过对演示实验的观察思考,教师加以必要的引导。
实验器材:
教师器材:吸管、玻璃缸、酒精灯、激光光源、铁架台、烧杯、水、刻度尺
课件:投影片。
教学过程:
教师活动 学生活动 点评
投影一张照片。推测一下,是什么时候拍的照片?推测的依据是什么?我们可以通过影子的方向,长短来判断一天大概的时间,聪明的我国古代劳动人民已经注意到了,并发明了一种记时工具日晷就是利用影子来判断的。通过观察,你能提出哪些问题投影日晷猜想,你觉得影子是怎样形成的?板书:光是怎样传播的?投影,树林里的晨光演示光在空气的传播。设计一个实验验证光是沿直线传播的。思考:在水,玻璃中的传播是否也是直线呢?实验:将激光束射入有牛奶的水中,观察到了光的直线传播。将激光束射到玻璃中,观察到光是沿直线传播的。实验:将激光束打在墙壁上,看到一个亮点,然后用酒精灯对激光束加热,你们看到了什么?实际生活中我们有没有遇到过这样的情况呢?举例说明。问题:为什么会出现这个现象的。那么刚才的结论你是否能提出要补充的条件?把所有的条件加在一起,总结光是怎样传播的。思考:是否能用我们已经学习的知识来解释日食和月食现象?3,投影:日食和月食太阳 月球 地球讲到光的传播,我们不由想到,传播快慢问题,在一个黑暗的房间里,你打开灯,你是否能感觉出来哪里先亮,哪里后亮?问题:是否说明光的传播不需要时间?阅读P87这个仪器是用来做什么的?投影激光测距仪板书:光在真空中传播的最快,速度为3×108m/s课后问题思考:影子在实际生活中有哪些应用和危害?怎样消除影子,实际操作一下。做以下小孔成象的实验,写出看到了什么,探究出什么样的结论? 回答:是下午拍摄的。因为观察影子的方向和长度得到的。回答:影子的形成说明了什么?影子为什么会变长变短呢?回答:光射不过去,因为人是不透明的。由于光的直线传播。回答:光在空气中是沿直线传播的。结论:光在空气,水,玻璃中是沿直线传播的。回答:看到光在抖动,回答:在火光的一侧观察另外一侧,会看到景物在抖动。回答:说明光的传播方向发生了变化。回答:光必须在均匀物质中才能沿直线传播。回答:光的传播方向发生了改变。必须要在同一种物质中。光在同一中均匀物质中沿直线传播。回答:不是,而是光传播的太快了,传播的时间非常的短,人们无法观察到。回答:测量光速的。 引导学生观察,并通过日晷这个简单最古老的记时工具进行人文教育。引导学生观察和思考。得出科学的结论。在前面结论的基础上,进一步观察,得出结论。这里有学生会认为是温度对光的传播方向有影响。这个时候教师要引导温度使空气分布不均匀了。同过层层深入,最终得到了我们需要的结论。这里学生只能大致的画出太阳,月亮,地球的位置。但是由于他们对距离把握不准,所以很难把图画出来,这里的难度大了一些。
教后感:本课层层深入,主要通过对教师演示实验的观察对光是怎样传播的这个不断的完善和补充。最终得到我们所需要的结论。内容不多,关键在于对实验的现象所提出的猜想,以及验证。这个就是感觉从光的直线传播到光速的转化过程不是很自然。另外在做日食、月食的图中,因为距离画的不到位导致学生自己画图得出发生日食、月食的位置有点困难。“光的直线传播”教案
【教学目标】
1、知道光在同种均匀介质中沿直线传播,并能用来解释简单现象;知道光在真空中的传播速度。
2、培养学生初步的观察能力、分析概括能力、探究能力和应用物理知识解决简单问题的能力。
3、培养学生学习物理的兴趣,实事求是的科学态度。
【探究目标】
探究光的直线传播
【设计思想】
主要以科学探究活动来围绕光的直线传播展开
【教学用具】
激光电筒,肥皂水,玻璃砖,有关日食月食录象资料,易拉罐制作的小孔成像演示仪。
【重点难点】
光的直线传播原理,运用光的直线传播的知识解释实际现象。
【教学方法】
猜想、实验、讨论等综合探究式教学法
【教学过程】
一.新课引入
1、什么是光源?
2、常见光源有哪些?
二.新课教学
1、光的直线传播教学
[导语]用VCD播放自己所摄资料,从三组游戏中发现问题—影子是怎样形成的?(为了减轻学生思维难度可提问:假如光线能拐弯,物体背后还能有影子吗?)
[观察光现象]
课本图3—29林间的光柱,图3—30光在水中传播,演示激光电筒射向肥皂水看传播路线。
[学生归纳总结]
光在空气中沿直线传播——气体中
光在水中沿直线传播——液体中
[提问并探究]光能在固体中传播吗?
激光射向玻璃砖(或其他固体透明物),发现在玻璃砖中光也能传播,且沿直线传播。
[教师引导学生总结]
光在同种均匀介质中沿直线传播[板书]
[学生联系生活实际举例]哪些事例应用了光的直线传播这一原理?
如:射击时“三点一线”,排队,种树,木匠单眼判断木材是否笔直等。
[教师介绍并演示]小孔成像实验,介绍墨翟及其贡献。
[教师指导阅读“生活、物理、社会”并观看录象资料“日食与月食”]从中了解光的直线传播的自然科学与人文科学等方面的作用及讨论“日食”、“月食”中太阳、地球、月亮三者的位置关系。
2、光速的教学:
[学生阅读 P65男女同学情景对话]猜测谁说得对。
[教师介绍有关知识]我们看到的太阳光大约是8min前从太阳发出的,我们看到的织女星的光大约是数年前发出的,发一束激光到月球约化时1.28s,科学研究表明光传播也要化时间。光每秒传播的距离是3×108m,即3×105km。
[板书]v光=3×108m/s=3×105km/s
[讨论]闪电与雷声是同时发生的,为什么先看到闪电后听到雷声(从速度关系考虑)?
[结论]光在不同的物质中传播速度是不一样的,常见情况如下示:v真空>v空气>v水>玻璃。可见光与声音不同,它没有介质亦可传播。
[学生根据光速思考并计算光在一年中通过的路程]介绍“光年”这一长度单位,1l.y.= 3×105km/s×365×24×60×60s=9.46×1012km。
[学生阅读]用激光制成的测距仪。
三.课堂小结(投影)
1.光在同种均匀介质中沿直线传播
2.影子是物体后面光线达不到的区域
3.小孔成像
4.光速
5.光年
四.巩固练习
1、下面现象中与光的直线传播无关的是( )
A、两点间直线最短
B、集合排纵队时,站在后面的同学如果只能见到前面的一个同学,其他人均被遮挡,则此队伍站整齐了
C、用激光机校正掘进机打山洞,可使山洞打得很直
D、木匠刨木料时,将木料拿起,用一只眼看去,如果木料边缘在一直线上,说明木料刨直了
2、关于日食和月食的成因,下列说法正确的是( )
A、月亮挡住太阳光在地球上形成的暗区就是日食
B、月亮挡住太阳光在地球上形成的暗区就是月食
C、地球挡住太阳光在地球上形成的暗区就是日食
D、地球挡住太阳光在地球上形成的暗区就是月食
3、下列实例中,不属于光在均匀介质中沿直线传播的是( )
A、小孔成像 B、日食和月食
C、影子的形成 D、水中的筷子变弯了
五.布置作业
1. 指引用书85页。
2. 探究蜡烛与易拉罐的距离改变如何影响小孔成像像的大小。
附一:板书设计
1.光在空气中沿直线传播
光在水中沿直线传播
光在固体沿直线传播
则:光在同种均匀介质中沿直线传播
2.光在真空中最快每秒传播的距离是3*10 8米
光在不同的物质中传播速度是不一样的,常见情况如下示:v真空>v空气>v水>玻璃。
1l.y.= 9.46×1012km。
附二:教育建议
1.本节课,首先要做好前期准备工作,组织部分学生
开展如下几项游戏并摄录下来:
①找影子——学生们很快能找到多种不同的影子,如树林的影子,建筑物的影子,甚至学生自己的影子。
②踩影子——学生很快就会发现影子似乎总不能踩在脚下,留下悬念。
③组织住校生上夜自修时,关掉电灯,点燃准备好的蜡烛,做手影游戏,学生们会发现手影会随手形改变,留下悬念。
2.为了与以后教学相衔接可介绍“光线”的概念并简要作出日食月食的示意图。4.5 光的反射
课 型 新授
教学目标 会描述反射现象、理解反射定律,知道镜面反射,漫反
射。能进行光的初步探究。
设计思想 通过探究,了解探究的方法、过程,提升探索能力,会
用身边的器材进行探究实验。
重 点 反射定律
难 点 通过师生共同的探究活动得出反射定律的内容
教学方法 指导探究(师),边探究边学习(生)。
教学有具 平面镜、激光小手电、数学用大量角板,平白板纸(6~8组)
附 件 投影片3张
课 时 1课时
教学过程
一、新课引入:
请一位同学描述孩提时玩平面镜(小镜子)将太阳光反射入室内的情形:得一光斑、晃动镜面时光斑快速移动,引起讨论:此过程中,光是如何行进的?
[活动]将室外太阳光反射入室内墙上,得一亮斑。
[探讨]光射到镜面后,会被反射出去,反射出的光到达墙面,形成亮斑。
二、新课教学:以上现象,称为反射现象。
1、[板书] 反射现象内容
[说明] 反射现象很普遍,如,平静的湖面某处闪光、平面镜成像,我们能看到本身不发光的物体等,均是由于反射引起的。
2、[阅读] 图3~51,知道并记住图中有关反射的术语及字母。
(投影1)强调:二角是光线与法线的夹角。
[问题] 光的反射有什么规律吗?
[演示] 用图3~52中器材及激光小手电演示,当入射光偏离(或靠近)法线时,反射光也将偏离(或靠近)法线,即,入射角增大(减小)时,反射角也将增大(减小),提出问题即猜想:反射角和入射角相等吗?
[探究] 先安排分组(6—8组),时间约在10分钟以内。
⑴让量角器竖直置于水平放置的平面镜上,用小手电紧贴板面射出红光,板上留有痕迹,小心地找到反射光。
⑵读出入射角、反射角的度数,填入表中(投影2),为可信起见,入射光偏离,靠近法线各做一次得三组数据。
次数 入射角i 反射角r
1
2
3
⑶各小组交流讨论,反射角等于入射角。
3、入射光、反射光的位置还有什么特点呢?
[演示] 利用3~52活动白纸板证明:入射光、反射光在同一平面内,分别位于法线的二侧。
4、[讨论] 完整描述反射规律(提示,关键讲清三线二角的关系)
[板书] 反射规律内容,以上规律,任何光线反射时均遵守,故又称反射定律。
5、[探究训练]
⑴若光垂直射到镜面,将如何反射,反射角、入射角各为多少度?
⑵若光沿BO入射,是否按OA方向反射?(初步验证光路可逆)
三、小结:
⑴反射现象、反射规律,记忆时可图文并记。
⑵作图介绍,镜面反射、漫反射、并举例。
四、课堂练习:
⑴用规范方法作光路图
例:已知入射光作出反射光。
强调规范。(投影3)
⑵[阅读] 人眼是怎样观察到平面镜所成像的(p72页,读一读)
五、布置作业:
⑴观察生活中的反射现象,分清镜面反射、漫反射。
⑵思考:电影银幕为何不用平面镜,而用粗糙的白布?
板书设计
光的反射
1、反射现象
2、反射定律
镜面反射
漫反射
教学建议
1、本节探究活动主要安排学生研究入射角、反射角的大小关系,这对于学生弄清二角的位置及大小变化有很大帮助。实验中,平面镜要水平放置,量角器要竖直,红色痕迹要小心调整才能找到,但可能不是很长,可用粉笔延长。
2、三线共面较为抽象,学生缺乏面的知识,故由教师演示,并作必要的补充和解释。
3、
PAGE1、 光的色彩 颜色
【教学目标】
1 历光的色散的实验探究过程,知道白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。
2 过实验并运用对比的研究方法,简单了解光的混合和颜料的混合的不同。
3 通过阅读和联想,确认光具有能量。
4 体验并初步学会运用对比的研究方法。
5 通过课前活动,锻炼学生与人交往的能力和收集资料的能力。
6 通过分组活动及分组实验,培养合作意识及实验能力。
7 激发学生进一步探求颜色之谜的兴趣,使学生领略色彩世界的缤纷多彩,感受到热爱自 然、亲近自然的美好情感。
【重点难点】
光的色散、色光的混合和颜料的混合的探究活动。
【教学用具】
装饰用彩灯,棱镜,舞台灯光用透明胶片(红、绿、蓝各一张),光屏(白纸),投影仪,铁架台,带狭缝的挡光板,平行光源,凸透镜,红、绿、蓝玻璃纸(书中提供),红、绿、蓝颜料,毛笔,调色板、水等。
【设计思想】
通过学生亲历实验探究学习过程,调动学生主动参与教学,使学生真正成为教学活动的主体。通过查阅资料和调查研究,领略光的世界和颜色世界的缤纷多彩。
1 学生展示调查结果,将学生置于课堂教学的主体地位;
⑵ 通过运用对比的研究方法,加强对学生的思维方法的训练;
⑵ 通过教师有序的组织教学,培养学生的合作能力。
【教学过程】
一、新课引入
1.课前探究活动
自学问题:
⑴ 什么是光源?列举常见天然光源和人工光源。
⑵ 发光的物体是否都是光源?
把班级同学分成5个小组,每组选出一个组长,选取下面某一专题进行活动。
查阅资料、走访调查、收集材料:
⑴ 收集有关灯光的色彩资料,了解灯光在不同场合的应用和灯光装饰。
⑵ 发现和描述自然界中缤纷多彩的光源。
⑶ 到美容院调查染发颜色信息,并收集一本头发颜色卡。
⑷ 收集立邦漆颜色资料,最好能提供一本色卡。
⑸ 收集各种不同颜色的布头,并标出颜色名称。
2.阅读:请一位同学朗读书P53面《在明媚的阳光下》日记。自然界中的色彩真是异常的丰富,缤纷的色彩美化了我们的生活,带给我们无处不在的艺术享受。课外,同学们已收集了很多有关色彩的信息,现在请大家分别来展示自己的成绩。
请第一组和第二组同学介绍丰富多彩的光;其它组的同学展示收集到的丰富多彩的材料。
点亮课前挂在室内的彩灯,让学生观察感受光的色彩。
3.光源:自身能发光的物体叫做光源(light source)。光源分为天然光源和人造光源。
发光的物体不一定都是光源,如月亮、放电影的银幕等。
光有各种不同的色彩,17世纪前,人们以为白色的阳光是最单纯的,真是这样吗?让我们通过实验来研究这个问题。
二、新课教学
1.实验探究活动一:分解白光
⑴ 教师演示1:
用一块带有窄缝的遮光板放在投影仪上,调节镜头,使从平面镜中反射出来的光束大约与水平面成60度角,并在屏幕上形成一条清晰狭窄的白光带,将三棱镜安装在铁架上,并让棱镜可绕轴转动。演示前,调节好投影仪与屏幕间的距离;演示时,调节三棱镜高度并转动三棱镜,可观察到屏幕上白色的光带被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的七色光谱。
⑵ 学生探究1:
指导学生利用三棱镜将平行光源发出的光色散,仔细观察分解得到的色光排列次序和与三棱镜的相对位置。
⑶ 结论1:
① 白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。
② 白光通过三棱镜后分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象叫做光的色散。
2.实验探究活动二:观察色光的混合
⑴ 教师演示
在演示光的色散的基础上,教师用凸透镜将各种颜色的光会聚起来,在色光的交会处观察混合成的白光。
⑵ 学生探究
指导学生在光的色散的基础上,用凸透镜将各种颜色的光会聚起来,在色光的交会处观察混合成的白光。
⑶ 结论:七种色光可混合成白光。
⑷ 学生探究
① 让学生分别透过红、绿、蓝三色玻璃纸观察书P55的图片和周围的景物,看一看它们是否还是原来的颜色。接着启发学生提出猜测:当白光通过不同颜色的玻璃纸时会出现什么现象?
② 指导学生在平行光源前分别蒙上红、绿、蓝玻璃纸,主从玻璃纸射出的光照到白色光屏上,观察屏上光的颜色。
③ 结论:红色玻璃纸只能通过红光;蓝色玻璃纸只能通过蓝光;绿色玻璃纸只能通过绿光。
⑸ 问题:将红、绿、蓝中任意两种色光射到白纸上,相互重叠的区域是什么颜色呢?
⑹ 教师演示:
在两架投影仪上各放一片不同颜色的透明胶片,将不同色光投影到屏幕上,转动镜头,使不同色光在屏幕上交会,学生观察交会处光的颜色。
⑺ 结论:
红光与绿光混合产生黄光,红光与蓝光混合产生品红色光,蓝光与绿光混合产生青光。
红、绿、蓝三色光按不同比例混合,能产生任何一种其他颜色的光,我们将红、绿、蓝这三色光叫做光的三原色。
3.实验探究活动三:颜料的混合
我们已初步了解了光的三原色的混合规律。而作画时使用的颜料,也有各种它们的混合和色光的混合情况是否相同呢?
⑴ 学生探究:
指导学生在调色板上将红、绿颜料混合起来,观察混合后的颜色;在调色板上将红、蓝颜料混合起来,观察混合后的颜色;在调色板上将蓝、绿颜料混合起来,观察混合后的颜色。
注意:在进行颜料混合时,用少量水调和两种颜料,使之混合均匀,做完一次混合后,要将毛笔洗净,再进行下一次混合。部分学生没有调色板,可直接在书上的圆圈内混合。
⑵ 结论:
① 通过对比色光和重叠区域的颜色,发现颜料混合与色光混合的情况不同。
② 红、绿、蓝不能做为颜料的三原色,颜料的三原色是红、黄、蓝这三种颜色。
③ 寻找几个事物共同点或不同点的研究方法叫做对比,这是一种常用的研究方法。
4.阅读联想:
光具有能量:学生先观察教材中的插图,理解光具有能量,这种能量叫做光能。教师举例说明光能可以转化为电能、内能、化学能:太阳能热水器将光能转化为内能,太阳能电池将光能转化为电能,植物的光合作用将光能转化为化学能。
三、课堂小结
⑴ 光源:自身能发光的物体叫做光源。光源分为天然光源和人造光源。
⑵ 太阳光是由:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的。
⑶ 光的三原色:红、绿、蓝
颜料的三原色:红、黄、蓝
色光的混合与颜料的混合,结果不同。
⑷ 透明体的颜色是由它透过的色光决定的;
不透明体的颜色是由它反射的色光决定的。
⑸ 光具有能量。
四、巩固练习(投影片)
⑴ 在太阳、月亮、烛焰、萤火虫、开着的电灯这些物体中属于光源的有 。
⑵ 太阳光是 光(填“单色”或“复色”),它是由 组成的。
⑶ 光的三原色是 ;颜料的三原色是 ;色光的混合与颜料的混合,其结果是 (填“相同”或“不同”)。
⑷ 能说明光具有能量的例子有 、 、 。
⑸ 红光照到白纸上,白纸呈 色,照到绿纸上,绿纸呈 色。
⑹ 透过蓝玻璃纸看红旗,红旗呈 色;看绿叶,绿叶呈 色;看白墙,墙呈 色。
五、布置作业
书面作业:学习指导P74“WWW”1、2、3、4;
课外活动:⑴学习指导P74“WWW”6;
⑵课本P58“WWW”1、2。
【板书设计】(附一)
一、光的色彩 颜色
⑴ 光源:自身能发光的物体叫做光源。光源分为天然光源和人造光源。
⑵ 太阳光是由:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的。
⑶ 光的三原色:红、绿、蓝
颜料的三原色:红、黄、蓝
色光的混合与颜料的混合,结果不同。
⑷ 透明体的颜色是由它透过的色光决定的;
不透明体的颜色是由它反射的色光决定的。
⑸ 光具有能量。
【教学建议】(附二)
⑴ 本节课成功的关键在于学生做好光的色散、色光混合与颜料混合实验,教师课前要做好准备,确保演示实验效果明显,确保学生探究器材良好,探究过程能顺利进行。
⑵ 对于学生的五个专题研究,要发动好学生,鼓励他们去广泛收集资料。学习与人打交道,努力做好社会调查实践,锻炼社会活动能力。
⑶ 在利用实验研究光的色散、色光混合与颜料混合过程中,要求学生仔细规范操作,培养学生严谨的科学研究态度,并体会对比的科学研究方法。第三章 光 现 象
一 、光的色彩 颜色
【教学目标】
1、亲历光的色散的实验探究过程,知道白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的;通过实验并运用对比的研究方法,简单了解光的混合与颜料的混合的不同;通过阅读和联想,确认光具有能量。
2、激发学生进一步探求颜色之谜的兴趣,使学生领略色彩世界的缤纷多彩,感受到热爱自然,亲近自然的美好情感。
【重点难点】
光的色散和色光的混合是本节教学的重点,而两个探究活动是本节教学的一个难点。
【设计思想】
教师要积极创造实验条件,能让学生亲手做一做、看一看、试一试,亲身体验到光的绚丽多彩,使两个探究活动让学生顺利完成。
【教学用具】
投影仪(两台) 三棱镜(若干) 铁架台(用于安装三棱镜) 不同颜色(红、绿、蓝)的透明纸(每个同学) 不同颜料(红、绿、蓝) 颜料盘 毛笔 水
【教学过程】
一、引入新课:
【教师活动】
同学们,一定观看过歌舞晚会吗?想必记得那变幻莫测,五彩缤纷的舞台灯光吧,这到底是怎么一回事呢?(激发学生求知热情)今天,我和同学们一起来研究这个问题。请把课本翻到P:54页,阅读课本上的六幅图后回答,这六幅图上的不同光源发出的光,它们的色彩相同吗?学生阅读后回答:不相同。下面,我和同学们一起来探讨光的色彩、揭开颜色之谜。(板书课题:一、光的色彩 颜色)
二、新授内容:
1、出示投影片1。
附:投影片1内容:①分解太阳光。
②观察色光的颜色。
③观察颜料的混合。
2、教师开门见山的指明教学目标:同学们,这一节课,我和大家一起通过实验,来探究一下上面的三个问题。(直接向同学们出示教学目标)下面,先来研究第一个问题:“分解太阳光”。
3、 学生分组,前后两个座位的同学为一组,每一组的器材为:平面镜一块、三棱镜一个、白色光屏一块(没有条件的话,可请一部分同学做,另一部分同学观察)
4、 示投影片2,并向同学们讲解三棱镜的用法。
附:投影片2内容:
太阳光
三棱镜 光
屏
5、启发学生:平面镜作用是什么?太阳光通过三棱镜后发生怎样的变化?
【学生活动】
1、 按照三棱镜的用法示意图,分解太阳光。(没有太阳光的话,可用平行光源)
2、 仔细观察现象。
【师生活动】
1、 教师提问:太阳光通过三棱镜分解后,你看到了什么?
2、 学生讨论后回答:看到白色的太阳光被分解成七种不同的色光。
3、 教师请某一组同学,将分解后的太阳光照在教室前面的投影屏幕上。师生一起得出:七种色光分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
4、 教师板书:①太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。
5、 教师陈述:英国科学家牛顿首先研究了这个问题,从此揭开了神秘的颜色之谜。希望同学们今后也要细心的观察,大胆的猜想,利用学到的知识,为人类服务。
【教师活动】
1、 指明目的——下面我们来研究第二个问题:“观察色光的颜色”。
2、 提出问题:先透过红色、蓝色等玻璃纸观察图片或周围的景物,看看它们是否还是原来的颜色?
【学生活动】
1、 透过学生自带的各种不同颜色的玻璃纸观察景物。
2、 讨论、思考下列问题:
①透过红色玻璃纸能观察到什么颜色?
②透过绿色玻璃纸能观察到什么颜色?
③透过蓝色玻璃纸能观察到什么颜色?
【师生活动】
1、教师提问,学生回答:①透过红色玻璃纸能观察到红色;②透过绿色玻璃纸能观察到绿色;③透过蓝色玻璃纸能观察到蓝色。
2、师生共同总结得出结论:红色玻璃纸只能通过红色;绿色玻璃纸只能通过绿色;蓝色玻璃纸只能通过蓝色。
3、教师总结后板书:
②色光的颜色由它通过的玻璃纸的颜色决定的。
应用:摄影和照相用的滤色镜。
4、进一步启发学生:如何获得红色光?
5、学生思考、猜想:让白光透过红色玻璃纸。
6、教师利用投影仪,在镜头上铺上红色玻璃纸,让光线直接照在投影屏幕上,用来加以验证。(证明得到:白光透过红色玻璃纸确实获得红色光)
7、教师进一步启发学生:红色光、绿色光混合后,将会看到什么?
8、让学生猜想(仍是红色光或绿色光还是其它颜色的色光),并把猜想的结果写下来。
9、教师利用两台投影仪,分别投射出红色光和绿色光,且让红色光和绿色光都投射到投影屏幕上重叠在一起,请同学们观察。
10、同学们观察后齐声回答:红色光和绿色光混合后变成黄色光。(请刚才猜想正确的同学举手,看看有多少人猜想正确)
11、接下来教师分别将红色光与蓝色光混合,将蓝色光与绿色光混合。学生观察后一起得出结论:红色光与蓝色光混合后变成紫色光,蓝色光与绿色光混合后变成青色光。
12、教师总结后板书:
③不同颜色的色光混合后得到另一种颜色的色光。
④我们把红、绿、蓝三种色光叫做光的三原色。
【教师活动】
1、 启发学生:将不同颜色的颜料混合后又会看到什么现象?与不同颜色的色光混合相同吗?
2、 指导学生完成课本P:57页上的活动:“选出红、绿、蓝三种不同颜色的颜料涂在下表中相应的圆圈内,观察重叠区域的颜色。”
【学生活动】
1、 用少量的水调好两种不同颜料,使之混合均匀。
2、 用毛笔将不同的颜料涂在表中相应的圆圈内。
3、 仔细观察现象。
【师生活动】
教师启发,学生通过观察比较,共同得出结论,并且板书:
⑤色光的混合和颜料的混合不同。
⑥我们把红、黄、蓝三种颜色叫做颜料的三原色。
【师生活动】
1、 教师指导学生阅读课本P:57~58页上“光具有能量”这一部分内容。
2、 学生回答,教师板书:
⑦光具有能量。
三、课堂小结:
㈠知识技能:
通过这一节知识的学习,让我们知道了白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光混合而成的;各种颜色的色光都是由红、绿、蓝三种不同颜色的色光混合而成的;颜料的混合和色光的混合不同;又知道了光具有能量。
㈡过程方法:
这一课,我们采用了探究的方法。让学生亲自参与探究,知道了白光的组成;通过实验并运用对比的研究方法,了解光的混合和颜料的混合的不同;通过阅读的方法,确认光具有能量。
四、巩固练习:
附:投影片3内容:
学生练习:
同学们,利用手边的透明玻璃纸来观察,透过红色玻璃纸来观察绿色玻璃纸,将会观察到什么颜色?为什么?
〖答案〗将会观察到黑色,这是因为绿色玻璃纸反射出来的绿光,不能透过红色玻璃纸,因此观察到黑色。
五、布置作业:
书面作业:⑴阅读课本。
⑵物理学习指导,P:74页“WWW”:1、2、3、4
课外作业:P:58页“WWW”1:利用双休日向摄影师或照相器材商店的营业员请教,常用滤色镜有哪几种?使用后有什么特殊效果?写一份调查报告。并将有色玻璃纸遮在照相机镜头前拍摄一张照片,和不用有色玻璃纸遮住时照出来的照片有什么不同?
附:1、板书设计:
一、光的色彩 颜色
①太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。
②色光的颜色由它通过的玻璃纸的颜色决定的。
应用:摄影和照相用的滤色镜。
③不同颜色的色光混合后得到另一种颜色的色光。
④我们把红、绿、蓝三种色光叫做光的三原色。
⑤色光的混合和颜料的混合不同。
⑥我们把红、黄、蓝三种颜色叫做颜料的三原色。
⑦光具有能量。
2、教学建议:
本节的主要物理知识蕴含于探究活动之中,学生探究能力的增长、研究方法的习得也与探究过程密不可分。因此,教好本节的关键是指导、帮助学生观察实验现象,高质量地完成课本中的两个实验探究活动。为此教师要积极创造条件,课前做好充分实验准备,保证每个学生都能亲手做一做、看一看、试一试,亲身体验到光的绚丽多彩。课堂上要做好启发、组织、指导、帮助和激励工作,充分激发学生的好奇心,调动学生学习的热情和兴趣,从而保证探究活动顺利地进行。光的直线传播
[教学目标]
1、 积极参与影子游戏,在游戏中思考阴影的成因;能通过探究归纳得出光的传播规律,进而能用光的直线传播来理解小孔成像、日食、月食等现象。
2、 了解光的传播需要一定的时间,知道真空中、空气中的光速,理解测光距的原理。
3、 了解我国古代在光现象研究上的成就,知道中华文明对科学发展作出的贡献。
[重点难点]
1、光的直线传播的探索过程,光速的大小及理解有关的生活、自然现象
2、日食、月食的成因,光速的应用
[设计思想] 这是一节集物理现象、物理规律于一身的课。授课时,先通过游戏体验有关的现象,提出问题,进行猜想和检验,得出结论,让学生在愉快中获得知识。了解光和影揭开了中国古文明的秘密,以及用激光制成的测距仪,让学生到科学的巨大作用。
[教学用具]
学生自带:手电筒、厚纸板2张、铅笔、玩具激光器(没有可不带);
教师备有:豆浆、方水槽、水。
[教学过程]
1、 新课引入
师:大家请看,阳光从窗口照到了我们的教室,大家有没有想过,光是如何传过来的?
2、 新课教学
师:“同学们,这堂课我们先做个游戏。大家打开手电筒,在桌子上竖一支铅笔,谁能用手把影子压在下面?”
生:实验
师:“能否压住?为什么会产生影子?”
生:(可能的答案)“光沿直线传播”
(说明:由于学生小学自然常识已学过,马上会想到这个答案,但未必知其所以然。)
师:“为什么光沿直线传播会产生影子?”
生:回答
(说明:如果教室离操场较近,在太阳下游戏效果更佳,趣味性更强。)
师:“光在水中是否沿直线传播呢?请同学们利用桌上的器材如何设计一个实验证明光沿直线传播?
(说明:因为小学已学过,所以光在空气中和水中传播择其一个探究即可。)
生:分组试验,再派代表交流发言。(对于光线显现不清晰的问题,可让同学们再讨论。)
师:“通过试验,可得到什么结论?”
生:回答
师:打开投影仪,光投向银幕。“同学们,我们再做一个游戏,利用手影做出一些动物的形状,哪个同学来试试?”
师:让一些举手的同学来表演
师:“手影为什么会随手形改变?”
生:回答
(说明:两个游戏分阶段做,可保持课堂的活跃气氛。)
师:“请同学们观看图3-29,林间的光柱说明了什么?
生:回答
师:“请大家再做一个实验,在厚纸板上用刀挖一个三角形的孔,同学们拿纸板在日光灯下观察下面的光斑,会看到什么?”
(说明:拉上窗帘,让教室暗一些。日光灯开得不易多。这个实验现象学生会觉得意外惊奇,从而提高了学生的兴趣,增强了学生的思维。)
生:实验。
师:“请代表发言。”
生:回答。
师:“为什么会有长方形光斑?”
生:回答。
(说明:估计学生难于讲清。)
师:介绍《墨经》中关于小孔成的故事,并让学生阅读P79有关内容。
师:板画
“哪能个同学领会书上的内容,来黑板画图说明?”
“光线可以用带箭头线表示”
生:代表上黑板画
师:“小孔成像说明了什么?”
生:回答
师:“刚才为什么三角形孔下看到了圆形光斑?”
生:回答
师:“同学们,日食,月食知道是怎么一回事吗?”
生:回答
师:讲述“光与影揭开了中国文明的秘密”的故事,并多媒体展示日食,月食的情景。
“日食,月食说明了什么?“
生:回答
师:“通过刚才的学习,我们来总结一下,光如何传播?哪些现象说明光沿直线传播?”(板书)
师:“光传播需要时间吗?”
“课本上两个卡通人谁说得对?”
生:讨论
师:讲解光速并板书,然后要求同学们阅读P79光速
师:要求同学们看课本“读一读”。
生:阅读
师:投影思考题
“向月球发射一束激光,过2.5秒钟接收到反射回来的光,计算月球离地球多远?”
生:练习
(通过练习,既熟悉了光速的应用,也进一步了解了测距仪的作用。)
3、 课堂小结
1、光是沿直线传播的。2、光每秒传播的距离是3×108m。3、通过游戏发现问题,从而进一步实验探究,得出结论。
4、 巩固练习
1、 下列不属于光的直线传播的是( )
A、灯泡发光时温度很高 B、烈日下用伞挡阳光 C、挖隧道用激光准直
D、小孔成像
2、向月球发射一束光,过2、5秒钟接收到反射回来的光,计算月球离地球多远?
5、 布置作业
课本P66 WWW
附1:板书设计
三、光的直线传播
影子的形成 小孔成像图
小孔成像 光沿直线传播
日食、月食 光速----每秒3×108m
附2教学建议
1、 游戏人人参与,让学生体验学物理的快乐。踩影子的游戏如在太阳下更好。
2、 光的直线传播因小学已学过,在空气和水中传播的实验择其一个做即可。
3、 小孔成像实验需在光线较暗的教室内做效果好。
4、 日食、月食可用多媒体演示。