《光的直线传播》教学设计

一、教学目标

1.知识与技能

（1）了解什么是光源；

（2）知道光在均匀介质中沿直线传播；

（3）知道光在真空中的传播速度。

2.过程与方法

（1）通过观察与实验，培养学生初步的观察能力和设计实验的能力；

（2）经历“光是怎样传播的”探究过程，培养初步的科学探究能力。

3.情感、态度与价值观

（1）能领略色彩斑斓的光之美，具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象；

（2）认识交流与合作的重要性，有主动与他人合作的精神。

三、教学重点

通过实验，探究光在同种均匀介质中的传播特点。

四、教学难点

探究光在同种均匀介质中的传播。

五、教学方法

自主探究式教学法。

六、实验器材

激光笔、蚊香或纸片、玻璃砖、火柴、盛水的烧杯、搅拌棒、少量滑石粉，蒸发皿。

七、教学过程

1.导入新课

师：同学们抬头向上看，看到了什么？

生：看到了日光灯。

师：为什么能看到？

生：因为日光灯发出了光。

师：那么闭上眼睛呢？为什么？

生：看不到了，说明必须有光进入人眼。

师：大家能看到老师吗？

生：能。

师：老师发光吗？

生：不发。

师：为什么能看到老师？

生：老师身体被光照亮了。

师：非常好。我们把自身发光的物体称为光源。

2.新授

（一）光源

师：同学们，刚才我们看到的日光灯是光源。除了课本上举的例子，你还知道哪些物体能够发光吗？

师：很好，同学们说出了这么多，但是月亮、反光的镜子是不能够发光的，星星当中也只有恒星能够发光，行星和卫星是不发光的。我们把这些能够发光的物体，称之为光源。

像太阳、萤火虫、水母这类能够自然发光的物体，叫“天然光源”；像点燃的蜡烛、霓虹灯、白炽灯这类由人类制造的发光物体，叫“人造光源”。

（二）光的传播

1.提出问题

师：（手拿着一个激光手电射向天花板。）老师问同学们一个问题：光从激光手电发出来之后是如何传到天花板上去的，它的路径又是怎样的呢？请同学们根据你的经验或感性认识提出自己的猜想。

2.猜想

生：光是沿直线传播的。

师：同学们都猜想光是沿直线传播的，那么怎样检验我们的猜想的正确性呢？

生：需要用实验的方法去检验。

3.设计并进行实验

师；好，在实验之前老师先请大家回忆一下，上一章我在探究音叉发音的时候为了便于观察它细微的振动我们是怎样设计的？

生：让一小铁球吊在音叉旁边，并和音叉接触

师：同样我们这里为了得到明显的实验现象也需要进行一定的改进，因为空气太稀薄，如果我们把光直接的射向空气的话是看不到光沿直线传播的。（演示给学生看）

师：好，接下来同学们就利用老师讲桌上这些简单的器材（激光笔、蚊香、火柴、有小孔的矿泉水瓶）去大胆设计实验，验证光在空气中是不是沿直线传播的，请同学们边讨论，边设计实验，比比看，哪个小组想出的办法好。

生：讨论交流

师：好，现在请一个小组的同学把你们设计的实验操作给大家看看？

（生上台，点燃蚊香，沿小孔插到矿泉水瓶中，燃一会后将激光笔射向矿泉水瓶，激光笔发出的激光在矿泉水瓶中呈现一条明显的红色直线）

师：大家看到了什么现象？

生：光在矿泉水瓶中的径迹是一条直线

师：好，这一组的同学设计得非常好，让我们在矿泉水瓶里看到了一条很明显的直线，很好的验证了光在均匀空气中沿直线传播

师：接下来，我又给大家一组实验器材（激光笔、装水的水槽、少许牛奶、玻璃棒），请大家思考怎样验证光在水中是沿直线传播的

生甲：把激光笔直接射向水槽中

师：好，（演示），大家看到光在水中的径迹了吗？

生：没有

师：再请一位同学起来说说他的想法

生乙：把牛奶到入水槽中，再把激光笔射向水中

师：好，请你上来演示给大家看

（生上台操作，在水中也出现了不是很明显的直线）

师：好，请大家看，如果我将牛奶搅拌一下，会出现什么样的现象？

生：再水中出现了比刚才在空气中更明显的直线

师：恩，好，这说明了光在透明的搅拌均匀的水中也能沿直线传播

师：我们研究了光在均匀的空气中、透明均匀的水中沿直线传播，那么光在固体中又是不是也沿直线传播的呢？好，老师这里有一块透明均匀的玻璃砖，在它的一面粘贴了一块铁片，请大家思考又怎样设计实验

生甲：把激光直接射向玻璃砖

师：（操作）请大家仔细的观察光在玻璃砖中的径迹

生：咦，怎么没有观察得到直线呢？

师：好，这里让老师来演示给大家看（操作），请大家再仔细的观察光在玻璃砖中的径迹

生：哦，原来要这样才能观察到直线啦

师：请大家思考一下，我们做实验的时候，光是在什么介质中传播的？

生：我们做实验时，光是在空气中、水中、玻璃中传播的，是同一介质。

师：恩，很好，所以我们说“光沿直线传播”是有条件的，首先要在同种介质中，而且是均匀的。同学们能总结这个结论了吗？

生：光在同一种均匀介质中沿直线传播。

得到结论：光在透明介质中能传播且在同一均匀介质中沿直线传播。

（三）光线

师：知道了光在均匀介质中沿直线传播，那我们如何描述光呢？

师：我们就用一条直线表示光的传播路径，用箭头代表光的传播方向。我们把它具体地抽象成物理模型，就叫做光线。这样的简单的表示方法就是我们物理学中的常见的模型法，体现了我们物理学的简单之美。

（四）光的直线传播的现象

师：我们知道了光是沿直线传播的，那么生活中有哪些现象能够用光的直线传播来解释呢？

生甲：我们玩过的手影游戏，就是因为光在传播过程中被手挡住了，在手后面的墙壁上产生影子。

师：好，那同学们知道影子是如何形成的吗？

生：沉默

师：好，让我来告诉大家，影子呢是光在传播过程当中遇到不透明物体，在不透明物体的背后形成的一片阴暗区域。大家都有过这样的经历吧，在夜晚你从一盏路灯下走过，你离路灯较远的时候影子很长，而当你走近路等的时候，影子却变短了，如果你再向前走的话影子又会变长，还比如说中午的时候物体影子最短，这些都可以用影子形成来解释。

师：生活中还哪些现象能够用光的直线传播来解释呢？再请一位同学

生乙：日食和月食的形成也可以用光的直线传播来解释。

师：好，大家知道日食和月食又是怎样形成的呢，难道真的是天狗把它们吃了吗？请大家看黑板，（画图讲解），大家明白了吧？

师：接下来请同学们看到书35页，认真阅读想想做做，试试看能不能按照书上的要求制作出来

生：阅读，动手做

师：好，我看大家已经读得差不多了，预习了的同学还做出了自己的小制作，老师这里也制作了一个，（点燃蜡烛），下面老师请一位同学上来沿这个小孔观察一下，把看到的现象告诉大家？（生上台）仔细观察

生丙：老师，我看到了倒立的蜡烛火焰

师：大家也可以拿着自己的小制作对着发光的物体观察，感兴趣的同学也可以上讲台来观察，一个一个的来

师：大家想知道为什么我们看到的像是倒立的，而不是正立的呢？看黑板，（作图讲解）

像这种由实际光线会聚成的像，我们把它叫做实像

师：好，刚才我和大家讨论了这么多的生活现象，那我们又是怎样利用光的直线传播为我们服务的呢？请同学们结合生活实际举些例子

生：在开掘隧道时，工程师们常常用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出现偏差。

生：在射击的时候，战士让缺口、准星、靶心这三点在同一直线上，称为“三点一线”这样就能命中目标

师：很好，老师发现同学们讨论积极，思维活跃，并且能从课本和生活中获取信息，同学们的表现令老师欣慰。现在请同学们看大屏幕。

生：欣赏课件展示的激光准直、手影、小孔成像、日食的成因、月食的成因。（加强感性认识）

（五）光的传播速度

师：同学们快速阅读课本36页，读完之后能告诉老师为什么在打雷的时候先看到闪电后听到雷声？

生甲：光的传播速度比声音快。

生乙：光在真空或空气中的传播速度是3×108m/s，在水中的传播速度约为在真空中的3/4，在玻璃中的传播速度约为真空中的2/3。

生丙：光速是很大的。如果一个飞人以光速绕地球运行，在1s的时间内，能够绕地球运行7.5圈。

师：同学们都说的很好。这里涉及到了一个新的物理量—光速，物理学上用符号c表示，它的单位和速度一样都是米/秒，符号表示为m/s。通过看书我们可以知道在真空中的光速是宇宙间最快的速度c=3×108m/s，在空气中光速也可以近似的看为3×108m/s，在水中的传播速度约为在真空中的3/4，在玻璃中的传播速度约为真空中的2/3。到这里我们可以得到光速在空气、水、玻璃中的大小关系c空气>c水>c玻璃，我们可以把这和声音在不同介质中的传播作比较，请大家回忆声音在空气、水、玻璃中的传播速度大小关系是怎样的？

生：v空气< v水< v玻璃

四、回顾反思

师：好，同学们回想一下，刚才我们学习“光是怎样传播的”这个问题时，经历了怎样的探究过程？

生：提出问题──猜想──设计实验──实验验证───得到结论───结论应用。

五、课堂小结

师：通过本节课的学习你有哪些收获？

生：讨论交流。

六、动手动脑学物理

“井底之蛙”这个成语大家都熟悉吧？请大家下课后收集更多的与光的直线传播有关的现象或应用，下节课我们一起来交流。