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(共41张PPT)
3.1.1 探究：光的直线传播
一、探究导入：生活中的 “光现象” 猜想
（一）情境观察与提问
生活场景展示：播放或展示三组图片 / 视频 ——①阳光透过窗户缝隙照进房间，形成笔直的 “光柱”；②夜晚手电筒照射夜空，出现一条明亮的 “光带”；③电影院放映机发出的光，在黑暗中形成直达银幕的 “光路”。
引导猜想：“同学们，观察这些场景中光的传播轨迹，你们发现了什么共同特点？大胆猜想一下：光在传播过程中，路径是怎样的？”
已有经验关联：“我们平时用激光笔照射墙面时，能看到一条笔直的光线；下雨天观察阳光穿过云层的‘光束’，也是直的。这些现象是否能支持你们的猜想？今天我们就通过实验，验证‘光是否沿直线传播’。”
（二）探究目标
通过实验观察，确认光在同种均匀介质中的传播路径。
理解光沿直线传播的条件，区分 “同种介质” 与 “均匀介质” 的重要性。
能用光的直线传播解释生活中的常见现象（如影子、小孔成像），培养实验探究与逻辑推理能力。
二、探究准备：实验器材与原理
（一）核心实验器材
基础组器材（每组 1 套）：激光笔（安全型，避免直射眼睛）、透明玻璃水槽（或长方体玻璃容器）、清水、牛奶（或豆浆，用于显示光路）、带小孔的硬纸板（2-3 张，小孔直径约 2mm）、蜡烛、火柴、光屏（白色硬纸板或白墙）。
拓展组器材（教师演示）：不均匀介质（如清水中滴入少量蜂蜜，未搅拌均匀）、不同颜色的透明液体（如红糖水、蓝墨水）、烟雾发生器（或蚊香、 incense）。
（二）实验原理猜想
若光沿直线传播，当光穿过透明介质（如加了牛奶的清水）或通过小孔时，应能在光屏上形成笔直的光路或清晰的像；若光的路径发生弯曲，则说明传播路径不是直线。
控制变量：通过改变介质的 “均匀性”（如均匀清水 vs 不均匀糖水）、“种类”（如空气 vs 水），观察光的路径变化，探究光沿直线传播的条件。
三、探究过程：分步骤实验与现象分析
实验 1：探究光在空气中的传播路径
（一）实验操作（学生分组 + 教师演示）
营造 “可见光路” 环境：在暗室（或拉上窗帘的教室）中，用烟雾发生器在透明玻璃罩内产生少量烟雾（或点燃蚊香，让烟雾充满透明容器），使空气成为 “可显示光路的介质”。
发射激光：将激光笔对准烟雾区域，沿水平方向发射激光，观察激光在烟雾中的传播轨迹。
改变方向：调整激光笔的角度（如斜向上、斜向下），重复发射，观察光路是否仍为直线。
（二）实验现象记录
实验条件
激光传播轨迹
现象总结
暗室、烟雾中（均匀空气）
一条明亮的笔直光线，无弯曲
光在均匀空气中沿直线传播
调整激光角度（仍在均匀空气中）
光路方向改变，但仍为直线
无论传播方向如何，均匀空气中光的路径始终是直线
（三）现象分析
烟雾中的微小颗粒会反射激光，使原本不可见的光路显现出来。观察到的 “笔直光线”，初步说明光在均匀空气中沿直线传播。
实验 2：探究光在液体中的传播路径
（一）实验操作（学生分组）
制备均匀液体介质：在透明玻璃水槽中加入适量清水，滴入 2-3 滴牛奶（或豆浆），用玻璃棒轻轻搅拌均匀，使液体成为 “均匀、透明且可显示光路的介质”。
发射激光：将激光笔紧贴水槽侧壁，沿水平方向发射激光，观察激光在液体中的传播轨迹。
对比 “不均匀液体”（教师演示）：在另一水槽中加入清水，滴入少量蜂蜜，不搅拌（形成上稀下浓的不均匀糖水），发射激光，观察光路是否弯曲。
（二）实验现象记录
实验条件
激光传播轨迹
现象总结
均匀牛奶水（均匀液体）
液体中出现笔直的亮线，从水槽一端直达另一端
光在均匀液体中沿直线传播
不均匀糖水（未搅拌）
激光进入液体后，路径明显弯曲，向浓度高的区域偏折
光在不均匀液体中，传播路径会弯曲
（三）现象分析
均匀牛奶水中，光的传播路径是直线；而不均匀糖水中，由于不同区域介质的 “密度不同”（浓度高的区域密度大），光的传播路径发生弯曲。这说明光沿直线传播的条件之一是 “介质均匀”。
实验 3：探究光的 “小孔成像” 现象（验证光的直线传播）
（一）实验操作（学生分组）
搭建实验装置：在暗室中，将蜡烛、带小孔的硬纸板（小孔正对蜡烛火焰）、光屏（白色硬纸板）依次放在水平桌面上，三者中心在同一高度（确保光沿水平方向传播），调整间距（蜡烛与小孔约 30cm，小孔与光屏约 20cm）。
点燃蜡烛：待蜡烛火焰稳定后，观察光屏上的像。
改变条件：①移动光屏，增大 / 减小小孔与光屏的距离，观察像的大小变化；②更换带不同形状小孔的硬纸板（如圆形、方形、三角形，小孔直径均为 2mm），观察像的形状是否改变。
（二）实验现象记录
实验操作
光屏上的像
现象总结
蜡烛、小孔、光屏在同一直线
出现与蜡烛火焰 “倒立” 的清晰实像
光通过小孔时，沿直线传播，在光屏上形成倒立的像
增大小孔与光屏的距离
像变大，亮度变暗
像的大小与小孔到光屏的距离有关，距离越远，像越大
更换不同形状的小孔
像的形状始终与火焰形状一致，与小孔形状无关
小孔成像的形状由光源（火焰）形状决定，与小孔形状无关，进一步证明光沿直线传播（光线沿直线通过小孔，形成与光源对应的像）
（三）现象分析
小孔成像的本质是 “光沿直线传播”：蜡烛火焰上各点发出的光，沿直线穿过小孔后，在光屏上形成对应的 “倒立光点”，所有光点组合起来，就是倒立的火焰像。这一现象直接验证了光的直线传播特性。
四、探究结论：光的直线传播规律
核心结论：光在同种均匀介质中沿直线传播。
条件补充：
若介质 “不同种”（如光从空气进入水中），或介质 “不均匀”（如不均匀糖水、密度不同的空气），光的传播路径会发生弯曲（后续将学习 “光的折射”）。
为了形象描述光的传播路径和方向，物理学中常用一条带箭头的直线表示 —— 这就是光线（光线是假想的物理模型，实际并不存在）。
五、应用拓展：用光的直线传播解释生活现象
影子的形成：
原理：光沿直线传播，当光遇到不透明物体时，物体后方会形成 “光无法到达的区域”，即影子。
例子：白天阳光下的人影、夜晚路灯下的树影；皮影戏、手影游戏，都是利用影子的形成原理。
日食与月食：
日食：当月球运行到太阳与地球之间，三者在同一直线上时，月球挡住太阳射向地球的光，在地球阴影区域形成日食。
月食：当地球运行到太阳与月球之间，三者在同一直线上时，地球挡住太阳射向月球的光，在月球表面形成月食。
激光准直：
应用：建筑工人砌墙时，用激光准直仪发射激光，沿激光方向砌砖，确保墙体笔直；开凿隧道时，用激光准直技术保证隧道方向不偏差。
小孔成像的实际应用：
古代 “小孔成像” 装置（如 “圭表” 的改进版）用于观察日食，避免直接用眼睛看太阳灼伤视网膜；现代相机的镜头成像原理，也与小孔成像有相似之处（均利用光的直线传播）。
六、探究反思与注意事项
实验安全：激光笔的光线不能直射或反射到眼睛，避免损伤视网膜（实验时提醒学生不要对着自己或他人的眼睛发射激光）。
误差分析：
若烟雾过少或牛奶浓度过低，可能导致光路不清晰，需适当调整烟雾量或牛奶浓度。
小孔成像时，若小孔直径过大，像会模糊；若小孔过小，像会过暗，需选择直径约 2mm 的小孔。
问题讨论：“为什么在有雾的早晨，我们能看到汽车大灯发出的笔直光线？”（雾中的小水珠反射光线，使光路显现，进一步证明光在均匀空气中沿直线传播）。
七、课堂练习
（一）基础题
下列现象中，能用光的直线传播解释的是（ ）
A. 水中的筷子看起来 “弯折”
B. 教室里能看到黑板上的字
C. 阳光下人的影子
D. 雨后天空出现彩虹
（答案：C，解析：A 是光的折射，B 是光的反射，D 是光的色散；C 是光沿直线传播形成的影子）
光在同种均匀介质中沿直线传播，下列关于 “光线” 的说法正确的是（ ）
A. 光线是真实存在的
B. 光线是为了描述光的传播路径和方向而假想的模型
C. 光线就是激光笔发出的光
D. 光线的形状是弯曲的
（答案：B，解析：光线是物理模型，实际不存在；激光笔发出的光是实际光，不是光线；光沿直线传播时，光线是直线）
（二）提升题
小明在暗室中做小孔成像实验，他将蜡烛靠近带小孔的硬纸板，其他条件不变，光屏上的像会发生什么变化？请用光的直线传播原理解释。
（答案：像会变小、变亮。原理：光沿直线传播，蜡烛靠近小孔时，蜡烛火焰上各点发出的光通过小孔后，在光屏上形成的 “光点间距变小”，因此像变小；同时，光线更集中，像的亮度变亮）
为什么在炎热的夏天，我们看到远处路面上会 “好像有积水”，但走近后却发现没有积水？请结合 “光的直线传播条件” 分析。
（答案：炎热夏天，路面温度高，导致路面上方空气 “不均匀”（靠近路面的空气温度高、密度小，上方空气温度低、密度大）。光在不均匀空气中传播时，路径发生弯曲（折射），远处物体的光经过弯曲的光路进入人眼，人眼误以为光沿直线传播，从而看到 “积水” 的虚像，走近后空气不均匀程度减弱，虚像消失）
八、课后作业
实践作业：
制作 “小孔成像装置”：用易拉罐（或纸盒），在一端钻一个直径 2mm 的小孔，另一端蒙上半透明塑料膜（作为光屏），在暗室中用蜡烛作为光源，观察小孔成像现象，记录 “蜡烛与小孔的距离” 和 “像的大小、亮度” 的关系。
观察生活中的光的直线传播现象：记录 3 个例子（如影子、激光准直、小孔成像相关场景），用简单的文字或画图描述现象，并标注 “光沿直线传播” 的证据。
书面作业：完成课本对应练习题，重点练习 “光的直线传播条件”“生活现象解释”“小孔成像规律” 相关题目，巩固探究结论。
沪科版2024版物理八年级全册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
3.1.1 探究： 光的直线传播
第三章 光的世界
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
观看日食视频
这些现象是怎样发生的？真的像传说中的日食是太阳被“天狗”吃了吗？如何认识这些自然现象呢？
对于上述情景，你能提出自己感兴趣的问题吗？
生活中的光现象
任务一、认识光源
通电的电灯是光源，点燃的蜡烛是光源。
发光的物体
任务一、认识光源
天然光源：能自然发光的物体
太阳、恒星、发光的萤火虫、水母等
点燃的火柴、发光的霓虹灯、点燃的蜡烛等
光源
人造光源：由人类制造的发光物体
人造光源的发展简史： 火把
任务一、认识光源
—— 蜡烛
—— 油灯
—— 电灯
任务二、探究光的传播特点
光的传播路径是怎样的呢？
任务二、探究光的传播特点
演示实验一：水槽中点燃蚊香，并用激光笔照射喷雾(烟雾)。请同学们观察实验现象。
任务二、探究光的传播特点
演示实验二：利用激光笔照射滴有少许牛奶的水槽中的水(搅拌均匀)。请同学们观察光在水中的传播路径。
任务二、探究光的传播特点
演示实验三：用激光笔沿玻璃砖的磨砂面照射到玻璃砖中。请同学们观察实验现象，并总结自己的感悟。
光的传播路线是直线。
任务二、探究光的传播特点
①光沿直线传播的条件是怎样的？
②若传播光的介质不均匀，将会发生什么现象？
传播光的介质发生了改变，光是否还会沿直线传播呢？
现象：光路发生明显的弯折。
总结：光的直线传播是有条件的，传播的介质要均匀，光才能沿直线传播；如果介质不均匀，光会发生弯曲。
光在同种均匀介质中沿直线传播。
实验演示：将糖浆用玻璃棒慢慢注入盛有清水的水槽中。
请同学们观察光经过水再到糖浆的光路情况。
任务三、建立光线模型
想一想
如何把看到的光的传播路径画出来呢？
用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这样的直线叫做光线。
任务三、建立光线模型
光线不是真实存在的，而是一种模型。
易错提醒
任务四、应用光的直线传播规律解释有关现象
(1)认识影子的形成
光在传播过程中，遇到不透明物体被挡住，在物体的后面便产生了影子。(光照不到的地方是影)
影子的出现证明了光在空气中沿直线传播，如果光能拐弯，它就能够绕过物体，跑到物体的背后去。物体背后的地方会亮起来，就不会出现影子了。
任务四、应用光的直线传播规律解释有关现象
(2)展示小孔成像示意图：
由于光是沿直线传播的，在光所能照亮的区域形成物体的像，是可大可小的倒立实像。(光照到的地方是像)
任务四、应用光的直线传播规律解释有关现象
(2)展示日食的形成原理图：
由于光是沿直线传播的，太阳、月球和地球在同一直线上时，太阳发出的光被月球挡住，发生日食。
射击瞄准
任务四、应用光的直线传播规律解释有关现象
光的直线传播的应用
激光准直
站队看齐
任务五、认识光速
思 考
雷电是同时发生的，但总是先看到闪电后听到雷声。这说明了什么？
真空中的光速是宇宙中最大的速度，光在其他介质中的传播速度都比在真空中的要小。
利用光速可以测量距离，原理是s＝ct。
光在水中的速度约为c；光在玻璃中的速度约为c。
这说明光的传播速度比声的传播速度大得多。
阅读教材61页第三四段的内容
任务五、认识光速
光在不同介质中的传播速度不同，在叙述光速时， 一定要注明介质种类。
阅读教材中的“拓展一步”,了解自然
界中物体运动的最大速度是真空中的光速c。
核心必知
发光
同种
均匀
箭头
路径
方向
大
3.0×108
＞
＞
知识点1 光源
1．以下物体：①太阳；②闪闪发光的钻石；③月亮；④正在工作的电视屏幕；⑤发光的萤火虫，属于光源的是________(填序号)。
①④⑤
1星题 知识过关
知识点2 光的直线传播
2．小明在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验：用激光笔将一束光射向水中，观察到光线是一条直线，如图所示；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；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．光在海波溶液里不能沿直线传播
B．光只有在水中沿直线传播
C．光在同一种均匀介质中沿直线传播
D．光的传播需要介质
C
(补充设问)光线________(填“是”或“不是”)真实存在的。
不是
3．如图所示，在开凿隧道时，工人们用激光束引导掘进机掘进方向，这是利用了光沿____________。
直线传播
4．如图甲所示，小明坐在一辆开着天窗的轿车里，他能通过轿车天窗看到天空。请在图乙的简化图中画出小明看到天窗外天空范围的光路图，A点表示小明的眼睛。
解：如图所示。
【作图规范】光线实际的传播路径要用带有箭头的实线表示，箭头方向正确。光线的反向延长线用虚线表示，并且不带箭头。
知识点3 光速
5．[2025年1月扬州期末]真空中光的速度c为______________m/s，为实现我国的探月计划，科学家向月球发射的激光到达月球并返回约需2.6 s，则地球和月球之间的距离约为________m。使用激光而不用声呐测量地月距离的原因是光的传播________(填“需要”或“不需要”)介质。
3×108
3.9×108
不需要
6．如果声音和光都从空气传入水中，则(　　)
A．声速变大，光速变小
B．声速变大，光速不变
C．声速、光速都变小
D．声速、光速都不变
A
易错点睛：一般情况下，声音在不同介质中的传播速度不同，声音在固体中的速度最大，其次是液体，在气体中的传播速度最小；一般情况下，光在不同介质中传播速度不同，光在真空中传播速度最大，光在空气中的速度略小一些，在水中的传播速度更小。
7．如图所示，小林晚上从远处走近一盏路灯又远离的过程中，他的影子长度的变化情况是(　　)
A．先变长后变短
B．先变短后变长
C．一直在变长
D．一直在变短
B
2星题 情境应用
8. (立德树人·传统文化)(2025年1月三明期末)在战国时期，我国古代著名教育家墨子就在研究小孔成像的现象。如图所示，用蜡烛作为光源，在木板上钻一个小孔，发现烛焰透过小孔在光屏上形成一个_____(填“倒立”或“正立”)的像，该现象可以用________________解释。
倒立
光的直线传播
9.(新考法)“举杯邀明月，对影成三人”是我国唐代大诗人李白的千古名句。小明同学很喜欢这两句，于是画出了诗中的情景，如图所示。同学们看了他的画，指出其中一处错误：___________________________，它不符合_____________________。
影子和月亮都位于人的面前
光沿直线传播的规律
10．某室内地面上放有两根木杆A和B，天花板上有一强点光源S使木杆A和B在地面上形成的影子如图所示。请根据图中提供的信息确定光源S的位置。
解：如图所示。
11.(立德树人·五育并举)(2025·福州月考)2024年12月8日，福建籍艺术家把天空做画布，以烟花和无人机为画笔，在泉州举办了一场别开生面的烟花秀。在远处观看表演的观众总是先看到烟花，然后听到爆炸声，请分析其中的原因。
答：烟花和爆炸声是同时同地产生的，光在空气中的传播速度远大于声音在空气中的传播速度，它们传播相同距离，光用的时间更短，所以，在远处观看表演的观众总是先看到烟花，然后听到爆炸声。
12．在探究小孔成像的实验中，小明选用两个空的易拉罐，在其底部中央分别开一个小圆孔和一个小方孔，并将其顶部剪去，蒙上一层半透明薄膜。将点燃的蜡烛按图甲、乙所示的位置放置在小孔的前方。
(1)分析比较甲、乙两图，可以得出：物体通过小孔所成的像与____________无关。
孔的形状
(2)小明增大蜡烛与小孔之间的距离，在半透明膜上成的像________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)如图所示，AB是蜡烛的示意图，作出它通过空罐底部上的小孔O在光屏P上所成的像。
变小
如图所示。
(4)学以致用：小明家的天花板上有一盏顶灯如图1，有一天，小明观察到如图2所示的情形，灯正下方的塑料框子上有十个圆形孔的隔板下方，出现了十个圆环形的亮斑。这些亮斑是_________(填“隔板的影子”“孔的像”“灯的影子”或“灯的像”)。
灯的像
13.(中考趋势题)在某科幻小说中，作者幻想一种慢透光玻璃，在这种玻璃中光运动速度极小，通过半厘米需要10年时间。作者科学幻想的依据是____________________________________。如果幻想成真，请设想一个合理的场景：_____________________________________________。
3星题 思维提升
光在不同介质中的传播速度不同
当一块慢透光玻璃制出来时，望上去总是一片漆黑
光的直线传播
光源
天然光源
应用
影的形成
小孔成像
倒立、可小可大的实像
光线
人造光源
照不到
照得到
规律
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

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