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(共27张PPT)
第3节 日地月的相对运动
（第1课时）
浙教版 七年级上
创设情境
2020年6月21日，我国多地观察到了日食景象。此次我国的局部地区能够观测到日环食，但持续时间短，其他地区能够观测到的都是日偏食。
什么是日食？日环食和日偏食又是怎么回事？它们是怎样形成的？
探究实践
2000多年前，我国思想家墨翟和他的学生做了世界上每一个“小孔成像”实验：用一个带有小孔的板挡在墙体与物之间，墙体上就会形成物的倒像，并由此推测光的传播路径。
墨翟指出，物体通过小孔所形成的像是倒像，
这是对光的直线传播最早的科学解释。
据此推测光是沿直线传播的。
探究实践
北宋科学家沈括也对光的直线传播有过精彩的描述：他在纸窗上开一个小孔，使窗外的飞鸢（即一种鹰）和楼塔的影子成像于室内的纸屏上面。根据观察结果，在《梦溪笔谈》中写道：“……若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为富所束，亦皆倒垂……”。
探究实践
生活中光的直线传播的现象：
林间的阳光 城市光束 电动车的灯光
那么，我们能否通过实验来证实呢？
茂密的森林，城市的夜晚，浓雾弥漫的公路，也能看到一束束沿直线传播的光。
探究实践
探究实践
探索活动
1.在如图4.3-5所示的有机玻璃容器中，加入适量的水，用水溶性荧光笔在水中搅拌几次，或者在水中滴几滴牛奶；再点燃一小段艾叶条，在水面上方充入少量的艾条烟尘。
2.将一束激光依次射到空气中、水中、有机玻璃板中，观察激光在空气、水、有机玻璃板中的传播的路径。
图4.3－5 光的传播路径
探究实践
3.用注射器将200 mL浓糖水缓慢注射到荧光液的下方，再将激光束逐渐向下移动，观察激光的传播路径。
光的传播方向发生了弯曲，越往下弯曲程度越大。
4.搅拌糖水，再让激光束射过溶液，观察光的传播路径。
光又沿直线传播。
探究实践
现象分析：
①光在空气中沿直线传播
②光在水中沿直线传播
③光在有机玻璃中沿直线传播
④光在不均匀的糖水中传播方向改变
⑤光在均匀的糖水中沿直线传播
结论：光在同一种均匀介质中沿直线传播。
探究实践
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，这样的线叫作光线，如图所示。
光线
光线是表示光传播路线和方向的模型。
模型法
由于光的直线传播形成杆影的光路
由于光的直线传播，小孔成像的光路
探究实践
利用如图所示的塑料吸管和激光笔，从正、反两方面分别设计一个实验方案,探究光在空气中是沿直线传播的。
正方案：用激光笔正对着塑料吸管的一头，塑料吸管的另一头正对墙壁，将塑料吸管拉直，用激光笔从管口射入一束光,如果在墙上看到激光投射的亮斑。
反方案：把吸管弯曲，用激光笔从管口射入一束光，没有在墙上看到激光投射的亮斑，说明光在空气中不是沿曲线传播的。
探究实践
光的直线传播例子：
（1）影子的形成：
光沿直线传播过程中，遇到不透明的物体被挡住，形成暗区，所以产生了影子。
手术室内的无影灯
医生的手或器械，因一盏灯光照射产生的影子，被其他灯发出的光照亮，于是便产生“无影”的效果。
探究实践
（2）光线校准：
激光准直仪
打枪瞄准
排齐队伍
探究实践
（3）日食和月食：
由于光的直线传播，太阳光被月球遮掩了。
由于光的直线传播，太阳光被地球遮掩了。
探究实践
光能在空气、液体、固体等透明物体中传播，也能在真空传播。
光在不同介质中传播的快慢是不同的。
在真空中的传播速度最大，为3×108 m/s
在空气中的传播速度接近于真空中的传播速度,
=3×105 km/s
≈3×105 km/s
在水中的传播速度约为真空中的3/4，
光在玻璃中的传播速度比在水中的传播速度更小。
探究实践
探究实践
制作“针孔照相机”
目标
制作“针孔照相机”，探究针孔成像的特点。
器材
不透明纸盒，卡纸，半透明纸，剪刀等。
过程
1.设计制作。
制作或寻找一个类似图所示的不透明纸盒，在A端开一小孔，作为镜头；在B端蒙一张半透明纸， 作为光屏。小孔的大小要能改变，半透明纸到小孔的距离也要能改变。这样，一架简易的“针孔照相机”便制作完成了。
针孔照相机
探究实践
2.观察记录。
（1）依次插入大孔、中孔、小孔的镜头，将镜头对着窗外很亮的景物，在表4.3-1中记录景物呈现在半透明纸上的像的特征。
像的特征 镜头孔径 大孔 中孔 小孔
倒或正
亮或暗
清晰度
倒立
亮
不清晰
倒立
较亮
较清晰
倒立
暗
清晰
（2）保持镜头的位置不动，缩短光屏到小孔的距离，半透明纸上所呈现的景物范围变 ， 景物的大小变 。
大
小
探究实践
问题讨论
1.为什么用针孔照相机“拍摄”出来的像是倒立的？请画图解释。
2.如何使光屏上的像更明亮？
增强照射到物体上的光线强度 ；通过减小光屏与小孔之间的距离；用暗箱罩着光屏，减少外界光线的影响； 适当增大小孔的大小 。
探究实践
3.用小孔成像仪观察像的大小与物距、像距有什么关系？
问题讨论
物距u大于像距v：
物距u 像距v
缩小的倒像
物距u小于像距v：
放大的倒像
物距u等于像距v：
等大的倒像
请用光路图解释，并与同学交流。
保持u不变时，v越大像越大。
保持v不变时，u越大像越小。
探究实践
4.如何设计实验，用小孔成像仪探究像的形状与孔的形状的关系？
问题讨论
针孔照相机
保持物体到小孔间的距离不变，改变孔的形状，观察像的形状。
不同形状的小孔
像的形状与孔的形状无关。
探究实践
迁移应用
2.根据你的生活经验或学过的科学知识，下列图中情景与客观实际相符的是（ ）
A B C D
D
1.下列关于光线的说法正确的是（ ）
A.光线是真实存在的。
B.把一束光缩小，就成了光线。
C.一个光源只能发出一条光线。
D.光线是我们假想的线，其实是不存在的。
D
探究实践
4.下列说法正确的是（ ）
A.无影灯下没有影，光可以透过一切障碍物。
B.无影灯下没有影，因为光没有沿直线传播。
C.无影灯下没有影，因无影灯比普通灯亮得多。
D.无影灯下没有影，因为一盏灯发出的光产生的影被其他灯发出的光照明
D
3.下列现象中，哪一个是属于光的直线传播现象（ ）
A.阳光下的树影 B.父亲的背影
C.平静水面中的倒影 D.水中的鱼
A
探究实践
3.在探究树荫下光斑的活动过程中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，把孔设计成四种形状的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况。下列情况中，附合要求的是（ ）
C
A B C D
板书设计
第3节 日地月的相对运动（第1课时）
小孔成像原理：
光在同一种均匀介质中沿直线传播
光的直线传播
1.推测
2.实证
3.建模
4.制作
小孔成像：倒立的实像
谢谢
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第3节 日地月的相对运动（第1课时）
【核心概念】
3.物质的运动与相互作用
【学习内容与要求】
3.3 声音与光的传播
知道光的直线传播，了解相关现象（如针孔成像等）。
【教学目标】
1.科学观念： 了解光在同一种均匀介质中的直线传播；学会光线的画法；了解光在不同介质中的传播速度；了解光年的含义；掌握小孔成像原理。
2.科学思维：用光的直线传播知识来解释相关的实际问题。
3.探究实践：观察光在空气和水中和透明固体中的传播现象，认识实验手段是研究科学问题的基本方法。
4.态度责任： 树立实事求是的科学态度；形成关心身边的现象及探究的兴趣。
【教材分析】本课时内容为新浙教版七上第四章第3节《日地月的相对运动》的第1课时：光的直线传播。本课时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、小孔成像等生活中的相关现象，激发学生的学习兴趣；同时，光的直线传播又为后续学习日食、月食等相关知识作准备，还为反射、折射及凸透镜成像等知识提供基础，所以本课时内容具有基础性的重要作用。
【教学思路】古代人对光的传播路径的研究，并推测→实证：光直线传播实验→建模：光线→制作:针孔相机
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 2020年6月21日，我国多地观察到了日食景象。此次我国的局部地区能够观测到日环食，但持续时间短，其他地区能够观测到的都是日偏食。 什么是日食？日环食和日偏食又是怎么回事？它们是怎样形成的？ 引入课题
古代人对光的传播路径的研究： 1、 墨家对光的直线传播的推测： 2000多年前，我国思想家墨翟和他的学生做了世界上每一个“小孔成像”实验：用一个带有小孔的板挡在墙体与物之间，墙体上就会形成物的倒像。 他认为：物体通过小孔所形成的像是倒像，所以他推测光是沿直线传播的。 这是对光的直线传播最早的科学解释。 2、沈括对光的传播路径的研究： 北宋科学家沈括也对光的直线传播有过精彩的描述：他在纸窗上开一个小孔，使窗外的飞鸢（即一种鹰）和楼塔的影子成像于室内的纸屏上面。根据观察结果，在《梦溪笔谈》中写道：“……若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为富所束，亦皆倒垂……”。 他还运用光的直线传播，科学地解释了日月蚀的成因和月相圆缺变化的规律。
光的直线传播的现象及实证 1、 生活中光的直线传播的现象： 茂密的森林，城市的夜晚，浓雾弥漫的公路，也能看到一束束沿直线传播的光。 探究活动： 1）在如图4.3-5所示的有机玻璃容器中，加入适量的水，用水溶性荧光笔在水中搅拌几次，或者在水中滴几滴牛奶；再点燃一小段艾叶条，在水面上方充入少量的艾条烟尘。 2）将一束激光依次射到空气中、水中、亚克力板中，观察激光在空气、水、亚克力板中的传播的路径。 3）用注射器将200mL浓糖水缓慢注射到荧光液的下方，再将激光束逐渐向下移动，观察激光的传播路径。 4）搅拌糖水，再让激光束射过溶液，观察光的传播路径。 现象：搅拌糖水后，激光射过溶液时，光又沿直线传播的。 现象分析： ①光在空气中沿直线传播； ②光在水中沿直线传播； ③光在有机玻璃板中沿直线传播； ④光在糖水溶液中沿直线传播； ⑤ 光在荧光液和糖水交界处传播方向发生改变； 结论：光在同一种均匀介质中沿直线传播。 2、光线： （1）光线：通常用一条带箭头的直线表示光传播的路线和方向，这样的直线叫做光线； （2）光线的作用：形象地表示光的传播情况（方向、路线）； （3）光线是一种模型，并非真实存在。 光线是一种模型。 画光线时注意事项，规范画图
光的直线传播的例子及应用： 1.影子的形成： 影子是由于光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体在物体后面形成的光照不到的暗区。 2.光线校准： 3.日食和月食 4.小孔成像 光能在空气、液体、固体等透明物体中传播，也能在真空传播。 光的传播速度： （1）光在不同介质中传播速度不同； （2）光在真空中的传播速度最大，为3×108m/s； （3）光在空气中传播速度接近真空中的传播速度； （4）光在水中的传播速度为真空中速度的3/4（约2.25×108m/s）； （5）光在玻璃等透明固体中传播速度比水中传播速度更小。 例子与应用：既可活跃气氛，扩大知识面，还能运用知识，提升用所学知识解释生活中现象的能力
制作“针孔照相机” 用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。 原理：光在同一均匀介质中，沿直线传播； 规律：小孔成像的效果与孔的大小、 光源亮度、 像距和物距等因素有关 ①物距越近， 像越大且亮度较暗； 物距越远， 像越小且亮度越亮。 ②足够的小孔才能成清晰的像，孔比较小时，物体发出的光不重叠使像比较清晰。 ③像只与物的形状有关，与小孔的形状无关。 制作可在课前布置，作品在课堂交流
板书设计
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第3节 日地月的相对运动（第1课时）
核心概念聚焦
1.关于光的传播，下列说法中正确的是（　　）
A.光总是沿直线传播的 B.光只有在真空中才沿直线传播
C.光在同种均匀介质中沿直线传播 D.光在不同介质里传播速度相同
2.学习“光的直线传播”时，老师做了如下演示实验：①用激光笔射向水中，观察到光线是
一条直线（如图）；②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；③经搅拌后，观察到光线又变直。根据上述现象可得出的结论是（　　）
A.光的传播需要介质
B.光只有在水中才能沿直线传播
C.光在海波溶液里不能沿直线传播
D.光在均匀介质中才沿直线传播
3.下列叙述中的“影”与产生手影原理不一样的是（ ）
A.立竿见影 B.形影不离 C.如影随行 D.湖光倒影
4.太阳光垂直照射到一个极小的“△”形孔上，那么它在地面上产生的小光斑是( 　)
A.三角形的 B.方形的 C.圆形的 D.有可能是其他形状的
5.关于光速，下列说法不正确的是( )
A.光的传播速度总是3.0×108m/s B.光年是长度单位
C.光的传播速度最大值为3.0×108m/s D.光年是天文学上表示距离的单位
6.枯井中的青蛙位于井底的O点“坐井观天”，如图。青蛙通过井口观察的范围正确的是（ ）
A. B. C. D.
7.小明将易拉罐的上部剪去，蒙上半透明纸，在罐底部开一个小孔，用它做小孔成像实验，
如图所示，不正确的是（　　）
A.像与物上下颠倒，左右相反
B.它的成像原理是光的直线传播
C.小孔的形状改变，像形状也改变
D.物体距小孔不变的情况下，半透明纸与小孔距离越大，像也越大
8.“金星凌日”是地球上观察到金星从太阳表面上移过的现象。如图所示为发生“金星凌日”
现象时的示意图。读图回答下列问题:
（1）发生“金星凌日”现象时，金星的益应该在图中 处。
（2）古代时，人们由于无法解释类似近种现象的成因，会
迷信地认为这是一种凶兆，现在我们可以用 来
解释此类现象的成因。
核心素养提升
9.小敏晚自习下课回家的路上，她发现某行人在路灯下经过时，行人影子的变化情况应该
是( )
A.逐渐变短 B.逐渐变长 C.先变长后变短 D.先变短后变长
10.假如光在同一均匀介质中不沿直线传播,下列现象可能出现的是（ ）
A.地球上没有昼夜之分 B.做操时更容易排直队伍
C.阳光下的人影更清 D.更容易形成日食和月食
11.光在不同介质中传播速度不同。光通过玻璃进入屋子的过程中,速度将( )
A.变小 B.不变 C.先变小，后变大 D.先变大，后变小
12.《梦溪笔谈》中有言:“若鸢飞空中，其影随鸢而移(如图甲)；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违：鸢东影西，鸢西则影东(如图乙)；又如窗隙中楼塔之影，为窗所束亦皆倒(如图丙)……”，则下列说法错误的是( )
A.丙图中的“窗隙”越大现象越明显
B.乙图中“像”移动的方向与物移动的方向相反
C.图甲、图乙、图内中的现象都可用光的直线传播解释
D.乙图中的小孔形状变为三角形时也会出现上述现象
(第12题图） （第13题图）
13.如图所示，甲、乙两人分别站立于一面墙的两边，若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身,则所需最小的窗的位置应该是（ ）
A.ae B.ad C.be D.bd
14.《墨经》中最早记载了小孔成像现象，该现象由光的 形成的，书中绘制的示意图如图所示，要让室内墙壁上的像看得更清楚，房间的亮度应较 。当室外的人靠近小孔时，他在墙壁上的成像的大小将变 。
15.小敏将刻有边长为5cm等边三角形的纸板正对着阳光，保持纸板与地面距离不变，用另一张不透明卡片覆盖在三角形孔上，如图所示。观察到光斑形状为三角形，向左侧慢慢移动覆盖的卡片，白纸上光斑大小将 （填“变大”、“不变”或“变小”，下同)。当光斑形状为圆形时，继续移动覆盖的卡片，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将 。
（第14题图） （第15题图） （第16题图）
16.如图甲为手机防窥膜结构图，采用了超细百叶窗光学技术，其原理类似百叶窗,结构简图
如图乙。两侧之所以看不清屏幕内容,是由于光的______(填写光的原理)。为了让防窥效
果更好(可视范围减小)，可以适当地_____(选填“增大”或“减小”)超细百叶窗的间距。
创新素养应用
17.如图，小敏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）烛焰在半透明膜上所成的像是 （填“实”或“虚”）像。
（2）保持蜡烛位置不变，将小孔靠近半透明膜，像将 （填
“变大”、“变小”或“不变”）；若将小孔遮去一半，
像会变得更 （填“清晰”或“模糊”）。
（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，地上圆形光斑大小不一的
主要原因是__________。
参考答案
核心概念聚焦
1.C 2.D 3.D 4.C 5.A 6.A 7.C 8.丁 光的直线传播
核心素养提升
9.D 10.A 11.D 12.A 13.D
14.直线传播 暗 变大
15.变小 不变
16.光的直线传播 减小
创新素养应用
17.（1）实 （2）变小 清晰 （3）树叶缝隙离地距离不同丁
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