资源简介

2.4 光和颜色（第1课时）（教学设计）
年级 七年级 授课时间
课题 2.4 光和颜色（第1课时）
教学 目标 科学观念：了解光源；了解光在同一种均匀介质中沿直线传播；学会光线的画法；了解光在不同介质中的传播速度不同；了解光速的应用； 科学思维：用光的相关科学知识解决实际问题； 探究实践：观察光在空气和水中的传播实验现象，认识实验手段是研究科学问题基本方法； 态度责任：树立实事求是的科学态度。
教学 重难点 重点：光在同一种现象中沿直线传播 难点：用光的直线传播原理来解释生活中一些相关的现象
学情 分析 本节内容选自浙教版七下第二章第4节，教材介绍光源、光的传播及传播速度、光的色散现象、物体的颜色及看不见的光等知识。其中光的直线传播是几何光学的基础，又是研究光的反射、折射现象的必备知识，教材利用大量图片、小实验等引导学生探究出光的直线传播规律，同时用光的直线传播原理解释影子、日食、月食和小孔成像等生活中的相关现象，激发学生的学习兴趣；而光的色散和物体的颜色等内容，则以理论探讨为主，结合实例，分析总结基础上得出结论，交用大量的实例来进行巩固。 本节内容拟用2课时完成教学，第1课时主要介绍光源、光的传播、光的传播速度；第2课时主要内容为光的色散、物体的颜色和看不见的光。
教学 准备 课件、课本、实验活动器材等
教学过程
教师活动 学生活动
新 课 导 入 蓝天丽日，白云悠悠，鲜花遍布草地，有红的、黄的、紫的、白的……大自然用它的各种色彩陶冶着我们的情操。雨过天晴，一条彩虹挂在天空，它的美丽和神奇引起了人们无限的遐想,我们可以通过眼睛看到各种各样的颜色，也可以看到各种光线，那么为什么世界如此色彩斑斓？ 观看图片，了解大自然的各种颜色，思考为什么可以看到各种颜色和光线。
新 知 讲 授 一、光源 太阳给我们带来了光明，色彩斑斓的霓虹灯把城市的夜景装扮得如此美丽，令人心旷神怡。那么，在我们的周围有哪些物体能发光？ 太阳以及我们看到的绝大多数星星都是恒星，恒星都能发光；许多动物也能发光，比如萤火虫、水母；电灯通电后可以发光；燃烧的蜡烛也能发光。这些自身会发光的物体叫做光源。 注意： （1）如月亮、珍珠、镜子等自身不发光，但能反射太阳光从而发光，不属于光源。 （2）光源可分为自然光源（太阳、萤火虫等）和人造光源（火把、电灯、蜡烛等）。 二、光的传播 1.光的直线传播 光源发出的光能在空气、水、玻璃等物质中传播，它的传播路线是怎样的？ 活动： 1.将一束激光射到空气中，观察激光在空气中传播的路径。 2.将一束激光射到水中，观察激光在水中传播的路径。 3.将一束激光射到玻璃中，观察激光在玻璃中传播的路径。 注意：实验时不要把激光对准人的眼睛，以免损伤眼睛。 从这些实验可以得出：光在同一种均匀物质中是沿直线传播的。 注意：光在同一物质，且是均匀物质中才沿着直线传播，如下图光从空气射向玻璃砖时发生了偏折，光射向密度不均匀的糖水中传播路线发生弯曲。 生活中也有很多现象说明光在同一种均匀介质中沿着直线传播的。如树林里的光线，城市的光线。 2.光线 为了形象地表示光的传播情况，我们常用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向。这样的线叫做光线。 光线是为了描述光的传播路径和和传播方向而假想的物理模型。光线是一条带箭头的直线，箭头表示传播方向，直线表示传播路径。实际上，光是存在的，光线是不存在的，是理想化的物理模型。 思考与讨论：用步枪瞄准射击时，当眼睛看到瞄准点、准星尖和缺口三者重合时，就认为三者处于同一直线上，这是什么道理？ 因为光在同一种均匀物质中沿直线传播，所以当眼睛看到瞄准点、准星尖和缺口三者重合时，就认为三者处于同一直线上。 3.光沿直线传播的现象 活动：小孔成像实验 1.取几张硬纸片，用小刀在纸片上刻出各种不同形状（三角形、正方形、 菱形、梯形等）的小孔，小孔大小约为1厘米，把刻有小孔的纸片放在阳光下，观察阳光通过不同形状的小孔后在地面上形成的光斑形状。 2.再取一张硬纸片，用小刀在纸片上刻出正方形的大孔，大孔大小约为5厘 米，把刻有大孔的纸片放在阳光下，观察阳光通过大孔后在地面上形成的光斑形状。另取一张硬纸片把正方形的大孔遮去一部分，观察阳光通过变小的孔在地面上形成的光斑形状。移动纸片减小孔的大小，直到阳光通过孔在地面上形成圆形的光斑为止。 3.通过活动，你得出了什么结论？ 当透光孔较大时，光斑的形状与透光孔的形状有关。当透光孔较小时，光斑的形状与透光孔的形状无关。这是因为光沿直线传播，太阳光穿过小孔后，所形成的光斑的形状与太阳相同，是圆形的，这些光斑是由实际光线会聚而成的，是太阳的实像，这属于小孔成像现象。如树林里圆形的光斑就是小孔成像。 小孔成像：成倒立的实像 当光源和小孔的距离（物距u）大于小孔和光屏的距离（像距v），成倒立缩小的实像； 当光源和小孔的距离（物距u）等于小孔和光屏的距离（像距v），成倒立等大的实像； 当光源和小孔的距离（物距u）小于小孔和光屏的距离（像距v），成倒立放大的实像。 注：①实像是实际光线会聚而成的像，可用光屏承接。 ②当透光孔较小时，光斑的形状与透光孔的形状无关。 ③像和物上下颠倒，左右相反，可用“F”光源进行实验。 光沿直线传播现象：影子 由于光沿直线传播，当光遇到不透明物体时，会在物体后面形成影子。 生活中还有很多光沿着直线传播的现象，如激光准直，排队，射击瞄准，月食等。 三、光速 光在不同物质中传播的快慢是不同的。真空中的光速是目前人类已知的宇宙间最大速度，用字母c表示。光在真空中的传播速度是米/秒。光在介质中的传播速度都小于真空中的传播速度。 光在一年时间里传播的距离约等于，这个距离叫做一光年，天文学上常用光年来计量天体之间的距离。 真空米/秒空气比真空稍小，近似为真空速度水约为真空中光速的3/4玻璃约为真空中光速的2/3
声和光的对比 现象传播物质在真空中传播速度声的传播固体、液体、气体不能传播空气（15℃）中340米/秒； 固体＞液体＞气体光的传播透明物质传播速度最大真空或空气中米/秒； 真空＞空气＞水＞玻璃
知道光源的定义，并且能辨析哪些物质是光源。 通过实验活动了解光在同一均匀物质中沿直线传播。 知道光线这一物理模型，并知道常见光路图。 思考射击瞄准的原理，并知道生活中光沿着直线传播的现象。 按照步骤进行小孔成像实验，了解其成像原理。 知道影子的成因及其他一些光沿着直线传播的现象。 知道光在真空中的传播速度，以及在其他透明介质中的传播速度。
课 堂 练 习 典例1 下列物体中，属于光源的是 。（填序号） ①太阳；②正在发光的电灯；③点燃的蜡烛；④白墙；⑤流星；⑥月亮 【答案】①②③⑤ 【解析】自身能发光的物体叫做光源。 太阳、正在发光的电灯、点燃的蜡烛、流星都属于光源。其中流星的光是自身和大气层摩擦产生的高温放出的光，是自身的光，而不是反射的，所以是光源。白墙和月亮都是反射的光，不是自身发光，不属于光源。故答案为①②③⑤。 典例2 如图所示，找一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点： （1）从右侧眼睛看过去，将蜡烛在孔前绕顺时针旋转，则人眼看到的塑料薄膜上的像是 （选填“顺”或“逆”）时针旋转的； （2）为了增大烛焰所成的像，可采取的办法是： ； （3）晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑与上述原理相同，其圆形光斑大小不一的原因是 。 【答案】（1）顺（2）将蜡烛靠近小孔（3）树叶缝隙离地面的距离不同 【解析】（1）眼睛从右边观察塑料薄膜上的像，蜡烛在孔前绕顺时针旋转，它在塑料薄膜上所成的像是顺时针旋转的。 （2）在小孔到光屏距离一定的情况下，为了增大蜡烛所成的像，将蜡烛靠近小孔。 （3）晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑与上述原理相同，小孔成像中像的大小与像距、物距有关，故其圆形光斑大小是因为树叶缝隙离地面的距离不同。 典例3 2020年6月21日，在我国多地观察到日偏食现象。如图是小科在大树底下拍摄的地面照片，从照片中可以看到地面上有大量“月牙”形的光斑。下列选项的原理与“月牙”形光斑形成的原理不同的是（ ） A.彩虹 B.皮影戏 C.日晷 D.月食 【答案】A 【解析】地面上的“月牙”光斑，其实是太阳的光穿过树叶的缝隙时形成的小孔成像现象，原理是光的直线传播，据此分析判断。 A.彩虹是光的色散现象，故A符合题意。 B.皮影戏是光的直线传播形成的，故B不合题意。 C.日晷是利用光沿直线传播形成的影子工作的，故C不合题意。 D.月食是太阳光光沿直线传播时，照到月球上形成的地球的影子，故D不合题意。 故选A。 典例4 某国际小组利用一种超低温原子云为媒介，成功地使光在其中的传播速度降低为真空中的两千万分之一。这种光速接近于普通人骑自行车的速度，此成果在光计算机、光通信等领域具有广阔的应用前景。科学家正在努力将光速降低到几乎与蜗牛爬行的速度相当。根据以上材料，回答下列问题： （1）从以上材料可知，光在超低温原子云中的传播速度为 m/s； （2）本材料说明光在不同的介质中传播速度是 （填“相同”或“不同”）的。 【答案】（1）15（2）不同 【解析】（1）光在真空中的传播速度为m/s，从第一句话可知，光在超低温原子云中的传播速度为m/s=15m/s。即光在超低温原子云中每秒钟传播的距离为15米； （2）本材料说明光在不同的介质中传播速度是不同的。 典例5 在较远处观看焰火表演时，总是先看到空中的烟花，然后听到火药的爆炸声。出现这种现象的原因是（ ） A.火药爆炸得早 B.声音发出得早 C.光速比声速快 D.烟花发出的光传播得比声音慢 【答案】C 【解析】爆炸声和烟花的光经过的路程相同，而先看到烟花，说明光传播的时间更短，根据可知，光速比声速更快，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。
课 堂 小 结 1.光源：自身会发光的物体。如太阳、通电的电灯、点燃的蜡烛等。 （1）如月亮、珍珠、镜子等自身不发光，但能反射太阳光从而发光，不属于光源。 （2）光源可分为自然光源（太阳、萤火虫等）和人造光源（火把、电灯、蜡烛等）。 2.光的传播 （1）光在同一均匀物质中沿直线传播。 （2）为了形象地表示光的传播情况，我们常用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向。这样的线叫做光线，如 （3）光沿直线传播的现象：影子、小孔成像；应用：激光准直、排队、射击瞄准等。 （4）小孔成像成倒立的实像，若u＞v，成缩小的像，若u＜v，成放大的像，像的形状与孔的形状无关。 3.光速 （1）真空中的光速是目前人类已知的宇宙间最大速度，用字母c表示。光在真空中的传播速度：。 （2）光在不同介质中传播的速度是不同的。光在真空中的速度最大，在空气中接近这个值，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速度的2/3。 （3）光在真空中可以传播，声音在真空中不能传播。 （4）注意光年是长度单位，指光在一年中传播的距离。
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