第1節(jié)光的直線傳播（導(dǎo)學(xué)案）

【學(xué)習目標】

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、嚴謹認真的科學(xué)態(tài)度，認識到科學(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任感（科學(xué)態(tài)度與責任）

【學(xué)習重點】

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，清啦解釋生活和自然界中的常見光現(xiàn)象。

【學(xué)習難點】

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。

【自主預(yù)習】閱讀教材第88頁~92頁《第1節(jié)光的直線傳播》，完成以卜問逖：

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、R食、月食、小孔成像（倒立實像，與孔形狀無去）。

（2）應(yīng)用：激光準直、射擊“三點一線”、排隊看齊。

7.光在真空中的傳播速度：c=3xIO_8m/s（最快）。

8.光在不同介質(zhì)中的傳播速度：空氣中近似等丁真空中光速；水中約為真空中的“1；玻璃中約為經(jīng)。

【探究新知】

探究一、光源

1.概念：能夠發(fā)光的物體都叫做光源。

2.分類：

按形成天然光源如:太陽、茁火蟲、閃中.等。

原因分人造光源發(fā)光的電燈、點燃的蠟燭等。

按發(fā)光熱光源如點燃的火把、發(fā)光的電燈等。

原理分冷光源螢火蟲、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）。

【答案】發(fā)光⑴（2）（3）

【詳解】［1H2］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、晶瑩的露珠木身不能發(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汽車前燈射出的光束

131?口

光束是直的光束是直的光天是直的

（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。

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移中，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設(shè)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。

畫薪一疏至康的函衍小永不福系砌麗及南系

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。

【例2】小明在學(xué)習“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。

A

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杼跡和方向.這樣的

直線叫作光線，如下圖所示。

槌

|~福麗又麗］穰醞現(xiàn)線實際上是不薦曲三布磁訴死無的福麗加而成又兩二S五水刑

⑵畫法：用光線簡潔、明了地表示不同光源的發(fā)光情況,

平行光發(fā)出的光點光源發(fā)出的先

【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I」能看到最大范圍的兩條光線。

,O

乙

【詳解】圖中。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。

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)

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)H時，地球上夜晚的人

會看見月偏食，但要注意，當月球整體在半影區(qū)時并不發(fā)生月偏食。

施宇》無床竦率彭二說藪一個點光源只菖施麗彭笳畫雨蒜;一靛示莫麗晟毅康痂;二孤

i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)。

一雨I盤瓦一彳沅應(yīng)像的影狀耳后而形狀無莢T痂T樹麗而非蘇一層麗的保;

【例4】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的像⑷夕。

【詳解】分別連接4、4與小孔，延長兩連線與半透明塑料膜的交點分別為像點H、8,連接點4、B',并

在A'畫上筋頭，可得像A'",如圖所示:

A半透明塑料膜

B

4.光沿直線傳播的應(yīng)用

（1）利用激光準直引導(dǎo)掘進機直線前進。

（2）排隊時看齊。

（3）射擊瞄準，瞄準點、準星、缺口三點一線。

【例5】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=2.99792X10snVso在我們的計算中，

真空中的光速通常取為c=3X108m/So

2.光在空氣中的速度卜分接近在真空中的速度，也可視為3Xl（）8m/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2/3o

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一一光年，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

=9.4608X10,5mo

【特別提示】聲的傳播與光的傳播的不同，如卜.表所示。

聲音光

真空不傳聲光在真空中傳播最快

8

15"C空氣中聲速340.li/s空氣中光速近似3X10m/b

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，作的，可以用于航海探測；己知光的傳播速度是

3xlOW/s,如果光從某處發(fā)射到本岸的時間為2s,則光通過的距離是,km。

【答案】超6xl05

【詳解】［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$=v/=3xl0sm/sx2s=6x]0sm=6x]05km

［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。

【課堂總結(jié)】

一①光源:能夠發(fā)光的物體叫光源，分自然光源、人造光源.

一②傳播:光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播.

L光的直

光通常用一^箭頭的直鰥示光的傳播路徑和方向.

線傳播一③母:

的一④現(xiàn)象:影子、日食、月食、小孔成像等.

直

應(yīng)用:

線L⑤激光準直、三點一線"瞄準"、站隊等.

傳

播「①光速:光在真空中的速度是

3x］08m/s=3x105km/s

1

-相-在不同介質(zhì)中的速度不同”空＞v空氣＞v水＞玻璃

-②光年：光在一年內(nèi)傳播的距離，是長度單位.

【課堂練習】

I.下列有關(guān)聲與光的說法中正確的是（）

A.“聲”和“光”總是沿直線傳指

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?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.下列大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Ao

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

2（XJ萬年前發(fā)出的光，經(jīng)過2（X）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"變大喊“變小”或“不變”）。

【答案】建立模型不是變大變小

【詳解】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「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