二、光的直线传播（培优教学课件）物理苏科版2024八年级上册

江苏凤凰科学技术出版社 第二章 光现象 “烟花三月，我和几个同学相约去公园游玩。只见桃红柳绿连绵数里，蓝天、白云倒映在碧水之中，好似‘天上有行云，人在行云里’。远眺五亭桥，湖水倒映着她的倩影。一阵微风吹来，湖面上波光粼粼，让人眼花缭乱……” 以上摘自小明的日记。你是否也有类似的经历？你能提出哪些与光有关的问题？ 二、光的直线传播 八年级上册•苏科版（2024） 一、光在均有介质中的传播 二、光的直线传播现象 三、光速 四、 课堂总结 五、实践与练习 六、 提升训练 学习内容 学习目标 通过探究活动，激发学生学物理兴趣，培养参与探索精神与科学求知欲，让学生领略光现象。 情感态度与价值观 知道光在同种均匀介质中沿直线传播及生活应用，记住光在真空中传播速度，知晓光在不同介质中速度不同。 知识与技能 通过实验探究培养学生科学探究能力，运用光的直线传播知识解释生活现象，进而培养学生理论联系实际能力。 过程与方法 1.光沿直线传播的条件及应用。 2.光在真空中的传播速度。 教学重点 1.设计实验探究光沿直线传播的条件。 2.运用光沿直线传播的知识解释小孔成像、影子等生活现象。 教学难点 重难点 4 导入新课 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？ 知识点1：光在均匀介质中传播 光的直线传播 一、光在均匀介质中传播 探究1：试一试，你能将杆的影子踩在脚下吗？ 1. 活动：观察光的传播路径 踩影子 探究2：做手影游戏时，为什么手影会随手形的变化而改变？ 手影游戏 提示：不能 提示： 手影是光沿直线传播形成的，影子的形状与物体形状类似。 归纳总结：光在空气中沿直线传播 一、光在均匀介质中传播 探究1： 将一束激光射向充满含烟雾的透明的空容器中，观察光的传播路径； 光在空气中的传播 光在水中的传播 探究2：向容器中注入水，观察此时光的传播路径。 提示：光在空气中沿直线传播 提示:光在水中沿直线传播 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。 2. 活动：探究光沿直线传播的条件 林间的光束 夜空里笔直的光柱 一、光在均匀介质中传播 生活现象： 清晨，太阳光穿过树木间的空隙射入林中，犹如一缕缕笔直的金线，如图所示； 夜晚，各种各样的灯光化作一道道色彩斑斓的光柱，如图所示。 【视频演示：光的直线传播】 一、光在均匀介质中传播 像空气、水和玻璃等能让光通过的透明物质叫作光的介质。太阳光能通过真空和大气层传播到地球表面，说明光的传播与声音不同，光不仅可以在空气、水等物质中传播，还可以在真空中传播。 归纳总结 光可以在空气、水等物质中传播，还可以在真空中传播。 光在透明的均匀介质中是沿直线传播的。 3. 介质 一、光在均匀介质中传播 【例1】小明在做光在液体中的传播实验时，他在玻璃缸内配制了白糖水，静置一段时间后,发现白糖水中的光线不是一条直线，而是一条弯曲的曲线,你的解释是 ；若保持激光入射方向不变，激光在白糖水中沿直线传播，你的做法是 。 白糖水不均匀 将白糖水搅拌均匀 一、光在均匀介质中传播 4. 光线 （1）定义：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（light ray）。 （2）画法：画光线时必须用实线，用箭头标明光的传播方向，且箭头一般画在直线的中间位置。 烛焰、灯泡为点光源，光由中心传播，如图（a）；太阳光为平行光，如图（b）。 为了更形象、更直观地表示物理学中抽象难懂的物理规律或物理现象，我们用一些具体的图形或模型，把它形象地表示出来，使之具体化，这种研究问题的方法称为模型法。实际问题中，往往用多条光线来描述光的传、播特点。 一、光在均匀介质中传播 （3）对光线的理解 光是真实存在的，但光线并不是真实存在的，它是人们为了研究光的传播而建立的物理模型，其主要特征就是“直线（径迹）”+“箭头（方向）”。 【详解】图中O点是青蛙的位置，将O点与井口左右两边的端点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向青蛙眼睛的光线，这两条光线就决定了青蛙的观察范围 一、光在均匀介质中传播 【例2】“坐井观天”出自韩愈《原道》：“坐井而观天，曰天小者，非天小也。”如图甲所示一只青蛙在枯井底向外张望，请你在图乙中画出青蛙眼睛（O点）通过井口能看到最大范围的两条光线。 知识点2：光的直线传播现象 光的直线传播 1. 影子的形成 二 、光的直线传播现象 行走的士兵 拿花的女孩 灯光下的行人 有趣的手影 光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面光不能到达的区域便形成一个阴暗面，即物体的影子。 2. 日食 二 、光的直线传播现象 当月球转到地球与太阳之间，并且在__________上时，挡住了射向______的太阳光，由于光沿直线传播出现日食。 同一直线 地球 视频讲解：日食的形成 3. 月食 二 、光的直线传播现象 当地球转到太阳与月球之间，并且在__________上时，挡住了射向______的太阳光，由于光沿直线传播出现月食。月食是地球的影子投映到月球上。 同一直线 月球 视频讲解：月食的形成 4. 小孔成像 二 、光的直线传播现象 战国时期墨家著作《墨经》是迄今为止发现的世界上最早记载小孔成像实验的文献资料。如图所示是小孔成像现象及其示意图。 视频讲解：小孔成像 二 、光的直线传播现象 (1)成像性质：倒立的大小不确定的实像。上下颠倒、左右相反。 (2)影响成像大小的因素：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。 (2)像的形状：与物体的形状相同，与小孔的形状无关。 小孔成像的特点 二 、光的直线传播现象 身边的小孔成像 例如，树下的圆形光斑，实质是太阳经小孔所成的像。发生日食，在地面上的光斑，是日食时日面形状的投影，所以光斑会变成月牙形。 树下的圆形光斑 发生日食时，地面上的光斑 二 、光的直线传播现象 5. 光沿直线传播的应用 排队列操 激光准直 木工检查木条是否平直 【例3】圭表是我国古代的一种天文仪器.如图所示，垂直于地面的直杆叫“表”，南北方向水平放置于地面测量影长的标尺叫“圭”，观察表的影子长短来读出时间，下列说法不正确的是（ ） A．圭表计时的原理是光的直线传播 B．当表的影子最短时，此时是当地的正午 C．当表的影子逐渐变短时，应是当地的下午 D．为了能在圭尺上观察到清晰的日影，立表需要用不透明材料 【详解】A．圭表是通过观察表的影子长短来读出时间的，因此是利用光的直线传播原理来计时的，故A正确，A不符合题意； B 二 、光的直线传播现象 B．当表的影子最短时，说明此时太阳已经升到了最高处，是当地的正午，故B正确，B不符合题意； C．当表的影子逐渐变短时，说明太阳正在上升，应是当地的上午，故C错误，C符合题意； D．为了能在圭尺上观察到清晰的日影，立表需要用不透明材料挡住光线，故D正确，D不符合题意。 知识点3：光速 光的直线传播 三、光速 想一想：雷雨天，我们总是先看见闪电，后听到雷声，为什么呢？光速有多大呢？不同介质中光速相同吗？ 事实上闪电和雷鸣是同时发生的，但我们却是先看到闪电，后听到雷声。这是为什么呢？ 光传播得比声音快 想一想： 他们的测量原理对吗？能不能测出光速？ 三、光速 1. 光速的测量 1607年，伽利略进行了世界上第一次测量光速的尝试。方法是：他和助手分别站在相距1.6千米的两座山上，每人手拿一盏灯。伽利略先打开灯，当助手看到他的灯光时，立刻打开自己的灯，从伽利略打开灯至他看见助手那盏灯的灯光，这个间隔就是光传播了3千米的时间。根据v=s/t即可计算出光的传播速度。 遗憾的是，他们进行了多次实验，均已失败而告终，都不能测出光的速度，为什么？ 原来光的传播速度太大，在相距约1.6km的两山顶间来回一次，所用的时间大约只有十万分之一秒，用这种简单粗糙的方法根本不能测出这样短的时间来。 三、光速 当代计算出的最精确的光速都是通过波长和频率求得的。 1958年弗鲁姆求出光速的精确值：299792.5±0.1km/s。 1972年，美国科学家埃文森测得了目前真空中光速的最佳数值： 299792457.4±0.1m/s 光速的测定在光学的研究历程中有着重要的意义。从人们设法测量光速到人们测量出较为精确的光速共经历了三百多年的时间。 三、光速 真空中的光速是宇宙中最快的速度，用c表示。c=2.99792×108m/s。计算中，可以近似取 c=3×108m/s= 3×105km/s 如果一个人以光速绕地球飞行，他在1秒的时间内能绕地球转7.5圈。 介质 光 速 真空 空气 水 玻璃 c=3×108m/s 约为3c/4 约为2c/3 c=3×108m/s 一般情况下， v真空＞v空气＞v水＞v玻璃 三、光速 2. 真空中的光速 3. 光在不同介质中的传播速度 声音 光 真空不传声 15℃空气中声速340m/s 声音在空气中传播最慢 声音传播需要介质 光在真空中传播最快 空气中光速近似3×108m/s 光在空气中比在其他 透明介质中传播的快 光的传播不需要介质 4. 比较光的传播与声的传播 三、光速 解析：敲锣打鼓时，动作与声音是同时发生的，看见的动作是光速传播的，由于光在空气中的传播速度比声音在空气中的传播速度大的多，所以总是先看到动作，后听到声音。 三、光速 【例题4】当观察站在远处敲锣打鼓的人时，我们总是先看到他的动作，后听到锣鼓的声音这一现象说明（ ） A．光的传播不需要时间，而声音的传播需要时间　 B．光在空气中的传播速度比声音在空气中的传播速度大的多　 C．用人眼看物体比用耳朵听声音反应更灵敏些　 D．总是先敲锣打鼓，后发出声音，动作先后不同 B 四、课堂总结 光的直线传播 课堂总结 五、实践与练习 光的直线传播 1. 如图所示，怎样才能通过三个小孔看见烛焰?试一试。 当三个小孔、烛焰和人眼在一条直线上时，能看见烛光。 实践与练习 2. 参考如下方法制作一个简易的针孔照相机：如图所示，在空易拉罐底部的中央戳一个小孔：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。 在制作过程中，要注意安全，特别是在剪易拉罐时，要防止罐口割伤手指。观察时，可在塑料薄膜外用纸围一圈做成一个遮光罩，这样像看上去清晰一些。观察中，要提醒学生注意像在上下、左右方向的倒正情况和像的放大、缩小情况。 实践与练习 3. 如图所示，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，每过15 min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。 固定一根直杆后，观察一天中影子的变化情况，影子最短时，影子所指的方向就是正北方向。其反方向就是正南方向（当然这是在北半球），南半球正好相反。 实践与练习 六、提升训练 光的直线传播 提升训练 1．小明在学习“光的直线传播”时，从老师的演示实验中提取出3个情景： ①用激光笔射向水中观察到光路呈一条直线；②用漏斗向水中慢慢注入海波溶液后，观察到光路发生了弯曲；③用玻璃棒搅拌后，观察到光路又呈直线。根据以上情景可得出的结论是（ ） A．光的传播需要介质 B．光只有在水中才沿直线传播 C．光在海波溶液里不能沿直线传播 D．光在同种均匀介质中沿直线传播 【详解】A．该实验没有进行在没有介质的条件下光能否传播的探究，故A不符合题意； D BCD．光在水中和在搅拌均匀的海波溶液中都能直线传播，而在不均匀的液体中光路发生了弯曲，说明光在同种均匀介质中沿直线传播，故BC不符合题意，D符合题意。 提升训练 2．某人晚上从远处走近一盏路灯又远离路灯的过程中，他的影子长度的变化情况是（ ） A．先变长后变短 B．先变短后变长 C．一直在变长 D．一直在变短 【详解】人走近路灯时，路灯发出的射向人头顶的光与地面的夹角越来越大，人在地面上留下的影子越来越短；人远离路灯时，路灯发出的射向人头顶的光与地面的夹角越来越小，影子又会变长。故人晚上从远处走近一盏路灯又远离路灯的过程中，他的影子先变短后变长，故B符合题意，ACD不符合题意。 B 提升训练 3．某古观测台由13根直立的夯土柱组成，先民们在观测点通过土柱间的狭缝观测日出方位，并以此确定季节和节气。这利用的光学原理是_________________ _______________。其与小孔成像的原理 （选填“相同”或“不同”）。若在图乙易拉罐底部有一个很小的三角形小孔，则在半透明纸上能看到 形状的 选填“正立”或“倒立”）的像。 光在同种均匀介质中沿直线传播 不同 烛焰 倒立 提升训练 4．如图所示，日晷是古代人用来测量时间的仪器，它是利用太阳光沿 传播，使晷针留下影子，通过影子的长短、指向来测定的，整个日晷相对地面是 的（选填“静止”或“运动”）。 直线 静止 提升训练 5．发生日环食现象时，太阳、地球和月球的位置处于中间的是 （选填“地球”或“月球”）。在一张不透光的纸上打一个极小的“△”三角形孔，让太阳光垂直射到这张纸上经过这个小孔，这时在地面看到 （选填“圆形”、“三角形“或“方形”）小亮斑。 解析：小孔成像中，像的形状与小孔的形状无关，像的形状取决于物体的形状，因此太阳通过“Δ”形的小孔仍然成圆形的像。 月球 圆形 八年级上册•苏科版（2024） 谢谢！ 一份耕耘，一份收获 $$