4.1光的直線傳播（導學案）【學習目標】1.能識別光源，知道光源大致分為天然光源和人造光源兩類。2.了解光的直線傳播，能列舉光的直線傳播在生活中的應用。3.知道光在真空中的傳播速度。4.通過觀察光在空氣中和水中傳播的實驗現(xiàn)象，了解實驗是研究物理問題的重要方法?！緦W習重點】了解光的直線傳播，能列舉光的直線傳播在生活中的應用?！緦W習難點】用光的直線傳播解釋生活中的一些常見現(xiàn)象?！咀灾黝A習】閱讀教材，完成以下問題：1.能夠發(fā)光的物體叫。常見的光源分為：光源和光源。2.光在中沿直線傳播；影子、日食、月食的產(chǎn)生原因都是原理。3.我們通常用一條帶有箭頭的直線表示光傳播的和，這樣的直線叫光線。4.小孔成像的原理是：，小孔成的像是（倒/正）立的實像，像的形狀與小孔的形狀（有/無）關(guān)，像的大小與物體到小孔的距離（有/無）關(guān)。5.光在真空中的傳播速度是m/s，打雷和閃電是同時產(chǎn)生的，先看到閃電后聽到雷聲，說明光速（大于/小于）聲速。6.“光年”是光在傳播的距離，是（長度/速度）單位?！竞献魈骄俊刻骄恳?、光源【想一想】①你見過哪些發(fā)光的物體？請列舉。②月亮是不是光源？【歸納】1.光源：能夠的物體叫做光源。月亮不能自行發(fā)光，光源（選填“是”或“不是”）。2.光源的分類可分為光源、天然光源。發(fā)光的電燈、點燃的火把、燃燒的蠟燭等都是光源；太陽、水母、螢火蟲、燈籠魚等都是光源。探究二、光的直線傳播1.光的直線傳播（1）光在空氣中的傳播【想想議議】①用激光筆打到墻上，看到墻上會出現(xiàn)光斑。光是通過怎樣的路徑從激光筆傳到墻面的？②晚上汽車、摩托車或者是手電筒的光都是怎樣傳播的？③看電影時，電影放映機射向銀幕的光束是怎樣的？【歸納】激光筆發(fā)出的光束是的；汽車前燈射出的光束是的；電影放映機射向銀幕的光束是的。這些現(xiàn)象說明：光在空氣中是沿傳播的。（2）光在水中的傳播【實驗】在水槽中加入少量牛奶(或粉筆灰)，用激光筆在水中射出一束光，觀察光傳播的路徑。實驗現(xiàn)象說明：光在水中也是沿傳播。光在水中的傳播光在玻璃中的傳播（3）光在玻璃中的傳播把激光筆發(fā)出的光垂直射向玻璃磚中，觀察光的傳播路徑。實驗現(xiàn)象說明：光在玻璃中也是沿傳播。（4）光在不同種均勻介質(zhì)中的傳播【實驗】在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁輕輕注入濃糖水，從側(cè)壁水平照射激光，看到缸內(nèi)光的路徑如圖所示.光在密度不均勻的鹽水中的傳播在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁輕輕注入濃糖水后，玻璃缸里的水不均勻，光的傳播路徑（是/不是）直線。根據(jù)以上事例分析，歸納出結(jié)論：光在中沿直線傳播。【想一想】怎么直觀、形象表示光的傳播情況？2.光線為了表示光的傳播情況，我們通常用一條帶箭頭的直線表示光傳播的和方向，這樣的直線叫做光線。光線只是用來形象地描述光的傳播情況，實際并不存在，這種研究物理問題的方法叫做法。3.光的直線傳播現(xiàn)象分析【想一想】我們在生活中常?？吹降挠白?，是怎么形成的?（1）影子的形成：=1\*GB3①原理：光的直線傳播；②成因：光在傳播過程中遇到不透明的物體，由于光在同種均勻介質(zhì)中沿，不能穿過不透明物體，在物體后面便形成了較（亮/暗）區(qū)域，就是我們說的影子。如下圖：【議一議】天文現(xiàn)象中的日食、月食，是怎么形成的?（2）日食、月食的形成：①原理：光的直線傳播。②成因：日食是地球上的人看太陽，由于光是沿直線傳播的，太陽光被擋住了（圖甲）。月食是地球上的人看月球，由于光是沿直線傳播的，太陽光被擋住了（圖乙）。當月球運行到太陽和地球中間時，太陽光在沿直線傳播的過程中，被不透明的月球擋住，月球的黑影落在地球上，就形成了食。當?shù)厍蜻\行到太陽和月球中間時，太陽光被不透明的地球擋住，地球的影落在月球上，就形成了食。（3）小孔成像關(guān)于光的直線傳播，在2000多年前，我國古代學者就有所研究了。成書于公元前4世紀的《墨經(jīng)》中就記載了世界上最早的小孔成像現(xiàn)象?！咎岢鰡栴}】=1\*GB3①小孔成像的原理是什么？=2\*GB3②像是正立的還是倒立的？改變蠟燭與小孔的距離，觀察像如何變化？=3\*GB3③成像情況與小孔的形狀有關(guān)嗎？【進行實驗】如圖所示，在一個空罐子底部中央打一個小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。將小孔對著燭焰，我們可以看到燭焰在薄膜上呈現(xiàn)的像。=1\*GB3①讓小孔對著點燃的蠟燭，使蠟燭與小孔的距離在10～15cm之間，觀察塑料薄膜上成像的情況。=2\*GB3②改變蠟燭與小孔的距離，觀察像的變化情況。③改變小孔的形狀，觀察像的變化情況。【歸納總結(jié)】=1\*GB3①小孔成像的原理：。=2\*GB3②成像特點：（正/倒）立的實像(上下、左右都顛倒)，像的大小與物體到小孔的距離以及小孔到光屏的距離有關(guān)。③像的形狀和小孔的形狀，與物體的形狀（均選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）?！鞠胍幌搿繕涫a下的圓形光斑是什么形狀的？圓形光斑實質(zhì)是經(jīng)小孔所成的像。4.光的直線傳播的應用（1）激光準直：在開鑿大山隧道時，工人們常用激光束引導掘進機，使掘進機沿前進，保證隧道方向不出偏差。（2）射擊時利用“三點一線”進行瞄準：射擊瞄準時，瞄準點、準星、缺口三點在一條上。（3）站隊列成直線【想一想】在站隊時，要求排成直線，同學們是怎樣做的？【分析】如果前面的人擋住了后面人的視線，使后面的人只能看到前面相鄰人的即可。隊列站直隊列站直【例題1】下列現(xiàn)象中不是由于光的直線傳播引起的是（）A．日食月食 B．陽光下的樹影C．手影 D．我們能看到本身不發(fā)光的物體【例題2】為探究光的傳播規(guī)律，小明在家中做了如下三個實驗：（1）探究光在氣體中的傳播規(guī)律。實驗現(xiàn)象如圖甲，為了使實驗現(xiàn)象明顯，小明在激光燈下方點燃了一盤蚊香，你認為這樣做的目的是_____；（2）小明探究光在液體中的傳播規(guī)律。實驗現(xiàn)象如圖乙，小明接著沿著水槽側(cè)壁倒入濃糖水，看到實驗現(xiàn)象如圖丙；小明再用木棍攪拌后，實驗現(xiàn)象又恢復到圖乙。以上現(xiàn)象說明光在___________介質(zhì)中沿直線傳播?！纠}3】如圖所示，小明給兩個空罐的底部中央分別打上一個圓孔和一個方孔，再用兩片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分別將小孔對著燭焰和燈絲，可以看到燭焰和燈絲通過小孔所成的像。（1）分析比較________兩圖，可以得出結(jié)論：物體通過小孔所成的像與孔的形狀無關(guān)；（2）分析比較______兩圖，可以得出結(jié)論：小孔成像時像的形狀由物體的形狀決定；（3）通過實驗，可以看到燭焰和燈絲在塑料膜上成的都是_______（選填：正立/倒立）的實像，說明小孔成像的原理是___________；探究三、光的傳播速度1.光的傳播速度【想一想】①雷雨天，我們總是先看見閃電，后聽到雷聲，為什么？②100m比賽時，先看到發(fā)令槍的煙火，還是先聽到響聲呢？實際上閃電和雷鳴、發(fā)令槍的煙火與響聲是（同時/不同時）發(fā)生的，但我們卻是先看到閃電（煙火），后聽到聲音。這是為什么呢？說明：光傳播得比聲音?！鞠胍幌搿抗獾膫鞑バ枰獣r間嗎？不同介質(zhì)中光速相同嗎？光速的測定在光學的研究歷程中有著重要的意義。從人們設(shè)法測量光速到人們測量出較為精確的光速共經(jīng)歷了三百多年的時間。1972年，美國科學家埃文森測得了目前真空中光速的最佳值：c=299792457.4±0.1m/s，一般計算中，取c=。真空中的光速是宇宙間最快的速度，一般用字母c來表示。光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同。介質(zhì)光速真空3×108m/s空氣3×108m/s水約為3c/4玻璃約為2c/3光在不同介質(zhì)中的傳播速度排列：v真空v空氣v水v玻璃如果一個飛人以光速繞地球運行，在1s的時間內(nèi)，能夠繞地球運行7.5圈。2.科學世界——我們看到了古老的光【閱讀】《科學世界——我們看到了古老的光》，回答以下問題：①“光年”是什么物理量的單位？②牛郎星和織女星的距離是多少km?③為什么在形容一個數(shù)字很大、很大的時候，常說這是個“天文數(shù)字”？【例題4】當觀察站在遠處敲鑼打鼓的人時，我們總是先看到他的動作，后聽到鑼鼓的聲音這一現(xiàn)象說明（）A．光的傳播不需要時間，而聲音的傳播需要時間B．光在空氣中的傳播速度比聲音在空氣中的傳播速度大的多C．用人眼看物體比用耳朵聽聲音反應更靈敏些D．總是先敲鑼打鼓，后發(fā)出聲音，動作先后不同【例題5】牛郎星和織女星是銀河系中兩顆恒星，它們之間的距離相當遙遠，即便牛郎和織女以宇宙中最快的速度即光速飛行，從牛郎星飛到織女星也要16光年的時間。請回答下列問題：（1）光年是什么物理量的單位？它的物理含義是什么？（2）牛郎星和織女星相距16光年，計算下它們之間相距多少千米？牛郎星和織女星能每年相會一次嗎？（一年按365天算）【歸納整理】①光速：光在真空中的速度是3×10①光速：光在真空中的速度是3×108m/s=3×105km/s光在不同介質(zhì)中的速度v真空＞v空氣＞v水＞v玻璃②光年：光在一年內(nèi)傳播的距離，是長度單位。=1\*GB3①小孔成像的原理：光的直線傳播。=2\*GB3②成像特點：倒立的實像（上下、左右都顛倒），像的大小與物體到小孔的距離以及小孔到光屏的距離有關(guān)。③像的形狀和小孔的形狀無關(guān)，只與物體的形狀有關(guān)。小孔成像光速①光源：能夠發(fā)光的物體叫光源，分自然光源、人造光源。②傳播：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。③光線：通常用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向。這樣的直線叫做光線。④現(xiàn)象：影子、日食、月食、小孔成像等。⑤應用：激光準直、三點一線“瞄準”、站隊等。光的直線傳播光的直線傳播【精講點撥】1.在學習過程中要結(jié)合實驗和日常生活中的應用，用光的直線傳播解釋影子、日食和月食等生活中和自然界中的重要現(xiàn)象。使自己對光的直線傳播規(guī)律有更全面、更深刻的認識，激發(fā)學習興趣。2.注意研究方法的運用。通過光在空氣、在水、在玻璃中都是沿直線傳播的現(xiàn)象，可以逐步歸納總結(jié)出：光在同種介質(zhì)中沿直線傳播的結(jié)論。這在物理上是一種非常實用的方法——歸納法。用光線來表示光的傳播路線，可以更形象簡單地描述和研究光的現(xiàn)象及規(guī)律，在物理學中稱為——理想模型法?！菊n堂練習】1.有下列物體：①星星、②月亮、③太陽、④鉆石、⑤電燈、⑥電視屏幕、⑦無影燈、⑧螢火蟲、⑨燈籠魚。上述物體中：（1）一定是光源的有；（2）一定不是光源的有；（3）可能是光源的是。2．出現(xiàn)金星凌日天象時，人們可通過濾光鏡觀察到太陽上有一小黑點，如圖所示，小黑點即為金星，該天象是由于光的______而形成的，太陽、地球和金星三個天體可能分別處在圖中a，b，c三個位置的某個位置上，其中金星應處在_____位置上，試舉出一個生活中應用此知識的例子如_____。3．如圖所示，干枯的井底O點趴著一只青蛙，請畫出青蛙能看到的井外的視野范圍（O點為青蛙眼睛處）。4．下列關(guān)于光的說法中，正確的是（）A．光的傳播速度是3×108m/sB．光在同種均勻透明的介質(zhì)中沿直線傳播C．螢火蟲不是光源D．以上說法均不對5．如圖所示，在盛水的玻璃水槽內(nèi)滴幾滴牛奶，用激光筆將一束光射到水中，觀察光在水中的傳播徑跡。下列關(guān)于實驗的討論錯誤的是（

）A．該實驗中使用的激光筆屬于光源B．我們能看到光在水中的徑跡，這是光直線傳播的結(jié)果C．我們看到光在水中的徑跡是直線，說明這束光在水中是沿直線傳播的D．從該實驗還可以看出，光在玻璃中也可以傳播6．小明在研究性學習小組活動中進行光的直線傳播的綜合實踐活動。（1）如圖甲通過三個小孔去觀察燭焰，若要看到燭焰，應滿足的條件是_____；（2）如圖乙所示是用易拉罐做的簡易針孔照相機，利用它觀察窗外景物時，人的眼睛對著_____（選填“膜”或“孔”）進行觀察，可以看倒立、縮小的實像；（3）如圖丙在樹蔭下觀察，陽光透過樹葉的縫隙傾瀉下來，在地上留下斑駁的樹影和圓形的光斑，圓形的光斑實質(zhì)是_____的像。7．如圖所示，找一個空的易拉罐，用釘子在易拉罐底部的中央敲一個小孔，將易拉罐的頂部剪去后，蒙上一層塑料薄膜，就制成了一個針孔照相機。將點燃的蠟燭位于小孔前的適當位置，可研究小孔成像的特點。①燭焰在塑料薄膜上所成的像是______（選填“實像”或“虛像”），其成像的原理是___________。②如果易拉罐底部小孔是三角形，則在半透明紙