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课题 第四章 光现象
4.1 光的直线传播
教学目标
1.物理观念
（1） 知道光来自光源。
（2）了解光沿直线传播的条件。
（3）了解光在真空中的传播速度c=3×108 m/s。
（4）了解光在社会生活与生产中的一些应用。
2.科学思维
知道“光线”是物理模型，是研究光学的基本工具。
3.科学实验
观察光在空气、水和玻璃中传播的实验现象，认识光沿直线传播是有条件的。
4.科学态度与责任
（1）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。
（2）通过介绍墨子在光学中的贡献，激发学生的民族自豪感，进行爱国主义教育。
教学重点
光的直线传播
教学难点
光的直线传播实验
教学方法
实验法和讲授法
教学用具
激光灯、玻璃砖、水、牛奶、水槽
教学课时 1课时
教学互动设计
一、创设情景、导入新课
雨过天晴，一道彩虹挂在天空，它的美丽和神奇曾引起人们无限的遐想。是谁在天空架起了这样色彩缤纷的桥梁？在我国神话中，女娲炼五色石补天，彩虹即五色石发出的彩光。
当通过实验在阳光中找到这些色彩时，人们才逐渐揭开了彩虹的神秘面纱。现在我们也一起来探索绚丽多彩的光现象背后的奥秘吧！
问题
我们每天都会通过声和光接收大量信息。之前我们学习了声现象，了解了声的传播。关于光现象，你知道哪些物体能发光吗？光的传播又有什么特点呢？
二、新课讲授、师生互动
要研究光现象，首先要看看哪些物体能够发光，是谁给我们带来了光明。在晴朗的日子里，白天，灿烂的阳光普照大地；夜晚，闪烁的星光点缀漆黑的夜空。太阳以及我们看到的绝大多数星星是恒星，宇宙中的恒星都能发光。有的动物也可以发光。夏天的夜晚，常有淡淡的绿光在草丛中闪烁，那是萤火虫在发光。在大海深处，水母、灯笼鱼、斧头鱼等发出的光，使幽深的海洋世界显得更加神秘。
所有这些能够发光的物体都是光源。现代社会中有很多人造光源，如发光二极管（LED）灯。你周围有哪些人造光源？
（一）光的直线传播
在有薄雾的天气，可以看到透过树丛的光束是直的（如图所示）；从汽车前灯射出的光束是直的；电影放映机射向银幕的光束也是直的。
这些现象说明，光在空气中是沿直线传播的。光在空气中沿直线传播，那么它在液体、固体中是不是也沿直线传播呢？
演示 光在水和玻璃中的传播
如图甲所示，向盛水的玻璃水槽内滴几滴牛奶，搅拌均匀后，用激光笔将一束光射到水中，观察光在水中的传播径迹。
如图乙所示，用激光笔将一束光射到玻璃砖中，观察光在玻璃中的传播径迹。
实验表明，光在水、玻璃中也是沿直线传播的。空气、水和玻璃等透明物质可以作为光传播的介质，光在同种均匀介质中沿直线传播。
为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示一束光传播的径迹和方向（如图所示）。这样的直线叫作光线（light ray）。
光线是研究光现象建立的物理模型，表示光的传播径迹和方向的直线。
由于光沿直线传播，所以在开凿隧道时，工人可以用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差（如图所示）。
想想做做
如图所示，在一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，并用橡皮筋固定。
将小孔对着烛焰，观察烛焰在薄膜上所成的像；改变烛焰到小孔的距离，观察烛焰成像的情况；描述小孔成像的特点。
从烛焰的不同位置发出的光穿过小孔后是怎样传播的？试着在图中画一画，也许能帮助你解释为什么能成这样的像。
（二）光的传播速度
打雷和闪电在远处同时同地发生，但是我们总是先看见闪电，后听到雷声。这表明，光比声音传播得快。
与声音不同，光不仅可以在空气、水等物质中传播，而且可以在真空中传播，在物理学中光速用字母c表示。光在真空中1 s能传播299 792 458 m，也就是说，真空中的光速
c = 2.997 924 58×108m/s
在通常情况下，真空中的光速可以近似取
c = 3×108m/s = 3×105km/s
光在空气中的速度非常接近c。光在水中的速度约为 （3/4）c，在玻璃中的速度约为 （2/3）c。
科学世界 我们看到了古老的光
同学们听过牛郎织女的神话故事吧。王母娘娘拆散了牛郎和织女的幸福家庭，他们化作天上的两颗星，只能在每年农历七月初七渡过银河相会一次。这个故事表达了人们反抗封建礼教、追求幸福生活的美好愿望。
但是，神话终归是神话。你知道天上的牛郎星和织女星相距多远吗？
这两颗星都是银河系中的恒星，它们之间的距离如果用千米表示，那可真是个“天文数字”，大得不得了。即便牛郎能以光速飞行，从牛郎星飞到织女星也要16年！要想每年相会一次，那是不可能的。
宇宙中恒星间的距离都非常大。为了表达方便，天文学家使用了一个非常大的距离单位——光年，它等于光在真空中传播1年所经过的距离。这样说来，牛郎星和织女星的距离就是16光年。
离太阳系最近的恒星是半人马座的比邻星，它距离我们4.2光年。也就是说，我们现在观测到的比邻星的光，是它在4.2年前发出的，经过了4年多才到达我们的眼睛。
银河系是由超过 1 000 亿颗恒星组成的星系。在银河系之外，离我们最近的星系是大麦哲伦云，它距离我们约 16 万光年。
想一想：今天人们看到的大麦哲伦云的光，是它什么时候发出的？那时候人类在进化过程中正处于哪个阶段？秋天的夜晚可以在东北方向的天空找到一个亮斑，看起来像个纺锤，那就是仙女星系（如图所示）。
仙女星系是北半球可用肉眼看到的银河外星系，与我们的距离约是250万光年。
光——宇宙的使者，不仅告诉我们宇宙的现在，还在告诉我们遥远的过去。
请回答以下问题：
1.“光年”是什么物理量的单位？
2.牛郎星和织女星的距离是多少千米？
1光年=ct=3×108m/s×365×24×3600s
=9.46×1015m=9.46×1012km。
三、课堂小结、巩固提升
1. 能够发光的物体叫做光源。月亮不是光源。
2.光在同种均匀介质中沿直线传播。
光线是物理模型，表示光的传播径迹和方向。
3.小孔成像、激光准直、影子是光的直线传播形成的。
4.光在真空中最快c=3×108m/s, 在水中约为( / )c,在玻璃中约为( / )c。
光年是天文学的长度单位。
四、板书设计、理清要点
1. 能够发光的物体叫做光源。月亮不是光源。
2.光在同种均匀介质中沿直线传播。
光线是物理模型，表示光的传播径迹和方向。
3.小孔成像、激光准直、影子是光的直线传播形成的。
4.光在真空中最快c=3×108m/s, 在水中约为( / )c,在玻璃中约为( / )c。
光年是天文学的长度单位。
五、达标练习、反馈矫正
1. 下列说法不正确的是（ ）
A.能发光的物体是光源
B.点燃的蜡烛是光源
C.十五的月亮是光源
D.萤火虫是光源
2．下列说法正确的是（ ）
A.光在大气层一定沿直线传播
B.光线真实存在，表示光的传播径迹
C.固体、液体、气体可作为光传播的介质
D.光在同种均匀介质中沿直线传播
3．关于光速说法不正确的是（ ）
A.光在真空中传播最快
B.光在水中的速度约为真空速度的3/4
C.光年是光速的单位
D.光在玻璃中的速度约为真空速度的2/3
4．下列不是光的直线传播形成的是（ ）
A.小孔成像
B.灯光下手影
C.激光准直
D. 树在水中的倒影
5．下列成语与光的直线传播现象无关的是 （ ）
A．立竿见影
B．镜花水月
C．坐井观天
D．一叶障目
参考答案：1.C；2.D；3.C；4.D；5.B 。
六、布置作业
P92T4
课外作业P92T1、T2、T3、T5。
阅读P91-92科学世界 ——我们看到了古老的光
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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