二、光的直线传播（教学课件）物理苏科版2024八年级上册

第二章 光现象 物理八年级上册 •苏科版 二、光的直线传播 学习目标 01 物理观念 知道光在均匀介质中沿直线传播，其传播路径和方向可用光线表示。能解释光的直线传播现象。知道关在真空中的传播速度 02 科学思维 通过建立光线模型，知道物理模型的重要性 03 科学探究 探究光在空气、水、玻璃中的传播 04 科学态度与责任 了解我国古代在光现象研究方面取得的成就，增强民族自豪感，厚植爱国主义情怀。。 重点难点 教学重点 教学难点 经历光的直线传播的实验探究过程，知道光速 解释光的直线传播现象及应用 课堂导入 我们能看到周围的物体，是因为有来自物体的光进入了我们的眼睛。经验告诉我们，光可以在空气、水和玻璃中传播。那么，光的传播路径是怎样的? 在有雾的天气里，从汽车头灯射出的光束 清晨，通过树丛的光束 有灰尘的电影院里，电影放映机射向银幕的光束 探究新知 活动2.3 观察光的传播路径 1.如图 2-9 所示，试一试，你能将杆的影子踩在脚下吗? 2.如图 2-10所示，做几个有趣的影子游戏。想一想，手影为什么会随手形的变化而改变? 3.图 2-11所示是一束激光在充满烟雾的空气中传播的路径。在容器中注入水，再看一看：光在水中传播的路径还是笔直的吗? 图2-9 踩影子 图2-10 手影 图2-11 光在空气中传播路径 探究新知 探究光在气体中的传播 实验一 现象：光在空气中传播的路径是直线。 如图所示，用一束激光照射在充满烟雾的空气中，观察光传播的路径。 探究新知 探究光在液体中的传播 实验二 现象：光在水中传播的路径是直线。 如图所示，在盛水的玻璃水槽内滴几滴牛奶，用激光笔将一束光照射到水中，观察光在水中的传播路径。 为了清楚地看到光在空气和水中传播的路径，可以在空气中喷些烟雾或在水中滴几滴牛奶。 探究新知 探究光在固体中的传播 实验三 现象：光在玻璃中传播的路径是直线。 如图所示，用激光笔往玻璃砖中照射入一束光，观察光在玻璃中的传播路径。 光总是沿直线传播吗？ 探究新知 探究光在不均匀介质中的传播 实验四 如图所示，用激光笔往不均匀液体中照射入一束光，观察光在液体中的传播路径。随后用玻璃棒将液体搅拌均匀，再用激光笔往液体中射入一束激光，观察光在液体中的传播路径。 探究新知 事实表明，光在均匀介质中是沿直线传播的。与声音不同，光不仅可以在空气、水等物质中传播，还可以在真空中传播。 光在均匀介质中的传播 探究新知 为了研究光的传播特点，我们通常用带箭头的直线表示光传播的路径和方向。这样的线叫作光线。 光线是人们为了便于研究和表示光的传播而引人的物理模型。 光线 图（a）表示点光源的光线 图（b）表示平行光的光线 在地面上接收到的太阳光，可看成平行光 探究新知 光的直线传播现象 1. 影子的形成 日晷 手影 皮影 成因：由于光沿直线传播，在不透明物体后面光照射不到的区域形成影子。 探究新知 视频播放—《动物手影》 探究新知 2. 小孔成像 中国古人对小孔成像的研究 《墨经》是《墨子》一书的重要部分，也是中国古代重要的哲学、逻辑学和科学著作，其中记载了小孔成像现象及其解释“景(影)到(倒)，在午有端，与景长，说在端。”“景：光之人，照(照)若射。下者之人也高，高者之人也下......”这里的“景(影)指所成的像，“午”指遮光屏，“端”指小孔。意思是，像之所以倒转，是由于遮光屏上有一个小孔，光如箭那样笔直地射入，通过小孔后上下位置颠倒。我国北宋科学家沈括所著的《梦溪笔谈》中，也有关于小孔成像的记载。 书中形象地描述了飞鸢通过窗户缝隙形成的影其 上下颠倒、左右相反。宋元时期的赵友钦还利用实验 得到了小孔成像的大小、明暗与物距和孔的大小之间 的关系，从而证明了光沿直线传播的特性。这些实验比西方类似的实验要早得多。 探究新知 如图，在一个空罐子底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰，我们可以看到烛焰在薄膜上呈现的像。 步骤：①让小孔对着点燃的蜡烛，观察塑料薄膜上所成的像的情况。 ②改变蜡烛与小孔的距离，观察像的变化情况。 ③将小孔形状改变，观察塑料膜上像的形状是否有变化。 ④改变光源形状，观察塑料膜上像的形状是否有变化。 探究新知 倒立的实像 像的大小与物体到小孔的距离有关 探究新知 圆形小孔 方形小孔 三角形小孔 像的形状与小孔形状无关 像的形状与光源形状有关 小孔成像成像特点：1.成倒立的实像；2.像的大小与孔到物体的距离，孔到光屏的距离有关；3.像的形状只与物体有关。 探究新知 小孔成像的现象 树荫下的圆形光斑及其形成的光路图。 探究新知 【学习任务一】光在均匀介质中的传播 在玻璃缸中加入清水，沿缸壁轻轻注入浓糖水，不搅拌，从侧壁用激光水平照射，看到玻璃缸内光的路径是弯折的，将玻璃缸中的水搅拌均匀后，观察到光的传播路径如图所示，说明光在 介质中沿直线传播。 解：不搅拌时，介质不均匀，看到玻璃缸内光的路径是弯折的，说明光在不均匀的介质中不沿直线传播；将玻璃缸中的水搅拌均匀后，玻璃缸中的水重新变成均匀介质，观察到光的传播路径如图所示沿直线传播，说明光在均匀介质中沿直线传播。 均匀 探究新知 【学习任务一】光在均匀介质中的传播 早在战国时期，我国古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的现象。小明在学习光现象时，便于更好理解，于是他动手用蜡烛作为光源，在木板上钻一个圆形小孔，然后发现光线透过小孔在墙壁上形成一个像。下列说法正确的是（　　） A．在墙上形成的像是虚像 B．小孔成像说明光沿直线传播 C．像的形状是圆形 D．保持蜡烛和墙的位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，蜡烛在墙上的像会变大 B 探究新知 【学习任务一】光在均匀介质中的传播 解：A．蜡烛在墙上成的像是倒立的实像，故A错误； B．小孔成像是由光沿直线传播形成的，故B正确； C．小孔成像成的是物体的像，与小孔的形状无关，故C错误； D．保持蜡烛和墙的位置不变，将木板向靠近墙的方向移动，因为成像的大小取决于像到小孔的距离，则木板与小孔距离越小，像也越小，故D错误。 故选B。 探究新知 3. 日食和月食 在我国古代殷商时期的甲骨文中，就有关于日食和月食现象的记载那时的人们还不能解释这种现象，以为是灾难降临的预兆。实际上，日食和月食都是与光沿直线传播有关的天文现象。 日食 月食 探究新知 日食的形成 当月球运行到太阳和地球之间时，由于光沿直线传播，月球就挡住了部分射向地球的太阳光。 探究新知 月食的形成 当月球运行到太阳和地球的另一侧时，由于光沿直线传播，地球就挡住了部分射向月球的太阳光。 探究新知 视频播放—《日食和月食的成因》 探究新知 生活 物理 社会 日食、月食与“夏商周断代工程” 中国的夏、商、周三代历时2000多年，创造了灿烂的古代文明。但由于历史文献中没有关于这三个王朝具体年代的记载，使得中华5000年文明史中有2000多年的历史年代模糊不清，无法得到世界公认。中国的文明史到底有多长?怎样确定夏、商、周的具体年代?科学家联想到了日食和月食。 1996年，我国首次实施人文社会科学与自然科学相结合，多学科交叉联合攻关的大型科学研究项目一“夏商周断代工程”。科学家根据古籍中“天再旦”“天再昏”等天象的记载，利用物理学得出的天体运行规律，推算出历史上日食、月食发生的年代，再结合文献、考古等方面的研究成果，为夏、商、周三个王朝确切年代的确定提供了重要依据。 探究新知 【学习任务二】日食和月食 当月球运动到太阳和地球之间，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的影子正好落到地球上时，如图，在a、b、c、d位置此刻都看不到日食现象的是（　　）   A．a、b两位置 B．b、c两位置 C．a、c两位置 D．a、d两位置 解：日食是由光的直线传播形成的，由图可知，太阳射向地球的光线被月亮挡住，b、c两点会看不到太阳，而a、d两点会看到太阳，不能形成日食,故看不到日食现象。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 D 探究新知 光的直线传播应用 1.激光准直 在开凿大山隧道时，工人们常用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。 探究新知 2. 射击瞄准 瞄准 3. 排队看齐 探究新知 光速 打雷和闪电同时同地发生，为什么我们总是先看见闪电后听到雷声？ 光传播得比声音快 探究新知 光在不同介质中传播的速度是不同的。光在真空中的传播速度最快，光在介质中的传播速度都小于真空中的传播速度。 真空中的光速可以近似取为： c=3×108 m/s=3×105 km/s 光在不同介质中的传播速度 介质 空气 水 玻璃 光 速 约3×108m/s 约空气中的3/4 约空气中的2/3 以光速飞行，1s内能绕地球7.5圈！ 探究新知 声音 声音的传播需要介质 真空不传声 声音在空气中传播得最慢 15℃的空气中声速为340m/s 光 光的传播不需要介质 光在真空中传播最快 光在空气中比在其它透明介质中传播得快 空气中光速近似为3×108m/s 对比声和光的传播 探究新知 【学习任务三】光速 声音在空气中传播速度为340m/s，在距离地面17km远的云朵处产生的雷声，径直传向地面。求： （1）为什么地上的人看到闪电的瞬间，并没有听到雷声？ （2）地上的人听到雷声需要多长时间？ 解：（1）声音在空气中传播速度为340m/s，光的速度远远大于声速，在路程相同时，速度越大，用时越短，所以，地上的人看到闪电的瞬间，雷声还没有传到地面人的耳朵，故地面上的人没有听到雷声。 （2）雷声从距离地面17km远的云朵处传到地面需要的时间为 课堂小结 光的直线传播 光沿直线传播 光线 光在均匀介质中沿直线传播 理想模型 点光源和平行光源 应用和现象 应用：激光准直、瞄准射击、排队等 现象：影子、小孔成像、日食和月食 光速 光在真空中的传播速度为3×108m/s 课堂练习 1．“举杯邀明月，对影成三人”是我国唐代大诗人李白的千古名句，小明同学很喜欢这两句，于是画出了诗中的情景，如图所示，同学们看了他的画，指出其中有一处错误： ，它不符合 的规律。 解：[1][2]影子是由于月亮反射的光被诗人挡住，在人的后面，光线照射不到的地方留下的黑影，是光的直线传播现象，月亮在诗人面前，影子应该在人身后。而图中影子和月亮都位于人的面前，不符合光的直线传播规律。 影子和月亮都位于人的面前 光的直线传播 课堂练习 2．打雷时，常常先看见闪电，后听到雷声的原因是 ，所以体育比赛中百米赛跑时，在终点的计时员应该在 （看到冒烟/听到枪声）时计时才准确。 光速快 解：[1]闪电和雷声是同时发生的，由于空气中光的传播速度比声音的传播速度快，走同样的路程，光用的时间短，所以先看见闪电，后听到雷声。 [2]光从起点传到终点时所用时间要短的多，故以看到冒烟时计时要准确一些。 看到冒烟 课堂练习 3．某兴趣小组的同学在空易拉罐的底部中央戳一个小圆孔，将顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，制作成一个简易针孔“照相机”。如图所示，将其水平放置，在左侧固定一只与小孔等高的小灯泡，灯泡发光时，下列说法正确的是（　　） A．塑料膜上可以看到灯丝正立的像 B．该现象是光的反射现象 C．若水平向左移动易拉罐，则像将变大 D．若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状也会改变 解：AB．小孔成像是由于光的直线传播形成的，塑料膜上可以看到灯丝倒立的像，故AB错误； C．若水平向左移动易拉罐，物体到孔的距离变小，根据数学知识三角形相似可知，像将变大，故C正确； D．小孔成像现象中，像的形状只与成像物体有关，与孔的形状无关，若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不会改变，故D错误。 故选C。 C 课堂练习 4．根据要求完成下列作图。如图，根据两人的影子，画出光路图找到点光源S的位置。 解：将两人影子的顶端和两人头顶连接并延长可交于一点S，点S就是光源的位置，如图所示 课堂练习 5．已知光在真空中传播速度是3×108m/s。 （1）光在真空中1年里传播的距离叫做光年，光年是时间的单位还是长度的单位？ （2）太阳发出的光，要经过500s才能到达地球，试计算太阳到地球的距离是多少？ （3）为实现我国的探月计划，已知地球和月球间的平均距离约是3.84×105千米，则向月球发射的激光到达月球需要多少秒？ 解：（1）一光年指光在真空中1年里传播的距离，所以光年是长度的单位。 （2）太阳到地球的距离为 （3）向月球发射的激光到达月球需要时间为 布置作业 1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。 2.实践应用作业：（1）如图 2-17 所示，怎样才能通过三个小孔看见烛焰？试一试。 （2）参考如下方法制作一个简易的针孔照相机：如图2-18所示，在空易拉罐底部的中央截一个小孔；将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层半透明的塑料薄膜。将小孔对准窗外的景物，说一说你在塑料薄膜上看到的像的特点。 （3）如图 2-19 所示，在水平板上竖直固定一支铅笔，并将其放在太阳光下。在11:00-14:00之间，每隔15min 在铅笔影子的顶端做一个记号，并测量影长。分析实验数据，找出影长最短的时刻。向地理老师请教:怎样利用以上数据确定本地的正北方向? 谢谢聆听 谢谢聆听