资源简介

光的直线传播
核心素养目标
1．物理观念：
　（1）知道光来自光源。
　（2）知道光沿直线传播的条件。
（3）知道光的直线传播的有关现象。
　（4）知道光在社会生活与生产中的一些应用。了解光在真空中的传播速度c=3×108 m/s。
　（5）知道光在空气、水和玻璃中的传播速度。
（6）了解宇宙中古老的“光”。
2．科学思维：
（1）通过光经过几点科学推理光可能沿直线传播。
　（2）知道“光线”是物理模型，是研究光学的基本工具。
3．科学探究：
（1）观察光的传播的不同现象，让学生提出问题。
（2）观察光在气体、液体和固体中传播的实验现象，认识光沿直线传播是有条件的。
（3）利用所学《光的直线传播》对生活中的现象进行解释。
科学态度与责任：
（1）通过对求救信号灯的介绍，对学生进行生命安全教育。
　（2）通过对光沿直线传播的探究性学习活动，使学生认识到不能绝对化地理解科学规律。
（3）通过介绍墨子在《墨经》中最早记载小孔成像，以及光的直线传播在古代工程技术中的应用，培养学生的民族自豪感，进行爱国主义教育。
（4）通过了解环境保护的相关法律知识，培养学生热爱自然、保护环境、遵守科学伦理的自觉行为。
（5）通过光在现代社会中的应用，激发学生探索欲，以推动可持续发展和实现中华名族伟大复兴的使命担当。
教学重难点
【教学重点】
　　　光沿直线传播的探究及其应用、光的传播速度。
【教学难点】
　　　光沿直线传播探究及其应用。
教学过程
一、创设情境，导入新课
教师：同学们，今天我们一起来认识一位新朋友，请看屏幕,猜一猜成语，然后猜一猜今天认识的新朋友是“谁”？。
生：光阴似箭、湖光山色、五光十色、光芒万丈、光天化日、凿壁偷光、光彩躲目。
教师：全部正确，同学们真棒！今天认识的新朋友是“谁”呀？
（设计意图：注重新课标中的课程理念，倡导教学方式多样化，新颖的课堂导入方式，能快速抓住学生的注意力，让学生猜跟光有关的成语，引入本节课所学的内容，容易猜到的成语导入，面向全体同学，迅速进入上课状态）。
教师：大家猜到了吗，我们今天认识的新朋友是“谁”呀？
生：（异口同声地回答）光。
教师：同学们真聪明！今天我们就来学习与光有关的知识。（引入课题）
板书课题：4.1 光的直线传播
二、合作交流，探究新知
1、光源
教师：要研究光现象，首先要看看哪些物体能够发光？请大家举例说明。（教师示意学生举手）
学生举例：
生1：太阳、电灯、蜡烛。
生2：手电筒、电视机、萤火虫。
生3：灯笼鱼、水母。
教师：嗯，大家说的真好！所有这些，能够发光的物体都叫作光源。
教师边讲边板书：“1、光源：能够发光的物体。”
教师：请同学们看课件，老师这里列举了一些光源，大家看看应该怎样给它们分类？
生：屏幕中的光源可分为两类，一类是自然光源，另一类是人造光源。
同时教师板书：“光源分类：自然光源和人造光源。”
教师介绍人造光源的发展和应用，使学生意识到人造光源的前景十分广阔。
★小试身手
教师：请看第1题哪些物体属于光源？
1、下列物体属于光源的是（ ）
A.二维码 B.交警反光服 C.交通指示灯 D.电视机 E.月亮
学生讨论后回答，教师评价：“回答正确，真厉害！”
解析：
能够发光的物体叫光源，二维码、.反光服、月亮只是反射光，不是自己发光；
答案：C、D
特别提醒：
（1）光源强调的是“自身”发光的物体，而不是反射光，如月亮的光是反射的太阳光，月亮本身并不发光，所以不是光源。
（2）人眼看到物体时物体发出或反射的光进入人的眼睛，而不是人眼发出光。
例题1设计意图：二维码是现代社会几乎无处不在，教授的知识应该与时俱进，交通指示灯的选入，让学生潜意识植入遵守法律法规，面向全体学生，培养学生的核心素养。
2、光的直线传播
（1）实验探究：光是如何传播的？
教师打开激光笔，照射到墙壁上，学生观察墙壁上的光斑。
教师提问：激光笔发出的光是如何传播到墙壁上的呢？下面老师请六名同学按照屏幕上的要求站队，看看激光的传播过程中经过了哪些位置？。
教师：这六个小标签位置关系有什么特点？
学生：在同一条直线。
教师：激光经过这六个标签的位置，而六个标签在同一条直线，由此我们猜想，激光在空气中怎么传播的呢？
学生：光可能沿直线传播。
教师：请六位同学回到自己的位置，同时评价：“六位同学做得真不错！”并示意同学们鼓掌鼓励。
教师：物理是一门以实验为基础的学科，为了验证猜想是否正确，我们应该怎么办？
学生：做实验。
教师：桌子上的实验箱里有激光笔，喷雾器，水，食用油，松香，蜡（边介绍边拿出器材，示范激光笔的使用）
教师：请同学们按照导学案中的实验单，探究光在不同介质中的传播情况，并填写实验报告单。
（实验单一）实验探究一：光在空气中的传播情况。
实验器材：激光器、喷雾器
实验注意事项：激光是强光，禁止直射眼睛。
实验步骤：①把激光器对着教室天花板；
②打开激光笔；
③用喷雾器对着激光器上方喷水雾；
④观察实验现象：喷出水雾后激光的传播路径被显示出来，其沿_______传播；
⑤整理实验器材，放入器材箱；
⑥分析论证，得出结论：光在空气中沿_________传播。
（实验单二）实验探究二：光在液体（水和食用油）中的传播情况
实验器材：激光器、水（放了少量的石灰）、食用油
实验注意事项：激光是强光，禁止直射眼睛
实验步骤：①把激光器朝着教室天花板，激光器上方放装有水的塑料盒；
②打开激光器，让激光通过塑料盒的水中；
③观察实验现象：激光在塑料盒的水中继续传播，其路径其沿_______传播；
④将水换成食用油，重复上述实验，观察实验现象：激光在食用油中继续传播，其路径其沿_______传播；
⑤整理实验器材，放入器材箱；
⑥分析论证，得出结论：光在液体（水和食用油）中沿_________传播。
（实验单三）实验探究三：光在固体（蜡和松香）中的传播情况。
（改进意图：普通的实验是用玻璃，但是实验现象不明显，把脱色的蜡和半透明的松香铸成方块实验现象更明显，并且可以让学生复习到第三章中学习的非晶体中的蜡和松香，加深对已学知识的记忆）
实验器材：激光器、蜡、松香
实验注意事项：激光是强光，禁止直射眼睛
实验步骤：①把激光器朝着教室天花板，激光器上方放蜡块；
②打开激光器，让激光通过蜡块；
③观察实验现象：激光在脱色的蜡块中可以继续传播，其路径其沿_______传播；
④将蜡块换成松香，重复上述实验，观察实验现象：激光在半透明的松香中继续传播，其路径其沿_______传播；
⑤整理实验器材，放入器材箱；
⑥分析论证，得出结论：光在固体（蜡和松香）中沿_________传播。
学生分小组实验探究，教师巡回指导。
教师拍照上传各小组的实验情况，通过seewo白板功能同步上传到计算机展示。
学生实验完毕，教师引导学生分析与论证。
教师：“请同学们停下来，屏幕中是部分同学的实验过程和现象，下面请三个实验小组的代表到前面来分别展示光在气体、液体和固体中的传播情况，并根据实验现象得出实验结论。哪个小组的同学先来？”
学生举手，分别上台展示。
教师引导学生对各小组的展示情况进行评价，对展示过程中存在的问题进行完善，对展示精彩的进行表扬和鼓励。
教师：“刚才几位同学的展示很精彩，也分别得出了光在气体、液体和固体中的传播情况。接下来老师要请一位同学对以上实验结论用一句话进行概括总结，哪位同学来试试？”（示意学生举手）
学生：“光在介质中沿直线传播。”
教师提出反问：“光在介质沿直线传播吗？这种表述是否严谨？请同学们认真观察老师接下来的魔幻实验，见证奇妙的时刻。”
（2）实验探究：光在不均匀介质中是如何传播的？
教师演示实验。
演示1：将一束光射到装有石灰水的水槽中，观察光在水中的传播路径。
教师：大家观察到光在水中的传播路径是怎样的？
学生：光在水中沿直线传播。
演示2：将注射器嘴深入水中，缓慢注入染色的蔗糖浓溶液，观察光在混合液体中的传播路径变化。
教师：大家观察到光的传播路径有什么变化？
学生：光的传播路径变弯曲了。
演示3：接着用玻璃棒把水槽中的液体搅拌均匀，观察光在混合液体中的传播路径变化。
教师：搅拌均匀后传播路径又有什么变化？
学生：光在均匀介质中又沿直线传播。
教师：请同学们思考一下，光在介质中沿直线传播有什么条件？
学生：光在均匀介质中才沿直线传播。
教师：刚才我们检验了光在均匀介质中沿直线传播，光在不同介质中的传播路径是怎么样的呢？
学生1：可能不是直线。
学生2：可能还是沿直线传播。
教师：这两位同学的猜测是否正确呢？下面我们继续用实验来验证。
演示4：用激光器发射激光从空气斜射入水中，用喷雾器在水面上方激光笔的前面喷水雾。
学生观察光在空气和水两种介质中的传播路径不是一条直线。
教师引导学生得出光沿直线传播的条件：
学生：“光在同种均匀介质中沿直线传播。”
3、光线
教师板书：在同种均匀介质中沿直线传播。
同时阐述，为了形象的表示光的传播路径，物理学中引入“光线”的概念。
板书：“2、光线： ，径迹、方向”同时阐述，直线表示传播路径，箭头表示传播方向。
教师强调解释光线并不真实存在，是人们在研究光的传播情况时假想出来的，这种研究问题的方法叫做理想模型法，介绍平行光的光线画法和点光源发出的光的光线画法。
4、光沿直线传播的应用
教师指导学生看教材P70图4.1-4，同时启发学生举出光沿直线传播的现象。
★小游戏：跟着老师猜成语
教师拿起一片树叶遮住眼睛，请同学们猜一个成语。
学生：一叶障目。
教师：一叶障目的下一句呢？
教师：请同学们对一叶障目的现象做出解释。
学生：因为进入眼睛的光被叶子挡住了，所以看不到物体了。
教师：这也说明了光是沿直线传播的。
（1）影子的形成
教师拿出手电筒对天花板照射，伸出手挡在手电筒的前面。
教师：光被手挡住了，在天花板这个黑色的阴影叫什么呢？
学生：影子。
播放图片，解释影子的形成，播放影子的有趣短视频，调节课堂氛围，激发学生的兴趣。
师生共同小结影子的形成：
影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。
教师：光被不透明的物体挡住了会形成影子，如果太阳被挡住了呢？
（2）日食、月食的成因。
微课：用微课讲解日食、月食的形成原理。
教师启发学生用光的直线传播解释日食、月食的成因.
播放图片，介绍日晷，圭表，中国古人利用日影测时间和时节，利用“水鸭子”制作简易水平仪，这些都是古代劳动人民智慧的结晶（对学生进行爱国主义教育），播放光在现代技术的应用，激发学生的探索精神。
播放图片：学生利用日影，测量潜江市曹禺公园芦洑塔的高度。
（设计意图：学生通过操作实践，培养学生的动手能力，并且应用数学和物理知识解决问题的能力，体现了新课程“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念）
（3）小孔成像
教师：“除了影子，日食和月食的形成是因为光沿直线传播，还有小孔成像也是”
知识拓展：
最早记载小孔成像现象的是思想家墨子，在《墨经》讲述了小孔成像的故事，增加学生的民族自豪，培养爱国情怀。
教师总结：小孔成像的原理是光的直线传播，条件是孔径必须很小，像的特点是成倒立的实像。能够用光屏承接的像是实像。
教师：同学们请看屏幕中第2题。
★小试身手
2、晴天，树阴下的地面上出现的圆形光斑是（ ）
A.太阳的像 B.太阳的影子 C.光斑 D.树叶的影子
解析：树叶间的空缝形成“小孔”，树阴里的光斑也就是我们所学的“小孔成像”现象，作为太阳的像，这个光斑也像太阳一样是圆的.这个光斑是太阳光射到地面上会聚形成的，所以是实像，C不对；这个光斑处有太阳光射到，自然也就不能叫影子了，B、D不对.
答案：A
5、光速
教师：第一章我们学习了速度，光有速度吗？
课件展示：光的传播速度
教师：雷声和闪电在同时同地发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明什么问题？
学生：这表明光的传播速度比声音的传播速度快。
教师：大家回忆一下，声音在空气中（15 ℃）的传播速度是多大？
学生：340 m/s。
教师：大家已知道声音在各种介质中的传播速度，那么光的传播速度是多大呢？
教师用多媒体播放课件“光的传播速度”，并讲解。
光的传播速度（多媒体课件）
光在真空中的传播速度约为c=3×108m/s，这是目前为止，我们知道的宇宙间最快的速度.光在空气中的速度比真空中略小，我们近似认为其等于真空中光速，为3×108
m/s；光在水中的速度约为真空中光速的3/4；光在玻璃中的速度约为真空中光速的2/3。光年是距离单位，表示光一年传播的距离。
注意：光的传播不需要介质，能在真空中传播，而声音传播需要介质，不能在真空中传播。
板书：
3、光速：光在真空中的传播速度是3×108m/s。
4、光年：是长度单位。
播放课件：科学世界——《我们看到了古老的光》，通过介绍宇宙中星体之间的距离，引入神话故事，增强学生文化自信。然后介绍光污染，让学生明白，人们在利用光的同时，光污染也给人们带来烦恼，引导学生用辩证法看待科学，形成科学的世界观。
三、课堂小结，梳理归纳
（一）知识点的总结
1、光源：能够发光的物体叫做光源。
光源可分为：天然光源和人造光源。
光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播；（
光的直线传播的应用：
（1）小孔成像：像是倒立的实像
（2）取直线：激光准直（挖隧道定向）；整队集合；射击瞄准；
（3）限制视线：坐井观天、一叶障目；
（4）影的形成：影子；日食、月食
日食：太阳 月球 地球； 月食：月球 太阳 地球
3、光线：常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向；（是理想化物理模型，非真实存在）
4、真空中光速是宇宙中最快的速度；c=3×108m/s=3×105 km/s；
5、光年：是光在一年中传播的距离，光年是长度单位。
二、研究方法的总结：
本节课我们应用了，数理结合的方法，转换法，实验探究法，比较归纳法，从特殊到一般的方法。
四、课堂拓展练习，应用提高
1、动手体验，课内拓展
教师：“同学们，用实验箱里面的器材，完成小孔成像规律实验探究的拓展。”
探究“小孔成像情况”，两个相同纸盒的底部其中一个底部有一个圆形小孔孔或三角形小孔（1-3组为小圆孔，4-6组为三角形小孔），另一个纸盒底部是半透明的薄纸。
实验器材：F形LED灯、光具座、一个底部有小孔的纸盒，一个底部是半透明薄纸的纸盒。
（1）由于像的亮度较暗，所以纸盒筒的 　 　（填“A”或“B”）端是用半透明薄纸制成光屏；
（2）分别将小孔对着F形LED灯，可以看到F形LED灯通过小孔的成像情况。可以发现：
①LED灯在半透明薄纸上所成像是 　 　（填“正立”或“倒立”）的实像；
②物体像的形状与小孔的形状 　 　（填“有关”或“无关”）；
③其成像的原理是 　 　；
探究像的大小与距离关系。
①将F形LED灯和小孔的位置固定后，若光屏到小孔的距离越远，像越 （填“大”或“小”）；
②光屏到小孔的距离不变（大约10cm），移动F形LED灯，即物体越远，像越 （填“大”或“小”）。
教师指导学生完成动手拓展实验，然后点学生回答。
2、动脑练习
2、动脑练习，巩固提高
（1）如图所示，AB是箭头状光源，不透明的墙壁C处有一小孔。请画出光源AB在光屏MN上所成的像A'B'。
（2）光在真空中的传播速度为3×108m／s，为实现我国的探月计划，向月球发射的激光到达月球并返回地面约需2.6s。求
①地球和月球之间的距离是多少？
②如果用超声来测量地球和月球之间的距离，可行吗？说出你的理由
拍照上传学生的作业，然后讲解。
3、课后作业:完成课本71页的动手动脑1到4题；
课后小制作：小孔成像。
板书设计：
4.1 光的直线传播
1、 光源：能够发光的物体。
光源分类：自然光源和人造光源。
光沿直线传播的条件：在同种、均匀介质中。
2、光线：带有箭头的直线。
3、光速：光在真空中的速度约为c=3×108m/s。
4、光年：长度单位，是光一年时间传播的距离。

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