第一节 光的传播

教学目标：

一、知识与技能

知道太阳光的颜色组成。

知道光的三基色和颜料的三原色。

知道透明物体和不透明物体的颜色，知道光具有能量。

二、过程与方法

能进行探究式实验，归纳实验结论。

掌握对比的研究方法。

三、情感态度价值观

产生对科学的强烈的求知欲，能进行有效的交流与合作。

重点和难点：

重点：探究光的直线传播规律，光直线传播的应用，光速。

难点：本影和半影的概念，日食、月食的成因。

课前准备：

学生课前准备：荧光棒、小激光笔、果冻、半个大可乐瓶、一小段香、火柴、 蜡烛、牙膏盒、一块 10cm 见方的半透明塑料膜、棉线、三根大头针、一块纸板。

教学器材：小烧杯、手电、日食和月食演示仪（三球仪）、瓦数较大的灯泡、多媒 体课件、简易 “ 针孔照相机 ” （制作方法：把一个大废纸箱的底面封好，在上面扎一个小孔，去掉顶面，封上一张半透明塑料膜即可。）

教学设计：

一、引入：

1. 描述或展示一些在自然界中以及与人们生活密切相关的光现象。 “ 自然界中，万物生长靠阳光。到了晚上，灯光照亮了整个世界。美丽的烟花把节日的夜晚装点得更加绚丽多彩。我们的生活离不开光，相信你在学习完本章后，会有更深的体会。 ” 由此引入 “ 第五章 --- 光现象 ” ，教师板书章标题。

2.“ 有关光的知识，你最想了解哪些内容？请同学们踊跃提出你的问题。 ” 学生自由发言，提出自己感兴趣的有关光现象的问题。教师写副板书，列出学生说的感兴趣的问题，并对学生的发言给予肯定。同学们提出了这么多非常好的问题，我们将会在以后的学习过程中一一解答。因为时间关系，我们今天重点来研究光是如何传播的？ ” 教师板书本节课标题：第一节 光的传播。

二、新课学习

1. 光源概念：

“ 我们每个人都经历过停电，特别是到了晚上，它会给我们的生活带来许多不便。假设现在停电了，我们怎么办？ ” 教师关掉暗室里的灯，模拟 “ 停电 ” 场景。 “ 请同学们想一想：你们用来照亮周围的这些物体都具有什么特点？ ”“ 在物理学里，我们把那些能够发光的物体叫做光源。 ” 老师板书光源概念。

请你在以下物体中找出哪些是光源：（书写在卡片上或者写在提前准备好的小黑板上）

太阳 地球 月亮 萤火虫 蜡烛 电灯 桌椅 霓虹灯

“ 在这些光源里面，有些是自然存在的，例如：太阳、萤火虫。有些海洋生物也能发光，比如生活在深海中的水母。还有些光源是通过人工制造的，例如：蜡烛、电灯、霓虹灯等等。 ”

请大家想出各种方法，用来照亮周围。有的学生打出手电光，有的挥动荧光棒，有的点燃蜡烛。学生回答： “ 这些物体都可以发光。 ” 学生回答：太阳 萤火虫 蜡烛 电灯 霓虹灯。

学生观看萤火虫、水母的照片。

2. 光的传播规律：

提出问题 “ 光源发出的光是如何传播的呢？ ”

猜想 “ 请同学们根据生活经验，说说自己的看法。 ”“ 到底谁说的对呢？显然，科学仅靠猜想是不够的，我们需要通过实验去检验。 ” 学生猜想：直线？曲线？折线？ ……

设计：实验老师用激光笔发射出的光在墙上打出一个亮点，但看不到光从笔到亮点之间的传播路径。 “ 当我们看不到光的传播路径时，可以采用什么方法，让它能够很清晰地显示出来？请小组讨论一下，帮老师解决这个问题。 ”

播放视频：激光在水中的直线传播

进行实验 “ 刚才，几位同学提供了一些显示光传播路径的好方法，在下面的实验中大家可以参考。 ”“ 请同学们看桌上已经准备好的器材：激光笔、果冻、装有水的小烧杯、半个大可乐瓶子，一小段香、火柴。请你利用这些器材，自己设计实验，观察光在各种物质中到底是如何传播的？ ”“ 下面请几个小组展示一下自己的实验，并把你们看到的现象以及得出的结论，告诉大家。 ”“ 刚才在探究过程中，老师发现同学们讨论积极，思维活跃，通过实验证实了一些你们的猜想，得到了光沿直线传播的规律。 ”“ 有的同学在实验过程中，还发现了这样一个现象，请他们演示一下。 ”“ 光到底是怎样传播的？光为什么有时沿直线传播，而有时传播方向会发生改变？ ”“ 看来，光沿直线传播是有前提条件的。请同学们尝试总结这个条件。 ”

总结现象：光从一种介质射到另一种介质时，光传播方向可能发生改变。 “ 冬天，街上会有卖烤白薯或卖早点的摊子。在炉子的上方，你会看见周围的景物发生晃动，甚至扭曲变形。这是因为炉子上方的空气受热，造成它的密度发生了改变，不太均匀了，于是就会出现这种景象。 ”“ 通过实验以及一些现象的分析，同学们能否完整地总结出光沿直线传播的条件？ ” 老师板书：光在 同种均匀介质 中沿 直线 传播。老师巡视，与学生交流讨论分析论证

评估提出：新问题学生小组讨论，由代表发言。在各种方法中，挑一种简单可行的让学生演示：利用空气清新剂喷出的气雾可以清楚地显示出光的传播路径。提醒学生注意：使用激光笔时，不能让激光束直射眼睛，会对眼睛造成很大伤害。学生探究实验：研究光的传播规律。小组展示：

（ 1 ）在半个大可乐瓶中，点上香，观察激光在充满烟的空气中的传播路径。（光通过气体）

（ 2 ）让激光通过盛有水的小烧杯（光通过液体）

（ 3 ）让激光通过果冻，观察光在果冻中的传播路径（光通过固体）

学生通过实验探究得出：光沿直线传播的规律

学生演示实验：激光从空气斜射到水面上，观察光的传播方向，发现：当光从空气进入水中时，在空气和水这两种介质的交界面上，光发生了偏折。学生回答：必须满足在同种介质中，光才能沿直线传播。利用日常生活中的事例，引发学生进一步的思考。学生总结： “ 同种均匀介质 ” 光线 “ 在研究有关光的问题时，我们常常用一条带箭头的直线来表示光的传播方向。 ” 强调：画光线时，不要丢掉箭头。示范：从点光源发出的光线和平行光线的画法。学生练习画光线

3. 光直线传播规律的应用

我们可以用光的直线传播规律解释日常生活中的许多现象。

激光准直：

由于光是沿直线传播，在开凿大山隧道时，工程师们常常用激光来引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。

影子的形成：播放视频影

“ 请一个同学在大屏幕上，做手影表演，其他同学思考：如何用我们今天所学知识来解释这个现象。 ”

介绍古代计时工具：日晷

日食、月食

日食和月食都是当太阳、地球、月亮三者处于特殊位置时发生的天文现象。

介绍 “ 本影区 ” 、 “ 半影区 ” 概念

用瓦数较大的灯泡作光源（相当于太阳），在灯泡与黑板之间举一个小球（相当于地球或月亮），于是在黑板上就出现了很明显的本影区、半影区。

画图介绍位于不同区域，出现的各种日食、月食现象。例如：日全食、日偏食、日环食，月全食、月偏食。

老师对学生进行德育教育： “ 古代，人们认为日、月食现象是一种凶兆，而今天，当我们了解了日、月食成因以后，就不会再相信有灾难降临这种迷信说法。 ”

小孔成像

简易 “ 针孔照相机 ”

将封有塑料膜一面朝着学生，用一根点燃的蜡烛放在小孔前，让学生描述观察到的现象。

思考：若调节小孔到塑料膜间的距离，所成像的大小应如何变化？

“ 制作针孔照相机的原理是小孔成像。早在公元前 4 世纪成书的《墨经》中就记载了小孔成像的实验，并用光直线传播的规律对小孔成像做出了正确的解释。 ”“ 请同学们利用牙膏盒、半透明塑料膜、棉线，现场制作一个针孔照相机。 ”“ 请同学们用做好的针孔照相机，观察点燃蜡烛的像，并解释成因。 ”“ 改变蜡烛与小孔之间的距离，再次观察膜上蜡烛像的变化情况。 ” 学生观看 “ 激光掘进 ” 图片学生手影表演，其他学生解释原因

4. 知识迁移

运用光直线传播的规律，可以帮助我们解决许多实际问题，如栽树时要使其成一直行，排队要看齐，摆桌椅要整齐，射击时要求三点一线等等。

证明光直线传播的小实验：给学生几根大头针，把它们比作 “ 树木 ” ，在纸板上进行 “ 植树造林 ” ，不用直尺和笔，如何知道这些 “ 树 ” 植得是否整齐？

学生实验：

在纸板上垂直插上一枚大头针 A ，在某一位置观察大头针 A ，并沿视线插上两根大头针 B 、 C ，使 B 刚好挡住 A ， C 刚好挡住 B 。拔去大头针，用直尺把三只大头针在纸上扎的小孔连起来，可以看到这三点在一条直线上。因为光在同种均匀介质中沿直线传播，所以只要每一棵新栽的树把前面栽的树都挡住，一行树便可栽齐。

光速问题思考：雷雨天时，闪电与雷声同时发生，为什么我们总是先看见闪电，后听到雷声？介绍：光在真空中的速度是 c = 3× 10 ⁸ m/s 。光在其它介质中的传播速度比在真空中的速度小。光在空气中的速度十分接近 3× 10 ⁸ m/s ，光在玻璃中的速度约是在真空中速度的三分之二，光在水中的速度约是在真空中速度的四分之三。

光在真空中传播得最快： c = 3× 10 ⁸ m/s 。光在空气中的速度接近 3× 10 ⁸ m/s 。 ( 光在空气中 1 秒内传播的距离相当于绕地球 7.5 圈，光从月球传到地球只需 1.3 秒。 ) 光在水中的速度： 2.25× 10 ⁸ m/s 。光在玻璃中的速度： 2× 10 ⁸ m/s 。

学生讨论活动，探究具体方法：

用秒表记录在看到闪电后，多长时间听到雷声，利用 s=vt ，代入 v = 340m/s ，即可求出闪电处离观测者的距离。

学生讨论，由代表发言讲解：

光和声音在空气中的传播速度不同。枪声在起跑点发出传到终点裁判员处需的时间是：

小结：本节课所学知识点：光源、光的直线传播规律、光直线传播规律的应用、光速。