第二章光现象教案

第二章 光现象
一、光的传播
※教学目标
【知识与技能】
⑴ 了解光源，知道光源大致分为天然光源和人造光源两类。
⑵ 理解光沿直线传播及其应用。
⑶ 了解光在真空和空气中传播速度 c=3×108m/s(3×105 km/s)。
⑷ 能利用光的直线传播解释生活中一些常见的现象。
【过程与方法】
⑴ 观察光在空气中和水中传播的实验现象，了解实验是研究物理问题的重要方法。
⑵ 阅读“我们看到了古老的光”的内容，了解光可以反映宇宙的信息，感悟宇宙之宏大。
【情感、态度与价值观】
⑴ 观察、实验以及探究的学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的学习态度。
⑵ 通过亲身的体验和感悟，使学生获得感性认识，为后继学习打下基础。
⑶ 通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，使其乐于参与物理学习活动。
※教学重点难点
【重点】 光的直线传播及其应用。
【难点】日、月食的形成及小孔成像。
※教与学互动设计
㈠ 创设情景 导入新课
霞光万道、晨曦中穿过树林的道道阳光、节日夜空中多彩的激光、五颜六色的灯光、姹紫嫣红的礼花……你在欣赏绚丽景色的时候是否想到光是怎样传播的？为什么物体会有很多颜色？光传播的速度是多少？大家想知道上述的问题吗？你还想了解有关光的哪些知识？
㈡ 合作交流 解读探究
1、光源
［提问］生活中有哪些物体可以自行发光？
［点拨］手电筒、火把、油灯、蜡烛、白炽邓、日光灯、水母、灯笼鱼、斧头鱼等。
［讨论］这么多发光的物体，你觉的它们可分为几类？
2、光的传播
（1）光的传播
［实验］通过做各种实验，观察激光束在水中、在烟雾中的传播路径，教师演示光在玻璃中的传播路径，学生得到光沿直线传播的结论。
［点拨］光在同一种均匀介质中沿直线传播。
（2）光的传播是有方向的
［明确］人们用光线来表示光的传播路径，光线是带箭头的直线。并表示出手电筒光束的光路。
［点拨］光线并不是一条一条的，用带箭头的直线表示光线是一种“模型法”。
［讨论］光沿直线传播有哪些应用？生活中有哪些现象是因光沿直线传播引起的？解释影子的形成、日食、月食、激光准直……
3、光的传播速度
［讨论］打雷时闪电和雷声同时发生，为什么我们总是先看到闪电后听到雷声？
［点拨］因为光的传播速度比声速快的多，真空（或空气）中的光速为3×108m/s，在水中和玻璃中要稍慢一些。利用教材中的两幅图说明光速比声速大得多。
［阅读］《我们看到了古老的光》
㈢ 总结反思 拓展升华
【总结】
1、光源：正在发光的物体。
2、光在同种均匀介质中沿直线传播，光沿直线传播可以解释许多现象。
3、光的传播速度：光在不同介质中传播速度不同。
光在真空和空气中传播速度 c=3×108m/s(3×105 km/s)
【拓展】发生雷电时，总是先看到闪电后听到雷声的原因。
请你展开想象的翅膀：假如光的传播速度减小为原来的千万分之一，世界将会发生哪些变化？写出几个合理的场景。（看表演时，先听到演员的声音，后看到演员的动作。）
二、光的反射
※教学目标
【知识与技能】
⑴ 了解光在一些物体表面能发生反射。
⑵ 认识光的反射规律，了解法线、入射角和反射角的含义。
⑶ 理解反射现象中光路的可逆性。
⑷ 了解什么是镜面反射，什么是漫反射，并能用来解释一些简单现象。
【过程与方法】
⑴ 通过实验方法，观察光的反射现象。
⑵ 体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的。
⑶ 经历探究过程，通过探究认识反射的规律。
【情感、态度与价值观】
⑴ 在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度。
⑵ 密切联系实际，提高科学技术应用于日常生活和社会的意识。
⑶ 增强学生学习物理的兴趣。
※教学重点难点
【重点】探究光的反射规律。
【难点】运用反射规律及镜面反射、漫反射的知识来解释一些简单现象。
※教与学互动设计
㈠ 创设情景 导入新课
我们能看见太阳、电灯，是由于它们能发光，光线进入我们的眼睛。我们为什么又能看见人、教室、书本这些不发光的物体呢？这些物体虽然本身不能发光，但他们能反射光。通过本节课的学习，我们就能了解一些与光的反射有关的知识。
㈡ 合作交流 解读探究
1、光的反射
［观察］通过比较从白炽灯、日光灯、平面镜、书、磨光的金属等物体射入眼睛的光有何不同，总结出我们看到的所有不发光的物体都是由于其表面能反射光。
［讨论］平面镜、磨光的金属为什么在太阳下晃眼睛，而白纸、课桌、树叶却不晃眼睛？可见物体表面情况不同反射光的情况也不一样。
2、反射规律
［提问］光在反射时遵循什么规律？
［探究］
第一步 提出问题：反射光线沿什么方向射出？
第二步 设计实验：把平面镜放在桌面上，再把一张纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。一束光贴着纸板沿某一角度射到O点，经过平面镜的反射，沿另一方向射出，在纸板上画出入射光和反射光的径迹。改变入射光的方向，重做几次。
第三步 进行实验并把数据记录在表格中。
第四步 分析实验：垂直于镜面的直线ON叫做法线，入射光线与法线的夹角i叫做入射角，反射光线与法线的夹角r叫做反射角。
第五步 得出结论：在反射现象中，反射角等于入射角。
［归纳］光的反射规律：反射光线与入射光线和法线在同一平面内；反射光线与入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。（三线共面、法在中间、两角相等、光路可逆）
3、光路可逆
［讨论］如果让光逆着反射光线的方向射到镜面，反射光线将沿着什么方向射出？
通过实验可得到：在反射现象中，光路是可逆的。例如：如果你在一块平面镜中看到另一位同学的眼睛，那么这一位同学也一定会看到你的眼睛。
4、漫反射和镜面反射
［讨论］太阳光斜射在平面镜上，通过平面镜的反射，会在墙上产生一个明亮的光斑，而射到白纸上则不会产生光斑，这是为什么？
［点拨］物体表面比较光滑时光线沿同一方向反射，这种反射称为镜面反射。物体表面粗糙，光线向着四面八方反射，这种反射称为漫反射。这也使得我们在不同的方向都能看到本身不发光的物体。
㈢ 总结反思 拓展升华
【总结】
1、光的反射：光射到物体表面上，光线的传播方向会发生改变，这种现象叫做光的反射。
2、反射定律：三线共面、法在中间、两角相等、光路可逆。
3、镜面反射和漫反射都遵循反射定律。漫反射能使我们从各方面看清物体。
【拓展】雨后的积水，迎着太阳光会刺眼，为什么？原因：静止的水面相当于平面镜。
三、平面镜成像
※教学目标
【知识与技能】
⑴ 了解平面镜成像的特点。
⑵ 了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。
⑶ 理解日常生活中平面镜成像的现象。
⑷ 初步了解凸面镜和凹面镜的特点及其应用。
【过程与方法】
⑴ 经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记录。
⑵ 观察实验现象，想象和感知虚像的含义。
⑶ 通过观察感知球面镜对光线的作用。
【情感、态度与价值观】
⑴ 在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦。
⑵ 培养实事求是的科学态度。
⑶ 通过对平面镜，球面镜的应用了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。
※教学重点难点
【重点】平面镜成像的特点。
【难点】平面镜成像的原理及虚像的概念。
※教与学互动设计
㈠ 创设情景 导入新课
由日常生活中的照镜子引入课题。课前要求学生在家中分别在大平面镜和小平面镜前观察自己的像，提出平面镜成像的概念，并提出问题：
（1）人或物体在镜中的像的形状、大小跟原物一样吗？
（2）人或物体在镜子前移动时，镜中的像怎样移动？
（3）镜中的像是否能和小孔成的像一样呈现在光屏上？
通过对上述问题的议论和回答，引出研究平面镜成像特点的实验。
㈡ 合作交流 解读探究
1、平面镜成像的特点
［探究］引导学生进行实验，探究平面镜成像的基本特点。
第一步 提出问题：平面镜成像时，像的位置、大小位置跟物体的位置、大小有什么关系？
第二步 设计实验：在桌面上铺一张大纸，纸上竖一块玻璃板，记下玻璃板的位置。把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再把一支没有点燃的同样的蜡烛，竖立在玻璃板后面。移动蜡烛直到与前面那支蜡烛的像完全重合，记下两支蜡烛的位置。
第三步 移动点燃的蜡烛，重做实验。
［讨论］分析和论证，两支蜡烛完全重合意味着什么？实验时把手放在玻璃板后的火焰上，完全没有热的感觉，这又意味着什么？
2、平面镜成的像是虚像
通过作出光路图让学生了解到，没有真正的光线从镜面后方射出，所以平面镜所成的像是虚像。
3、平面镜成像的原理：光的反射
平时我们在湖边看到岸上的倒影，实际上也是平面镜成像（平静的水面相当于一块大平面镜）。
4、球面镜
［提问］同学们看过“哈哈镜”吗？
［观察］通过观察让学生了解到凸面镜和凹面镜都有哪些作用。
［点拨］凸面镜对光线有发散作用，它在实际生活中的应用有“观后镜”等；凹面镜对光线有会聚作用，它在实际生活中的应用有“太阳灶‘等。
㈢ 总结反思 拓展升华
【总结】
1、平面镜成像：（1）原理：光的反射定律；（2）成像的特点：像和物等大，像和物到平面镜的距离相等，像与物体的连线与平面镜垂直。（3）性质：平面镜成的是虚象。（4）平面镜成像的应用：穿衣服、潜望镜等。
2、凸面镜和凹面镜：凸面镜对光线有发散作用，凹面镜对光线有会聚作用。
【拓展】平面镜的两种作用：一是改变光的传播方向；二是用来成像。
四、光的折射
※教学目标
【知识与技能】
⑴ 了解光的折射现象。
⑵ 了解光由空气射入水或玻璃中时的偏折规律。
⑶ 了解光在折射时，光路是可逆的。
⑷ 能够用光的折射规律解释生活中的一些现象。
【过程与方法】
⑴ 通过观察，认识折射现象。
⑵ 体验由折射引起的错觉，认识这些现象与光的折射有关。
【情感、态度与价值观】
⑴ 初步领略折射现象的奇妙，获得热爱自然的情感。
⑵ 利用折射现象中的因果关系，再次向学生渗透注意客观事物中存在的因果关系的重要性。
※教学重点难点
【重点】光的折射规律。
【难点】用光的折射规律解释生活中的一些现象。
※教与学互动设计
㈠ 创设情景 导入新课
演示插入水中的筷子水下部分在水面处看上去折了，从而引入新课。
㈡ 合作交流 解读探究
1、折射现象
［演示］将激光笔的光从不同角度斜射入水中，让学生观察，光束在空气和水中的径迹。
［点拨］光从一种介质斜射到另一种透明介质中，传播方向一般会发生改变，我们把这种现象叫做光的折射。
［思考并提问］光的折射遵循怎样的规律呢？
［探究］让学生进行实验，认真观察，并对实验现象进行分析、归纳。
［点拨］光从空气斜射到水中或其他透明介质中时，折射光线向法线方向偏折。
［提问］光线从空气垂直射入另一种透明介质时，光的传播方向将会怎样呢？
［点拨］光线从空气垂直射入另一种透明介质时，光的传播方向不变。
［讲述］光折射时，光路是可逆的。
2、生活中的折射现象
［提问］我们生活中有哪些实例是由于光的折射引起的？
［举例］清澈的池水看起来变浅了；插入水中的筷子，水面下的部分好象在水面处折断了；海市蜃楼……都是因为光的折射引起的。
［点拨］（1）老师结合刚才讨论的例子，用光路图加以进一步说明。
（2）用多媒体展示海市蜃楼、隔火观物等实例。
（3）从岸上看水中的物体，看到的位置比实际的浅，根据光路是可逆的，从水中看岸上的物体，看到的比实际的更高些。
㈢ 总结反思 拓展升华
【总结】
1、光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象。
2、光的折射规律：光从空气射入水或其他介质时，折射光线向法线偏折。在折射现象中光路是可逆的，则光线从水或其他介质射入空气时，折射光线偏离法线。
3、光的折射和反射的异同：
（1）相同点：①光传播到两种介质的界面时，光的传播方向发生的改变。②反射光线和折射光线在法线的同恻，即与入射光线分居在法线的两恻。③入射角增大时，反射角和折射角都增大。④光在反射和折射时，光路都是可逆的。
（2）不同点：①反射光线和入射光线在同一介质中，而折射光线却在另一种介质中。②反射角总是等于入射角，而折射角却不等于入射角，只有在光线垂直于界面时，折射光线与入射光线都与法线重合，这是折射角却等于入射角。
【拓展】将写字的纸压在普通玻璃板下面，透过玻璃板能看到下面的字，但如果将写字的纸压在毛玻璃下面，透过玻璃板不能看到下面的字。采用什么办法能看到呢？
析：如果毛玻璃涂上一层水，粗糙面的凹处就填上了水，外表面成了光滑水面，光的折射就有规则了，隔着它就可以看到纸上的字了。
五、光的色散
※教学目标
【知识与技能】
⑴ 了解光的色散现象，知道白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。
⑵ 了解透明体的颜色由它能通过的色光决定；不透明体的颜色由它反射的色光决定。
⑶ 知道色光的三原色与颜料的三原色。
【过程与方法】
⑴ 通过观察和实验，知道白光是由色光组成的。
⑵ 比较色光混合与颜料混合的不同现象。
⑶ 通过演示实验，体验透明体和不透明体的颜色决定因素。
【情感、态度与价值观】 通过对多彩的光的世界的认识，注意培养学生发现美、认识美、创造美的乐观注意精神，从热爱生活出发，激发科学探究的热情。
※教学重点难点
【重点】白光的组成和色光的三原色。
【难点】色光混合与颜料混合的不同现象。
※教与学互动设计
㈠ 创设情景 导入新课
信息1：将一光碟放在阳光或日光灯下，你会看到光碟上呈现出彩色的扇面。
信息2：晚上燃放礼花，礼花弹升上天空后爆炸，色彩斑斓，千紫百态。
根据以上信息，你能提出一个问题吗？
问题：光碟在阳光下为什么呈现出彩色的扇面？燃放礼花时为什么色彩斑斓，千紫百态？
㈡ 合作交流 解读探究
我们生活在色彩斑斓、五彩缤粉的大自然中，随时都在欣赏着各种颜色。那绿绿的树、青青的山、万紫千红的鲜花、蔚蓝色的天空、金黄色的太阳、雨后的七色彩虹都能给人以美的享受。今天我们将一起从物理的角度探究色彩之谜。
1、光的色散
［观察］让太阳光通过三棱镜，让学生观察光屏（可用白纸或白布）。
［点拨］太阳光通过三棱镜，在屏上形成一条彩色的光带，依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成的彩色光带。这说明白光是由各种色光混合而成的。
［简介］（1）1666年，英国物理学家牛顿发现光的色散。
（2）中国人在公元10世纪，把经过日光照射以后的天然透明晶体叫做“五光石”。
［拓展］让一束红光通过三棱镜，在屏上形成的是一条红色光带，可见红光不是由其它的色光混合而成，称为单色光。单色光：不能在分解的光。复色光：由单色光混合而成的光。
2、色光的混合
［观察］引导学生用放大镜观察正在工作的彩色电视机的屏幕。
［点拨］彩色电视机的屏幕上显现出画面的丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三色光合成的。红、绿、蓝三种单色光，按不同比例混合，可以产生各种颜色的光。因此把红、绿、蓝三色光叫做色光的三原色（也叫色光的三基色）。
［实验］色光的混合
［拓展］色光的混合遵从加色法原则：两种光混合后使眼睛感觉到产生了另一种颜色。
3、物体的颜色
［探究1］让太阳光透过纸板的圆孔，照到白纸上，先后将红、绿、蓝三种透明的塑料薄膜蒙在纸板的圆孔上，在白纸上看到什么颜色？
［探究2］让太阳光透过狭缝射到三棱镜上，经三棱镜分解后的彩色光带先后透过红、绿、蓝三种有色玻璃片，在白纸屏上观察到的光带分别是什么颜色？
［点拨］探究1中，太阳光是七色光，但通过红色（绿色、蓝色）塑料薄膜后，白纸上是红色（绿色、蓝色）的，说明红色（绿色、蓝色）的透明物体只让红色（绿色、蓝色）的光通过。即透明物体只让与它本身相同颜色的光通过。
在探究2中，白色光通过三棱镜后，分解成七色光，七色光通过红色的透明玻璃板时，只有红光通过，其他光都被吸收了，同样透明物体只让与它本身相同的光通过。
［结论］透明物体的颜色是由它能透过的色光决定的。
［探究3］用上述装置，分别使用红、绿、蓝、黑四种颜色的纸屏直接接受三棱镜色散后的彩色光，观察纸屏上分别出现什么颜色的条纹？
［点拨］不透明物体的颜色由它反射的色光的颜色决定，吸收跟物体颜色不同的色光。白色的物体能反射所有的色光，故呈白色；黑色的物体，它几乎把所有的色光全都吸收了，故呈黑色。
［探究4］用红光、蓝光、绿光分别照同一白色物体，会看到什么情况？说明什么？
引导学生自己分析：物体的颜色，在不同颜色的光照下，颜色不同的原因。
［比较］关于物体的颜色，要知道透明物体的颜色是由它透过的色光的颜色决定的；不透明物体反射与它颜色相同的光，吸收其他颜色的光。
关于色光的混合，要知道红、绿、蓝是色光的三原色。它们可以混合出各种色光来。
关于颜料的混合，要知道品红、黄、青是颜料的三原色。它们可以混合出各种颜色来。
㈢ 总结反思 拓展升华
【总结】
1、光的色散：白光是由各种色光混合而成的，因此白光通过三棱镜可以分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的一条彩色光带。白光中不同色光在玻璃中的偏折情况不同，如紫光偏折最大，红光偏折最小，所以就出现了不同的色光组成的色带。
2、色光的三原色是红、绿、蓝。用红、绿、蓝三种色光混合，能产生各种色彩。三原色色光混合后为白色。
3、物体的颜色：透明物体的颜色由通过它的色光决定；不透明物体的颜色由它反射的色光决定。
4、颜料的三原色是品红、黄、青。利用品红、黄、青颜料能调出各种颜色的颜料。三原色颜料混合后为黑色。
【拓展】小明发现，夏天人们都喜欢穿浅色的衣服，而冬天人们都喜欢穿深色的衣服，可他不知道为什么？你能帮他解释吗？
解析：白色的物体能够反射所有颜色的光线，而黑色的物体能够吸收所有颜色的光线。
六、看不见的光
※教学目标
【知识与技能】
⑴ 初步了解太阳光谱和看不见的光。
⑵ 初步认识红外线及其作用。
⑶ 初步认识紫外线及其作用。
【过程与方法】
⑴ 通过观察，了解红外线、紫外线的作用。
⑵ 通过收集、交流关于红外线、紫外线的资料，获得处理信息的方法。
【情感、态度与价值观】
⑴ 初步认识科学技术对社会发展和自然环境及人类生活的影响。
⑵ 初步建立可持续发展意识，有保护人类环境的意识。
※教学重点难点
【重点】红外线、紫外线的作用及应用。
【难点】收集、交流关于红外线、紫外线的资料及获得处理信息的方法。
※教与学互动设计
㈠ 创设情景 导入新课
在1991年的海湾战争期间，美国经常在漆黑的夜晚对伊拉克境内的军事目标和人员进行精确的打击。美军之所以能进行精确的打击，是因为他们装备了一种能在漆黑的夜晚让人看见人体的一起----红外线夜视仪。红外线夜视仪是利用红外线来工作的。你知道红外线有那些用途？试举一例。例如：冬天，人们利用红外线取暖仪取暖；公共洗手间的红外线感应开关。
㈡ 合作交流 解读探究
1、什么叫红外线？它有什么特点？红外线在生活中有哪些应用？
（1）在红光以外的不可见的光叫做红外线。
（2）一个物体当它的温度升高时，尽管看起来外表跟原来一样，但它的辐射却大大增加。
（3）介绍各种红外线产品的工作原理，介绍红外线在军事及生活中的普遍应用。
2、什么叫紫外线？它有什么特点？紫外线在生活中有哪些应用？
（1）在紫光以外的不可见的光叫做紫外线。
（2）紫外线能杀菌、使荧光物质发光、有助于人体合成维生素D。
（3）举例说明紫外线对人体既有利又有害。
学生谈一谈自己所了解的紫外线，针对环境问题发表自己的看法和见解。
㈢ 总结反思 拓展升华
【总结】
1、光谱，棱镜将太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光，把他们按这个顺序排列起来，就是光谱。
2、在光谱的红光以外的部分，人眼看不见却能使温度计示数上升的辐射叫红外线。
应用：红外线夜视仪、红外线遥控器、红外线照相。
3、在光谱的紫光以外的部分，人眼看不见却能使温度计示数上升的辐射叫紫外线。
（1）危害：过量的紫外线照射，轻则皮肤粗糙，重则引起皮肤癌；
（2）应用：适当的紫外线照射有助于合成维生素D。
【拓展】小华的爸爸想把阳台封闭起来，小华向爸爸建议说：“最好不要封闭，封闭起来后晒衣服和被子时，上面的细菌不容易被杀死。”爸爸问为什么？请你替小华回答这个问题。
答：紫外线能杀死微生物。如果将阳台封闭起来，阳光中的紫外线将被玻璃反射一部分，当在阳台上晒衣服时将减弱紫外线的杀菌作用。