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第四章　光现象
第1节　光的直线传播
【知识与技能】
1．知道什么是光源；知道光在同种均匀介质中沿直线传播。
2．知道光在真空中的传播速度最大；会用光沿直线传播的知识解释一些现象。
3．了解小孔成像的原理；了解光年是长度单位。
【过程与方法】
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。
【情感、态度与价值观】
观察实验，培养学生尊重客观事实，事实求是的客观态度。
【教学重点】
光的直线传播。
【教学难点】
用光的直线传播来解释简单的光现象。
光的直线传播
【提出问题】
情境导入：利用多媒体课件播放一幅幅美丽的城市夜景、绚丽多彩的极光。
美丽的城市夜景、绚丽多彩的极光，正是有了这色彩斑斓的光，世界才被打扮得如此美丽，如此迷人。请同学们思考：
(1)这些把世界点缀得如此美丽的光是哪儿来的呢？
(2)太阳、星星、月亮、点燃的火柴、点燃的蜡烛、点亮的日光灯、反光的镜子、点亮的电视机屏幕都能发光吗？
【自主探究】
学生阅读教材，讨论归纳。
【归纳总结】
能够发光的物体都是光源，光是光源发射出来的。
【实验探究】
在日常生活中，我们可以发现，光好像是沿着直线在传播，比如从汽车车灯射出的光束。那么光在空气中是沿直线传播的，那么它在液体、固体中也是沿着直线传播吗？
学生实验：
实验一：用激光笔发出光束向滴了少量墨水的水中投射，可以看到光在水中沿直线传播。
实验二：用激光笔发出光直接照射果冻，发现光在果冻中沿直线传播。
实验三：将激光射过拉直了的橡皮管，但橡皮管弯曲就无法射过。
实验四：将几枚大头针插在一条直线上，眼睛沿这条直线看去只能看到第一根针。
实验五：将激光沿白屏从空气斜射入水中，可以看到光在空气和水中的路径都是直线，在空气和水的界面上发生了偏折。
在上述实验中发现：光在空气、水、果冻、玻璃中沿直线传播；但在两种介质的界面上发生了偏折。如果演示光在非均匀糖水中传播的实验，可以发现光在同种非均匀介质中路径发生弯曲。
【知识总结】
1．光在同种均匀介质中沿直线传播。
2．用带有箭头的直线表示一束光传播的径迹和方向，这样的直线叫作光线。
光的传播速度
【课堂讨论】
同学们快速阅读课本，读完之后能告诉老师为什么在打雷的时候先看到闪电后听到雷声？
【自主探究】
学生阅读相关资料，讨论分析。
【知识总结】
光的传播速度比声速快，而且可以在真空中传播。光在真空或空气中的传播速度约为3×108 m/s，在水中的传播速度约为在真空中的，在玻璃中的传播速度约为在真空中的。
【知识拓展】
光年：光在一年内通过的路程。
[注意]光年是一个长度单位而不是时间或速度的单位。
第四章　光现象
第1节　光的直线传播
一、光的直线传播
光在同种均匀介质中沿直线传播。
二、光的传播速度
光可以在真空中传播，通常情况下，真空中光速可以近似取c＝3×108 m/s。
第2节　光的反射
第1课时　光的反射定律
【知识与技能】
1．了解光在一些物体表面可以发生反射。
2．认识光反射的规律，了解法线、入射角和反射角的含义。
3．理解光的反射现象中光路的可逆性。
【过程与方法】
1．通过实验，观察光的反射现象。
2．体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的。
【情感、态度与价值观】
在探究“光反射时的规律”过程中，培养学生的科学态度，鼓励学生积极参与探究活动。
【教学重点】
用探究法研究光的反射定律。
【教学难点】
用光的反射解释一些简单现象，意识到光路的可逆性。
　　情境导入
在漆黑的夜晚，我们看不到屋子里的桌子、电视，怎样才能看到呢？为什么？我们能看见太阳、电灯，是由于它们能发光，光线进入了我们的眼睛，那我们是如何看见那些不发光的物体呢？其实是因为物体反射的光进入了我们眼睛，我们才能看见不发光的物体。
光的反射定律
【提出问题】
结合日常现象，请学生思考光在反射时遵循什么规律？
【实验探究】
向同学们展示实验器材：平面镜、带刻度的白纸板、激光笔。
学生先阅读教材，了解与光的反射有关的几个术语：
法线：过入射点并垂直于镜面的直线。
入射角(i)：入射光线与法线的夹角。
反射角(r)：反射光线与法线的夹角。
猜测：入射光线与反射光线及法线有什么样的关系？入射角与反射角有什么样的关系？
实验过程：
实验序号 入射角i 反射角r
1
2
3
　　 eq \a\vs4\al()
1．先将白纸板垂直放于镜面上。
2．用激光笔贴着纸板从一侧发射光线到镜面，观察反射光线的走向，记下入射光线与反射光线的位置所在，并让同学们记下此时的入射角与反射角并填入表格。
3．将入射光线向法线靠拢，即入射角减小时，观察反射光线会有什么变化，多次试验并记录。
【知识总结】
光反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线、入射光线分居在法线两侧；反射角等于入射角。这就是光的反射定律，简单来说可以记为：三线共面、法线居中、两角相等。
光路的可逆性
【课堂讨论】
在上面的实验中，如果将光入射时逆着反射光的方向射到镜面，那么它的反射情况会怎么样呢？
【自主探究】
学生先作出猜想，然后亲自动手实验验证，总结归纳。
【知识总结】
1．如图所示，A点发出的光经O点反射后到达B点，在B点再放一光源，使其发出的光射向镜面某点如C点，调整光线BC的方向，使其与BO重合，发现其反射光线与OA重合，从而说明光反射时光路是可逆的。
在反射现象中，光路是可逆的。
2．生活中光路可逆的现象：如果你在一块平面镜中看到了另一位同学的眼睛，那么，不论这个平面镜多么小，你的同学也一定会从这块平面镜中看到你的眼睛。
第四章　光现象
第2节　光的反射
第1课时　光的反射定律
一、光的反射定律
1．因为物体反射的光进入了我们眼睛，我们才能看见不发光的物体。
2．光的反射定律：三线共面、法线居中、两角相等。
二、光路的可逆性
在反射现象中，光路可逆。第2课时　镜面反射和漫反射
【知识与技能】
了解什么是镜面反射，什么是漫反射，知道它们所带来的影响。
【过程与方法】
通过多媒体展示，仔细观察，理解镜面反射和漫反射的主要差异。
【情感、态度与价值观】
通过学习，密切联系实际，提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识，了解光污染，提高学生保护环境意识。
【教学重点】
镜面反射和漫反射的特点和在生活中的应用。
【教学难点】
镜面反射和漫反射的区分。
　　情境导入
让一束太阳光斜射到平面镜上，调整镜面的方向，会在墙上产生一个明亮的光斑，迎着反射光的方向看，很刺眼；用一张白纸代替镜面，从各个方向都看不到耀眼的亮光，同时墙上也没有明亮的光斑。
请同学们动手进行以上实验，思考其中的原理。
镜面反射和漫反射
【提出问题】
为什么阳光射在镜面和白纸上的现象不同，是什么造成了这种现象？
【自主探究】
学生查阅相关资料，观看有关镜面反射和漫反射的图像。
【知识总结】
镜面反射：一束平行光射到反射面上，反射光仍是平行的。
漫反射：一束平行光射到反射面上，反射光不是平行的。
【知识拓展】
一束平行光射在平整的镜面，会被平行地反射，光线会射向同一个方向，就会产生炫目的光，干扰人们的正常生活，如今城市中的玻璃幕墙就因为光的镜面反射，造成了“光污染”；当平行光射到凹凸不平的表面上，光线会向四面八方反射，因此我们才可以从不同的方向看到不发光的物体。
第四章　光现象
第2节　光的反射
第2课时　镜面反射和漫反射
1．镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。
2．解释现象：在各个方向看到不发光物体；城市的“光污染”。
第3节　平面镜成像
第1课时　平面镜成像的特点
【知识与技能】
1．了解平面镜成像的特点。
2．了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。
【过程与方法】
1．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。
2．观察实验现象，感知虚像的含义。
【情感、态度与价值观】
在探究“平面镜成像的特点”中领略物理现象的美妙，培养实事求是的科学态度。
【教学重点】
平面镜成像的特点。
【教学难点】
虚像的概念。
平面镜成像的特点
【提出问题】
在日常生活中用镜子时，学生们有没有想过：观察自己在平面镜中的像，当你改变与平面镜间的距离时，像怎样变化？像的大小与物体的大小有怎样的关系？像的大小与平面镜的大小有关系吗？
【实验探究】
学生阅读教材相关内容，进行探究实验：
①将一张8开的白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上，用两个夹子夹住一玻璃板，竖立在白纸上。
②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，观察到玻璃板后面出现了蜡烛的像。
③另拿一支相同的未点燃蜡烛在玻璃板后面移动，使它与前面蜡烛的像重合(左右移动，直到从不同位置看上去它们都重合在一起)，这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置．改变玻璃前蜡烛的位置，把实验再做两次，每次都记下两支蜡烛的位置。
④在白纸上画出玻璃板的位置，移开玻璃板，用刻度尺画实直线把每次实验中两支蜡烛位置的位置连接起来，量出两支蜡烛到玻璃板的距离，记录下来并比较它们的大小，再用量角器测量看它们是否与镜面垂直。
⑤把测量结果填入下表中。
蜡烛到平面镜的距离/cm 蜡烛的像到平面镜的距离/cm
第一次
第二次
第三次
　　完成实验后，根据表格中所得到的数据，思考讨论，归纳总结出平面镜成像的特点。
【知识总结】
平面镜成像有如下特点：
1．平面镜所成的像为正立的虚像，像和物体的大小相等。
2．像和物体到镜面的距离相等。
3．像和物体的连线垂直于镜面。
平面镜成虚像的原理
【课堂讨论】
我们能看见物体，是因为有光射入眼睛，我们也能看到物体在平面镜里的成像，成像的光是从哪里来的呢？我们所在平面镜中看到的像是真实存在的吗？
【自主探究】
教师请学生上黑板参与活动：确定一个光源S，让学生选出一条入射光线，并画出它在平面镜上的反射光线，再选出另一条入射光线，并画出它的反射光线。
提问：这两条反射光线沿传播方向能否相交？如果人的眼睛正处于这两条光线传播的路径上，会觉得这两条光线是从哪里发出的？
画出光路图，如右图所示，观察思考，人眼所观察的像是来自哪的？
【知识总结】
完成探究活动后，可以发现，这两条反射光线不能相交。
1．当眼睛正处于反射光线的路径上时，根据光线沿着直线传播的经验，眼睛会觉得反射光线好像是从它们的反向延长线在镜后的交点S′发出的。
2．因为S′并不是真实存于平面镜后的光源，所以把S′叫作虚像。
3．平面镜成像的原理本质是光的反射。
第四章　光现象
第3节　平面镜成像
第1课时　平面镜成像的特点
一、平面镜成像的特点
1．平面镜所成的像为正立的虚像，像和物体的大小相等。
2．像和物体到镜面的距离相等。
3．像和物体的连线垂直于镜面。
二、平面镜成虚像的原理
平面镜成像的原理本质是光的反射，镜中所成的虚像并不真实存在。
第2课时　平面镜的应用
【知识与技能】
1．理解日常生活中平面镜成像的现象。
2．初步了解凸面镜和凹面镜及其应用。
【过程与方法】
查阅资料，了解平面镜使用的悠久历史；通过观察，感知球面镜对光线的作用。
【情感、态度与价值观】
通过对平面镜、球面镜应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。
【教学重点】
平面镜的应用，球面镜的光学性质。
【教学难点】
球面镜的应用。
平面镜的应用
【提出问题】
平面镜成像不仅用于日常生活，也在其他方面应用甚广。在日常生活中，有哪些方面应用到了平面镜成像的原理？
【自主探究】
有些面积较小的店铺，在一面墙上镶上大的平面镜，就会在视觉上产生面积似乎增加一倍，显得十分气派，某些居家也采用同样的方法增加视觉空间，显得格外豪华宽敞。
测视力时，要求眼睛到视力表的距离是5 m。那么在3 m的房间里放置一个平面镜，通过观察镜子里的视力表的像即可达到目的。
平面镜成像的原理是光的反射，借用平面镜的组合，可以改变光的方向，由此发明了潜望镜，如图所示：
【知识总结】
利用平面镜成像的原理和特点，可以有效地改善人们的生活水平。
凸面镜和凹面镜
【归纳总结】
教师科普有关凹面镜和凸面镜的知识点：
1．球面镜
反射面是球面的一部分的镜子叫作球面镜。
2．球面镜的分类
a．用球面的内表面作反射面的叫作凹面镜。
b．用球面的外表面作反射面的叫作凸面镜。
【自主探究】
学生观看有关凸面镜和凹面镜的成像视频，讨论凸面镜和凹面镜的性质与作用。
【知识总结】
1．凹面镜能把射向它的平行光线会聚在某个点上； 反过来，可以使从该点发出的光线平行射出。
2．平行光线经凸面镜后变得发散。
3．凹面镜的应用：太阳灶、太阳炉、内窥镜等；凸面镜的应用：汽车上的观后镜，转弯路段拓展视野的观望镜。
第四章　光现象
第3节　平面镜成像
第2课时　平面镜的应用
一、平面镜的应用
利用平面镜成像的原理和特点，制作帮助人们的工具。
二、凸面镜和凹面镜
1．凸面镜使平行光发散。
2．凹面镜使平行光聚集。
第4节　光的折射
第1课时　光的折射规律
【知识与技能】
1．了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律。
2．了解光在发生折射时，光路的可逆性。
【过程与方法】
通过观察，认识折射现象，与光的反射相比较分析异同点。
【情感、态度与价值观】
初步领略折射现象的美妙，激发学生探索自然现象的兴趣。
【教学重点】
知道光的折射规律。
【教学难点】
在折射现象中，光路具有可逆性。
光的折射规律
【提出问题】
展示视频“海市蜃楼”，它们是怎样形成的？根据课本中的实验，在加入水后，为什么又能看到本来看不到的硬币？
【自主探究】
学生观看有关实验视频，阅读教材有关内容，讨论交流。
尝试绘制光从空气斜射入水中的光路图。
【知识总结】
1．当光从一种介质斜射向另一种介质时，不再沿直线传播，而是会发生折射现象。
2．光在发生折射时，折射光线跟入射光线和法线在__同一__平面内；折射光线和入射光线分别位于法线__两侧__；光从空气中斜射入水或玻璃中时，折射角__小于__入射角，入射角增大(或减小)时，折射角__增大(或减小)__；当光线从水或玻璃中斜射入空气中时，折射角__大于__入射角。这就是光的折射定律。可简计为“三线两角”。
3.如同光的反射中的光路可逆现象一样，在折射现象中，光路也可逆。
第四章　光现象
第4节　光的折射
第1课时　光的折射规律
1．光从一种介质射向另一种介质时，会发生折射现象。
2．光的折射规律：
(1)折射光线跟入射光线和法线在同一平面，分别位于法线两侧。
(2)当光线从水或玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射角增大(减小)，入射角增大(减小)。
3．在折射现象中，光路可逆。
第2课时　光的折射现象
【知识与技能】
了解光的折射的现象，用折射现象解释日常生活中的一些奇妙现象。
【过程与方法】
观看相关科普视频，体验由折射引起的错觉。
【情感、态度与价值观】
培养学生对物理学现象的兴趣，能将所学知识与生活实际联系起来，锻炼学生的科研精神。
【教学重点】
了解生活中的折射现象。
【教学难点】
了解视错觉现象背后的折射原理。
生活中的折射现象
【归纳总结】
利用多媒体，作图解释“叉鱼”的折射原理。
　　
1．解释池水“变浅”，告诫学生千万不要贸然下水。
2．利用所学知识解释课前提出的“空盆现硬币”问题。
3．简单提出生活中另外一些折射现象，如彩虹、海市蜃楼等。
【自主探究】
请同学们尝试通过作图，解释以上现象出现的原因。
【知识拓展】
海市蜃楼——在海面、沙漠上方不均匀的空气中，由于光的折射所形成的虚幻景像呈现在高空(古人误以为是蜃、大蛤蚧吐气而成，故又叫蜃景)。其形成原理可参考从水中看岸上物体的光路图。
【知识总结】
因为光在传播途径的过程中，会经过各种不同的介质，产生了折射，便表现成了现实生活中许多常见的视错觉现象。
第四章　光现象
第4节　光的折射
第2课时　光的折射现象
生活中的折射现象：海市蜃楼、水池“变浅”。
第5节　光的色散
【知识与技能】
1．了解色散现象。
2．初步了解太阳光谱和看不见的光。
3．认识红外线和紫外线。
【过程与方法】
探究色光的混合，获得有关的知识，体验探究的过程和方法。
【情感、态度与价值观】
通过观察、实验以及探究的学习活动，培养学生尊重客观事实，实事求是的科学态度。通过探究性物理学习活动，使学生感受到实验的乐趣。
【教学重点】
光的色散与色光的混合。
【教学难点】
红外线和紫外线的作用与应用。
色散
【归纳总结】
17世纪以前，人们一直认为白光是最单纯的颜色。直到1666年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜使太阳光发生了色散(dispersion)，太阳光通过三棱镜折射后形成一条由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色组成的光带，这种现象叫作光的色散现象。
【实验探究】
通过实验来解释，更加直观，易于学生理解和识记。
让一束太阳光照射到三棱镜上，调节入射角度，另一边用白屏承接，请同学们认真观察。
结论：让一束太阳光照射到三棱镜上，会被分解成各种颜色的光，如果用一个白色的光屏来承接，在白色光屏上就形成了一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
【知识总结】
白光通过三棱镜可以分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，这种现象叫作光的色散现象。
色光的混合
【课堂讨论】
人们发现，红、绿、蓝三种色光，按不同比例混合，可以产生各种颜色的光。红、绿、蓝三种色光叫作色光的三原色。
将这三种色光混合，会出现什么颜色？请同学们阅读教材相关内容并参与讨论。
【自主探究】
演示实验：用手摇装有红、绿、蓝三色盘的转台进行演示。调节三色比例，旋转时就看到三色盘呈灰白色。对于红、绿色光的混合，可调整三个色盘，使其只露出红色和绿色部分，改变各色比例，旋转时就会观察到随着红、绿色比例不同，会依次出现橙红、橙黄和绿黄几种颜色。
【知识总结】
1．红、绿、蓝是色光的三原色(注意：与颜料的三原色有区别)。
2．色光三原色混合可以形成各种丰富多彩的颜色。
紫外线和红外线
【归纳总结】
观察课本所示的太阳可见光谱图形，三棱镜可以把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光，把它们按这个顺序排列起来，就是光谱(spectrum)。
在光谱上看的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光，称为可见光。
而在可见光谱外，还有不可见光。在光谱上，红光以外是红外线，紫光以外是紫外线，都是人眼看不见的，称为不可见光。
【自主探究】
学生查阅资料，思考讨论有关红外线和紫外线的作用与应用。
【知识总结】
1．红外线的应用：
一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高的物体，辐射的红外线越强。物体在温度升高时，它辐射的红外线会大大增强。人体生病时，局部皮肤的温度异常，如果在照相机里装上对红外线敏感的胶片，给皮肤拍照并与健康人的照片对比，有助于对疾病作出诊断。
夜间人的体温比野外草木、岩石的温度高，人体辐射的红外线比它们强，人们根据这个原理制成了红外线夜视仪。
吸收红外线后物体温度会上升，按照这个原理制成了红外线烘烤炉等设备。
2．紫外线的应用：
紫外线能使荧光物质发光，钞票或商标的某些位置用荧光物质印上标记，在紫外线的照射下则会发出可见光，这是一种有效的防伪措施。
在医院有很多病菌，可是如果用消毒水来消毒，它成本高，又比较难闻。紫外线有化学作用，能杀死微生物，所以医院和食品店常用紫外线消毒。太阳光是天然紫外线的重要来源，衣服、被子经常在阳光下晾晒可以灭菌消毒。
第四章　光现象
第5节　光的色散
一、色散：白光通过三棱镜可以分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，这种现象叫光的色散现象。
二、色光的混合：色光的三原色：红、绿、蓝。
三、紫外线和红外线
1．红外线的应用。
2．紫外线的应用。

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