《光的直线传播》教案

《光的直线传播》教案

一、【知识与能力目标】

1.学会区分生活中的光源与非光源

2.掌握光的直线传播条件和光线作图

3.理解生活中应用光的直线传播的实例

4.掌握影子形成的原理和作图，理解日食月食原理

5.理解小孔成像产生原理并能够分析小孔成像的规律

二、【过程与方法目标】

通过演示实验、分组探究性实验，并根据小组讨论得出的实验结论分组汇报，在掌握成像规律同时，锻炼科学实验探究和现象归纳总结能力，并在小组实验和讨论过程中锻炼组织能力和团队合作能力，以及在分组汇报过程中锻炼表达与演讲能力，建立对科学的兴趣和自信。

三、【情感态度价值观目标】

1.通过观察联想生活中的现象建立对科学的好奇和兴趣；

2.通过课堂演示实验建立对科学严谨性和实证性的追求；

3.通过作图构建理想模型理解光线的方向和路径，并掌握化抽象为具象的物理建模方法；

4.通过分组探究实验培养团队合作能力和探究归纳能力，同时激发小组成员对科学探究的兴趣和动手实践能力。

【教学重点】

.光在同种均匀介质中沿直线传播；

.掌握光的直线传播实例和影子的形成原理和作图方法，并会用作图法分析日食月食现象的原理和日全食、日偏食、日环食的产生机制；

.探究并得出小孔成像的成像规律，并能通过光路图分析成像原理。

【教学难点】

1.对“光在同种均匀介质中沿直线传播”中“均匀介质”的理解；

2.光线的理想模型搭建，并能够熟练掌握运用作图描绘点光源、平行光线的光路；

3.小孔成像规律的探究和总结。

【授课流程】

1光源2光的直线传播3直线传播的应用4小孔成像

10min20mM40min30min

模块名称及目标

模块讲解

时长

模块一光源

课前引导：太阳发出的光芒经过8分钟才能到达地球，我们看到的每一刻的精彩都需要时间的等待。

.光源

（1）提问：所有的物体都发光吗？引出光源

提问：列举生活中的常见光源？

学生回答：太阳，电灯，萤火虫

引出光源是自身会发光；

提问：电灯任何时候都是光源吗？

学生回答：电灯开启时是光源，关闭时不是光源

引出光源是正在发光。

（2）光源定义：自身会发光且正在发光的物体叫做光源

（3）关键点：光源的两个条件，需要自身发光和正在发光同时成立。

.常见光源

提问：太阳和发光的电灯的区别

引出自然光源和人造光源

通过观看萤火虫和发光水母的图片引出生物光源。

（1）自然光源：太阳，恒星，闪电

（2）人造光源：燃着的蜡烛，发光的点灯，霓虹灯

（3）生物光源：萤火虫，发光的水母

10min

3.常考的非光源

月亮，钻石，电影荧幕

（它们是反射别人的光）

例题1：（多选）下列物体中属于光源的是（）

A.太阳B.月亮C.地球D.银幕E.发光的水母F.萤火虫G.猫的眼睛H.电池I.点燃的蜡烛J.宝石K.镜子L.奥运圣火答案：AEFIL

讲解：月亮是反射太阳光；银幕本身不发光，是反射投影仪的光；猫的眼睛和宝石本身不发光；奥运圣火从不熄灭，指的是火焰，属于光源

练习1：少先队员们正在湖边进行篝火晚会以庆贺自己的节日，在一片银白色的月光照耀下，燃起了一堆篝火。少先队员们的目光中流露出莫大的喜悦。以下能称得上光源的是（）

A.少先队员们的目光B.一片银白色的月光

C.湖面上映出的篝火D.在湖边燃烧的篝火

答案：D

对光源的概念再次进行巩固练习

【模块小结】

定义

光源Y1一光源与非光源的判断

.光速

提问：太阳光传播到地球上先经过什么，再经过什么？

学生回答：真空、空气

老师补充：水或玻璃等也可以透光

重点：建立“介质”的概念，并通过联想阳光的照射理解哪些介质可以透光，哪些介质不可以，为后面课程模块影子的形成做铺垫。

模块二光的直线传播

（1）真空中光速

光可以在真空中传播，速度3X1Q8n/s

20min

提问：先听到雷声还是先看到闪电？

回顾声速34Qm/s小于光速

（2）不同介质中的光速

提问：对介质的要求？

学生回答：透明或半透明

总结：光可以在空气中、透明或半透明液体、固体中传播

各介质中传播速度大小：真空》气体〉液体＞固体

.光在同种均匀介质中沿直线传播

强调同种介质和均匀介质两个条件

演示实验：利用密度不均匀的糖水做课堂演示实验

实验过程：激光笔先直射入水中，发现光沿直线传播，然后慢慢在水中加糖，使糖水上下分层明显，液体密度明显不均匀，发现光路出现偏折

实验目的：通过实验验证在不均匀的介质中光路会出现偏折，进一步验证在同种均匀介质中光沿直线传播

实验结论：光在同种均匀介质中沿直线传播

提问：有没有什么方法可以表征光的传播呢？

引出光线，并引导如何表示：直线十方向箭头

.光线

用模型表示光的传播轨迹和方向

（1）强调：光线不是真实存在的（不能说光源发出光线）

（2）形式：用一条带箭头的直线表示

（3）规范：一条光线只能画一个箭头，且画在中间

（4）两个典型光源的光线

例题1：下列关于光线的说法正确的是（）

A.光源能射出无数条光线B.光线是实际存在的

C.光线就是很细的光束D.光线是用来表示光传播方向的直

线

答案：D

讲解：强调光线并非真实存在，而是为了描述光的光的方向和径迹的理想模型。

练习1：小明在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下：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。小明根据上述现象得出的结果，*正确的是（）

A.光的传播需要介质

B.光只有在水中才沿直线传播

C.光在海波溶液里不能沿直线传播

D.光在同一种均匀介质中才沿直线传播

答案：D

讲解：整个实验过程是改变溶液密度后光线发生了偏折，步骤一在同种均匀介质中光沿直线传播；在步骤二中注入密度不同的介质，改变

了介质密度，光线发生偏折，说明光在不均匀介质中不能沿直线传播;在步骤三中把介质搅拌均匀，光线重新变直，说明在同种均匀介质中沿直线传播。

TOC\o"1-5"\h\z

例题2：“坐井观天，所见甚小”，请在图中用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围（井中没有水）。\

讲解：①简单回顾一下“老师看学生”和“学生

看老师”两种情况下光线箭头的指向，比如“老师SV三

看学生”光线箭头是指向老师眼里，这里举例说明：汩,£注；

后不需要再举其他的例子；②坐井观天是指青蛙看天，明确箭头指向青蛙的眼中，画出两条光线；③画出范围，重点强调不要忘记。

练习2：如图所示,枯井中的青蛙位于井底O点“坐井观天”青蛙通过井口观察范围正确的光路图是（）

答案：A

模块三）直线传播的应

用

40min

讲解：两个快速判断知识点：①光路方向；②直线传播。（折射这里还没有学，所以CD是干扰选项，不用多做描述）

【模块小结】

光速

/直线传播的条怦

光的直线传播Y_——

\光线

假设情境+头脑风暴：

如果光不沿直线传播，世界会变得怎么样？

情景呈现：

①做操排队：联想做操时排队的方法，进而想象如果光线不沿直线传播的后果

②瞄准：联想瞄准的方法，进而想象如果光线不沿直线传播的后果情境引入：

通过手影游戏引出问题：影子如何产生？

通过对点光源发光机制的分析，提出问题：一部分光线被板砖挡住了，如何绘制光路图？

板书有板砖遮挡的光路图，着重画出一部分被遮挡，一部分没有遮挡的光线

提问：如果后面有一面墙，墙上会产生什么现象？

学生回答：出现影子

提问：画出影子哪条光线最关键？

学生回答：位于遮挡与未遮挡临界的哪条光线。

归纳总结影子的形成原因：光的直线传播

归纳总结影子如何作图：找出临界特殊光线

.影子形成原因

光在传播过程中，遇到不透明的物体时，由于光在同一种均匀介质中沿直线传播，使得没被遮挡的光线仍沿直线传播，而被遮挡的部分出现形状和物体相似的黑色区域，即为影子。

.影子的作图

示例：

强调：图中标黑色的部分，在平时练习和考试中都要画出，并指出画临界光线，确定影子的范围。

课堂练习：完成笔记区练习，再次强调画特殊光线和影子的范围。

例题1：暑假中杭州新东方小明参加学校的生存夏令营，学到了野外生存的很多知识和技能。其中之一是用影子辨别方向。如图所示，将一根直杆竖直插在水平地面上的O点。中午前后，用描点的方法在地面上画出杆的阴影顶端的运行轨迹，在轨迹上找出其中距O点最近的点A，则OA所指示的方向就是（选填“东”“西”“南”“北”）方向，这一判断应用的光学知识是。

答案：北；光在同种均匀介质中沿直线传播

讲解：OA是最短影子，说明此时阳光与地面夹角最大，即正午，又因为正午时太阳在正南方，所以影子在正北方，即OA是南北方向的，

影子是光的直线传播原理形成的现象。强调：看清题目问的是OA所指方向还是AO所指方向。

练习1：一个人面向北方站在太阳光下，发现自己的影子在身体左测，则此时是当天的；有一个人夜晚站在路灯下，他的影子在他的身后，当他向前走动时，他的影子像。下列选项组合正确的是

（A）

A.上午；变短B.下午；变长

C.上午；变长D.下午；变短

答案：A

讲解：首先判断小明的左侧是西，右侧是东，可推出太阳光来自于东边，则此时是当天的上午，太阳东升西落。而一个人晚上站在路灯下，路灯相当于点光源，距离点光源越近影子越短。

提问：有的影子为什么明暗程度不一样？

引出光源不止一个，影子会重叠。

.本影和半影

板书作图一一两个光源的情况

引导S1和S2的影子的位置，每个区域S1、S2是否能照亮，发现中间部分是S1、S2都找不到的区域，上方和下方两边是其中一个光源能照亮，另一个光源照不到的。

给出中间区域为本影，两边区域为半影

总结影子明暗程度不同的原因，因为光源不止一个，有的部分是本影有的部分是半影。

.日食与月食

提问：你们见过最大的影子是什么？

学生回答：是日食，月食

引导得出最大的影子是月食，因为是地球的影子

板书画图：太阳、月亮的位置

日全食、日环食、日偏食、月全食、月偏食的区域

下图是月球的影区分布，当人随地球运动到B区时会看到日全食，运动到A区时会看到日偏食，运动到C区时会看到日环食。

画图方法详细说明：

①将太阳上方的一点看成点光源S1,照射到月球上，画出两条光线（不要忘记画光线箭头）；

②将太阳下方的一点看成点光源S2,同样照射到月球上，画出两条光线，这样在图中共有四条光线，各个区域也就划分出来了。

讲解过程：

①光在同种介质中沿直线传播，是太阳光照射到月球和地球上；

②日食发生时三者的顺序是太月地，而月食是大地月，注意区分；

③光线完全被挡住的B区是是日全食，挡住旁边一部分是日偏食，挡住中间一部分的是日环食（配套前面笔记2的图片）。三种现象不可能同时看到。

知道日环食的位置；②从太阳的上面和下面的一点分别发出两条光线，即可画出日食发生的所有区间，画图过程中注意提醒学生标好光线箭头；③在最终区域里写上“HS”。

【模块小结】

直线传播的应用

排队和瞄准

练习：2012年5月21日清晨，我国东南沿海部分地区出现了“日环食”奇景。图甲是厦门天文爱好者拍摄的一张日环食照片。请在图乙

模块四

小孔成

像

视频引入：通过墨翟视频引入小孔成像提出问题：小孔成像是如何产生的？成像的大小与物体离小孔的距离有什么关系？成像大小与成像离小孔的距离有什么关系？成像形状与小孔的形状有什么关系？

.分组实验——探究小孔成像的规律30min

①首先强调实验纪律，保证实验有序开展，每组选定组长和数据记录人员，根据提出的问题设计实验思路；

②助教分发实验器材，分组组装开始实验，实验过程15min，由学生自己探究小孔成像的规律，完成实验报告；

③根据小组讨论得出的实验结论每组派代表分组汇报，交流讨论锻

炼科学实验探究和现象归纳总结能力

实验归纳总结：

板书小组讨论结果的关键点，去粗存精，归纳总结小孔成像和物距像距的关系，以及成像形状和小孔形状无关。

板书作图：小孔成像的光路图，通过光路图分析验证得到的小孔成像规律和特点。

.小孔成像的原理和规律

（1）原理：光在同种均匀介质中沿直线传播。

（2）规律：小孔成像实验中，所成像为倒立的实像（与物体上下颠倒，左右相反）

成像特点：u是物距，v是像距。

①u二V，等大倒立的实像；

②u>v，缩小倒立的实像；

③u<v，放大倒立的实像；

（3）实像和虚像

①实像：能够呈现在光屏上的像是实像

1.

2.

②虚像：不能够呈现在光屏上的像，只能用肉眼观察的像是虚像。

例题1：（2018建兰期中）小丁从科学课上学习到小孔会成“上下颠倒，左右相反”的像，他为了验证这个说法，准备制作一代ED屏作为物体进行研究，请你帮助小丁选择最适合进行研究的LED屏形（）

答案：D

3.

讲解：A选项X形状的光源，颠倒后，形状和原来是一样的，所以不能明显的表现出上下颠倒的特性，故A错误；B选项H形状的光源，颠倒后，形状和原来是一样的，所以不能明显的表现出上下颠倒的特性，故B错误；C选项W形状的光源，左右颠倒后，形状和原来是一样的，所以不能明显的表现出上下颠倒的特性，故C错误；D选项L形状的光源，上下颠倒、左右颠倒后，形状和原来都是不一样的，所以能明显的表现出小孔成像的特性，故D正确

练习1：2009年夏季，中国出现了日食奇观。小华借助小孔成像实验装置对“”形太阳进行观察，纸盒上扎有圆形小孔，则她在半透明光屏上看到像的形状是（）

答案：C

讲解：此处再重点强调一遍，小孔成像的特点：上下颠倒，左右相反。

练习2：现在市面上有一种透明的LED闹钟，若将LED闹钟正对自己，然后手持手电筒，将下面的时刻通过小孔成像投影到墙上，则我们在墙上看到的时间应该分别是：

7时24分

8时0分

讲解：可以将试卷顺时针或者逆时针旋转180度，再读数，快速识别钟表问题。

3.小孔成像特点

（1）明暗：像距不变时，孔距蜡烛越近，所成像越大且暗，反之越

小且亮；物距不变时，像距孔越近，所成像越小且亮，反之越大且暗。

（2）形状：当孔较小时，不管透光孔的形状如何，成像形状就是物

体形状；当孔较大时，成像形状与透光孔的形状相同。

例题1：

如下图所示，某兴趣小组在空易拉罐底部中央戳个小圆孔，将顶部剪去后，蒙上塑料