第1節(jié)光的直線傳播（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的規(guī)律，能識別生活中光沿直線傳播的現(xiàn)象（物理觀念）2.通過對光沿直線傳播規(guī)律的探究，學(xué)會運用建立模型等科學(xué)方法分析和解決問題，培養(yǎng)邏輯推理和批判性思維能力（科學(xué)思維）3.經(jīng)歷設(shè)計實驗探究光的傳播路徑的過程，掌握實驗設(shè)計和操作技能，學(xué)會收集、分析和處理實驗數(shù)據(jù)，能與他人合作交流并評估實驗結(jié)果（科學(xué)探究）4.養(yǎng)成尊重事實、勇于探索、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，認(rèn)識到科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展和人類生活的重要影響，增強將科學(xué)知識應(yīng)用于生活和社會的意識與責(zé)任感（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）【學(xué)習(xí)重點】1.深入探究并牢固掌握光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的規(guī)律。2.全面了解光的傳播速度，尤其是在真空中的傳播速度。3.熟練運用光的直線傳播知識，清晰解釋生活和自然界中的常見光現(xiàn)象?！緦W(xué)習(xí)難點】1.透徹理解光沿直線傳播的條件，特別是“同種均勻介質(zhì)”這一要點。2.靈活運用光的直線傳播規(guī)律，深入分析并解決復(fù)雜的實際問題?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材第88頁~92頁《第1節(jié)光的直線傳播》，完成以下問題：1.光源的定義：自身能夠發(fā)光的物體。2.分類：（1）自然光源：如太陽、螢火蟲。（2）人造光源：如電燈、蠟燭。3.判斷：能自行發(fā)光才是光源（月亮、寶石不是光源）。4.光沿直線傳播的條件條件：在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。5.光線：帶箭頭的直線，表示光的路徑和方向（理想化模型）。6.光沿直線傳播的現(xiàn)象及應(yīng)用：（1）現(xiàn)象：影子、日食、月食、小孔成像（倒立實像，與孔形狀無關(guān)）。（2）應(yīng)用：激光準(zhǔn)直、射擊“三點一線”、排隊看齊。7.光在真空中的傳播速度：c=3×18.光在不同介質(zhì)中的傳播速度：空氣中近似等于真空中光速；水中約為真空中的3/4；玻璃中約為2/3?！咎骄啃轮刻骄恳?、光源1.概念：能夠發(fā)光的物體都叫做光源。2.分類：按形成原因分天然光源如：太陽、螢火蟲、閃電等。人造光源發(fā)光的電燈、點燃的蠟燭等。按發(fā)光原理分熱光源如點燃的火把、發(fā)光的電燈等。冷光源螢火蟲、水母等。3.對光源的理解(1)有些物體本身不發(fā)光，但由于它們能反射或折射太陽光或其他光源發(fā)出的光，好像它們也在發(fā)光一樣，這些物體不是光源，如月球、寶石、所有行星、放電影時的銀幕和反光的鏡子等。(2)我們能看到光源，是由于光源發(fā)出的光直接進入了我們的眼睛。人的眼睛是接收光的感覺器官。【例1】正在

的物體稱為光源。如圖所示，屬于光源的是

（填序號）?！敬鸢浮堪l(fā)光（1）（2）（3）【詳解】[1][2]自身能夠發(fā)光的物體叫光源，所以正在發(fā)光的物體稱為光源。發(fā)光的螢火蟲、點燃的生日蠟燭、奧運圣火自身能夠發(fā)光是光源；皎潔的月亮、璀璨的鉆石、晶瑩的露珠本身不能發(fā)光不是光源。所以屬于光源的有（1）發(fā)光的螢火蟲、（2）點燃的生日蠟燭、（3）奧運圣火。探究二、光的直線傳播1.光的傳播（1）光在空氣中傳播透過樹叢的光束放映機射向銀幕的光束汽車前燈射出的光束光束是直的光束是直的光束是直的（2）光在密度均勻的液體中的傳播如下圖所示，向盛水的玻璃水槽內(nèi)滴幾滴牛奶，攪拌均勻后，用激光筆將一束光射到水中，觀察光在水中的傳播徑跡。提示：加牛奶的目的便于顯示光路探究歸納：光在密度均勻的水中沿直線傳播（3）光在密度均勻的玻璃中的傳播 用激光筆將一束光射到玻璃磚中，觀察光在玻璃中的傳播徑跡。探究歸納：光在密度均勻的玻璃磚中沿直線傳播（4）光在不同種均勻介質(zhì)中的傳播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.分析：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，光的傳播路徑不是直線。歸納總結(jié)：光在密度均勻的空氣中、水中和玻璃中均沿直線傳播結(jié)論：（1）空氣、水和玻璃等透明物質(zhì)可以作為光傳播的介質(zhì)，（2）光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播?！纠?】小明在學(xué)習(xí)“光的傳播”時，看到老師的一個演示實驗，過程如下：①用激光筆射向水中，觀察到光線是一條直線如圖所示：②在A點處用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，觀察到光線發(fā)生了彎曲：③經(jīng)攪拌后，觀察到光線又變直。小明根據(jù)上述現(xiàn)象得出的結(jié)果，正確的是（

）A．光在海波溶液里不能沿直線傳播 B．光只有在水中才沿直線傳播C．光在同一種均勻介質(zhì)中才沿直線傳播 D．光的傳播需要介質(zhì)【答案】C【詳解】從①中我們發(fā)現(xiàn)光在水中沿直線傳播；而②中的光線不再沿直線傳播不同于①的是介質(zhì)不再均勻；③現(xiàn)象中的光線又沿直線傳播，是因為經(jīng)攪拌后，介質(zhì)又變得均勻，故可以得出，光在同一種均勻介質(zhì)中才沿直線傳播，故C正確，ABD錯誤。故選C。2.光線(1)定義：為了表示光的傳播情況，物理學(xué)中通常用一條帶有箭頭的直線表示光傳播的徑跡和方向，這樣的直線叫作光線，如下圖所示。光線的引入應(yīng)用了模型法。光線實際上是不存在的，是為了方便研究光的傳播情況而引入的一種表示光的傳播徑跡和方向的物理模型。(2)畫法：用光線簡潔、明了地表示不同光源的發(fā)光情況，【例3】“坐井觀天”出自韓愈《原道》：“坐井而觀天，曰天小者，非天小也?！比鐖D甲所示一只青蛙在枯井底向外張望，請你在圖乙中畫出青蛙眼睛（O點）通過井口能看到最大范圍的兩條光線?！驹斀狻繄D中O點是青蛙的位置，將O點與井口左右兩邊的端點相連成一直線，然后在直線上標(biāo)出箭頭，即得到兩條射向青蛙眼睛的光線，這兩條光線就決定了青蛙的觀察范圍3.光的直線傳播現(xiàn)象（1）影子的形成 光在傳播過程中，遇到不透明的物體，在物體后面光不能到達的區(qū)域便形成一個陰暗面，即物體的影子。如下圖：（2）日食、月食：日食：發(fā)生日食時，太陽、月球、地球在同一條直線上，月球在中間，在地球上月球本影里的人看不到太陽的整個發(fā)光表面，這就是日全食，如Ⅰ區(qū)。在月球半影里的人看不到太陽某一側(cè)的發(fā)光表面，這就是日偏食如Ⅱ區(qū)，在月球本影延長的空間即偽本影里的人看不到太陽中部發(fā)出的光，只能看到太陽周圍的發(fā)光環(huán)形面，這就是日環(huán)食，如Ⅲ區(qū)。月食：發(fā)生月食時，太陽、地球、月球同在一條直線上，地球在中間，如下圖所示。當(dāng)月球全處于Ⅰ區(qū)時，地球上夜晚的人會看見月全食；若月球部分處于本影區(qū)Ⅰ、部分處于半影區(qū)Ⅱ時，地球上夜晚的人會看見月偏食，但要注意，當(dāng)月球整體在半影區(qū)時并不發(fā)生月偏食。影子分為本影和半影，如果是一個點光源只能形成本影如圖甲所示；如果不是兩個或多個點光源，一般會形成本影與半影。如圖乙所示：（3）小孔成像：用一個帶有小孔的板遮擋在屏幕與物體之間，屏幕上就會形成物體的倒像，我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像，如圖所示：成像特點：①倒立實像；②成像形狀：與物體有關(guān)，與孔的形狀無關(guān)；③大小變化：成像的大小與物體和小孔的距離，光屏到小孔的距離有關(guān)。特別提示：小孔成像的形狀與小孔的形狀無關(guān)。如：樹蔭下的光斑，是太陽的像?！纠?】如圖所示，自制針孔照相機，請在如圖半透明塑料膜上畫出蠟燭AB的像A′B′?！敬鸢浮俊驹斀狻糠謩e連接A、B與小孔，延長兩連線與半透明塑料膜的交點分別為像點A'、B'，連接點A'、B'，并在A'畫上箭頭，可得像A'B'，如圖所示：4.光沿直線傳播的應(yīng)用（1）利用激光準(zhǔn)直引導(dǎo)掘進機直線前進。（2）排隊時看齊。（3）射擊瞄準(zhǔn)，瞄準(zhǔn)點、準(zhǔn)星、缺口三點一線?！纠?】圖所示，通過三個小孔去觀察燭焰，若要看到燭焰，應(yīng)滿足的條件是三個小孔需要在同一，人看到燭焰是（選填“正立”或“倒立”）的，此時從小孔中看見的（選填“是”或“不是”）蠟燭通過小孔成的像；【答案】直線上正立不是【詳解】[1]根據(jù)光的直線傳播可知，我們要看到孔后面的蠟燭，三個孔必須在同一直線上。[2][3]燭焰通過小孔所成的像需要通過光屏才能方便的被眼睛觀察到，我們眼睛在小孔的后面觀察，是通過小孔看到蠟燭本身，并不是小孔成像，故看到的是燭焰是正立的。探究三、光的傳播速度1．真空中的光速是宇宙間最快的速度，在物理學(xué)中用字母c表示：c=2.99792×108

m/s。在我們的計算中，真空中的光速通常取為c=3×108

m/s。2．光在空氣中的速度十分接近在真空中的速度，也可視為3×108

m/s。光在水中的速度約為真空中的3/4，在玻璃中的速度約為真空中的2/3。3．宇宙中恒星間的距離都非常大，為了表述方便，天文學(xué)家用了一個非常大的長度單位——光年，它等于光在一年內(nèi)傳播的距離，例如我們最熟悉的牛郎星和織女星，相距16光年。光年與米的換算關(guān)系為:1光年=9.4608×1015

m?！咎貏e提示】聲的傳播與光的傳播的不同，如下表所示。聲音光真空不傳聲光在真空中傳播最快15℃空氣中聲速340m/s空氣中光速近似3×10?m/s聲音在空氣中傳播得最慢光在空氣中比在其他透明介質(zhì)中傳播得快聲音傳播需要介質(zhì)光的傳播不需要介質(zhì)【例6】聲吶是利用（選填“超”或“次”）聲波工作的，可以用于航海探測；已知光的傳播速度是3×108m/s，如果光從某處發(fā)射到對岸的時間為2s，則光通過的距離是km?！敬鸢浮砍驹斀狻縖1]聲音可以傳遞信息，聲吶是利用超聲波工作的，可以用于航海探測。[2]光通過的距離為【例7】如圖是科學(xué)家首次拍攝到的距離地球5500萬光年的黑洞照片，再次驗證了愛因斯坦所創(chuàng)立的廣義相對論的正確性。光年是單位，黑洞強大的引力連跑的最快的光都無法逃脫，因此黑洞本身（選填“是”或“不是”）光源，邊緣的可見光是由于黑洞周圍物體高速旋轉(zhuǎn)落入黑洞，產(chǎn)生摩擦振動而造成的；這種振動產(chǎn)生的聲音（選填“能”或“不能”）在真空中傳播?！菊n堂總結(jié)】【課堂練習(xí)】1．下列有關(guān)聲與光的說法中正確的是（

）A．“聲”和“光”總是沿直線傳播B．百米賽道的終點計時員以聽到發(fā)令槍聲開始計時會提高運動員的成績C．光年是天文學(xué)上使用的時間單位D．“蟋蟀鳴叫”說明蟋蟀是聲源；“金光閃閃”說明金子是光源【答案】B【詳解】A．聲以波的形式自聲源向周圍傳播，不是沿直線傳播的。故A錯誤；B．因為發(fā)令槍聲傳到終點時需要一定的時間，聽到槍聲開始計時時，時間的測量值小于運動員所用的真實時間，故能提高運動員的運動成績。故B正確；C．光年指光在一年時間內(nèi)通過的距離，是長度的單位。故C錯誤；D．金子自己不能發(fā)光，是將射向自己的光反射出去，人們看上去覺得金光閃閃。故D錯誤。故選B。2．下列關(guān)于聲和光的說法正確的是（）A．聲和光都可以傳遞能量和信息B．只有光在傳播過程中會發(fā)生反射現(xiàn)象C．聲和光的傳播都需要介質(zhì)D．在相同介質(zhì)中聲和光的傳播速度相等【答案】A【詳解】A．聲音是一種機械波，光是電磁波，波都可以傳遞信息和能量，故A正確；B．光和聲在傳播過程中遇到障礙都可以產(chǎn)生反射，故B錯誤；C．光可以在真空中傳播，聲音傳播都需要介質(zhì)，故C錯誤；D．在相同介質(zhì)中聲和光的傳播速度不相等，故D錯誤。故選A。3．仙女座大星云是離地球最近的一個旋渦星系，它的直徑約為16萬光年，距離地球約為200萬光年。有關(guān)仙女座的下列說法中正確的是（）A．我們現(xiàn)在看到的仙女座就是現(xiàn)在的仙女座 B．仙女座發(fā)出的光需6萬年才能到達地球C．仙女座發(fā)出的光需200萬年才能到達地球 D．目前人類已有能力登上仙女座進行科學(xué)考察【答案】C【詳解】光年是指光在真空中傳播一年的距離，仙女座距離地球約200萬光年，我們看到的仙女座是它200萬年前發(fā)出的光，經(jīng)過200萬年才到達地球，所以我們看到的是200萬年前的仙女座，而不是現(xiàn)在的仙女座。目前人類的科技水平遠遠無法實現(xiàn)登上仙女座進行科學(xué)考察。即使以接近光速的速度飛行，到達仙女座也需要200萬年左右的時間，而且人類還面臨著許多技術(shù)難題，如長時間的太空生存、能源供應(yīng)、飛行器的速度和耐久性等。故ABD錯誤，C正確。故選C。4．為了便于描述光傳播的路徑，在物理學(xué)中用一條帶箭頭的直線表示光線，這是采用了（選“轉(zhuǎn)換法”或“建立模型”）的方法，這里表示的光線（選“是”或“不是”）真實存在的。如果聲音和光都從空氣傳入水中，則聲速，光速（選“變大”或“變小”或“不變”）?！敬鸢浮拷⒛Ｐ筒皇亲兇笞冃　驹斀狻縖1][2]物理學(xué)中用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向，這種帶箭頭的直線稱為光線；光是實際存在的，而實際上光線并不存在，是為了研究問題方便而構(gòu)建的模型，這種研究問題的方法稱為建立模型法。[3][4]液體中的聲速大于氣體中的聲速，液體中的光速小于氣體中的光速。所以如果聲音和光都從空氣傳入水中，則聲速變大，光速變小。5．最美人間四月天，不負踏青好時光。小剛一家到青龍潮濕地公園游玩，小剛坐在開著天窗的轎車?yán)铮ㄟ^天窗能看到天空的景色，如圖甲所示，請在圖乙的簡化圖中畫出小剛看到天窗外天空范圍的光路圖，A點表示小剛的眼睛?！敬鸢浮俊驹斀狻抗庠谕痪鶆蚪橘|(zhì)中沿直線傳播，光線要進入人的眼中，最大范圍就是從天窗的邊緣處直線射入人的眼中，所以以天窗為分界，被擋住部分是看不到的。將A點與天窗口左、右邊的端點相連成一直線，然后在直線上標(biāo)出箭頭，即得到兩條射向人眼睛的光線，光的直線傳