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1、光的直线传播一导入新课今天我给大家带来了一个大炮筒，这是我自制的针孔相机，这个相机可以用来拍照。这是一个发光的字母F，现在我就用这个针孔相机给它拍照，我们来看一下。现在大家看到了什么？一个红色的亮点，这是我的针孔，现在让我来调一下焦。好，现在大家看到了什么？有点小是吧，继续调焦，大家现在看到了什么?一个倒立的字母F，这就是发光的字母F的像。现在，我让这个像变大，我还可以让这个像变小。好玩吗？想知道这个针孔相机的原理吗？学了本节课的内容，我们将能揭开这个针孔相机的神秘面纱。（板书“光的直线传播”）二、光源请同学们思考一下，生活中都有哪些物体能够发光呢？谁能起来说一下？（个别提问：四名，学生回答完
2、自行坐下）老师也搜集了一些发光物体的图片，我们来看一下。在物理学中，我们把能够发光的物体叫做光源。这些物体都是光源。（板书“一、光源”）大家看，上下这两排光源有什么区别呢？上面这些都是纯天然的，称为天然光源。而下面这些都是人造的，称为人造光源；所以光源可以分为两类：天然光源和人造光源。晚上我们经常能看见月光，月亮是不是光源呢？月亮不是光源，月光是怎么来的呢？（个别提问）月亮本身是不能发光的，月亮是靠反射太阳光才能被我们所看见的。我们的眼睛能看见物体，眼睛是不是光源呢？远古的人类认为，眼睛发出的光照亮了物体，所以我们才能看见物体。这种说法对吗？不对，人的眼睛到底能不能发光，试想在一个漆黑的环境中
3、，你还能看见物体吗？不能，所以眼睛不是光源。一定记住，眼睛是用来看物体的，不会发光，只能接收光。三、光的直线传播我们能看见光源，就是因为光源发出的光进入了我们的眼睛，光源发出的光是沿着怎样的路径进入我们的眼睛的呢？我这里有一束光，在黑板上形成一个亮斑，光从激光笔到光斑的位置到底沿着怎样的路径传播的呢？直线，有没有可能是曲线呢？如果我们能看见这束光就好了，怎样才能把光在空气中的传播路径显示出来呢？对，我来制造一些烟雾。将纸点着，烟雾冒出上升，让激光在烟雾中传播。直线还是曲线？直线。这只能说明光在空气中是沿直线传播的。我们知道光也能在液体和透明的固体中传播，是不是也沿直线呢？我这个水槽中装的是淡糖
4、水，我让激光在其中传播，大家看，怎么传播的？沿直线。这说明光在液体中也是沿直线传播的。光在固体中怎么传播呢？现在我让光在这个大果冻中传播。怎样传播？沿直线。这说明光在固体中还是沿直线传播的。综合以上几个实验结论，我们可以得到：光在同种介质中沿直线传播。（板书“二、光在同种 介质中沿直线传播”）生活中经常能见到光沿直线传播的例子，展示课件中光沿直线传播的图片。大家注意，我刚才实验中用到的介质：空气啊、糖水啊、大果冻啊，它们都是均匀的。如果介质不均匀，光还沿直线传播吗？我这个水槽中装的是事先配好的浓度不均匀的糖水，下层浓度较大，而上层浓度较小。大家能看到分界线吗？我先让这束激光在上层均匀的糖水中传
5、播，大家看，怎么传播的？沿直线传播。现在我把这束激光向下平移，光还沿直线传播吗？光沿曲线传播。这个实验说明：光在同种不均匀的介质中沿曲线传播。所以光沿直线传播的条件应该加一个：均匀。（板书“均匀”）我们只能说光在同种均匀介质中沿直线传播。为了方便地描述光的传播，我们通常用一条带箭头的直线来表示光的传播径迹和方向，这样的直线叫做光线。光线的箭头要画在线的中间，不要画在两端。比如，这条光线就表示一束水平向右传播的光。大家注意，能不能说我这束激光就是一条或多条光线呢？当然不能，光线仅仅是一个模型，光线可以表示光，但并不是真实的光，这里用到了一个重要的物理方法模型法。生活中常见的光源有两类：点光源和平
6、行光源，烛焰就可以看作是一个点光源，而太阳光是一种平行光源，点光源的光线是发散的，平行光源的光线是平行的。四、光沿直线传播的应用我们已经得到了光在同种均匀介质中沿直线传播的结论，这一理论在生活中都有哪些应用呢？（板书：“三、应用”）1.小孔成像事实上，我自制的针孔相机就是光沿直线传播的一个应用。现在我把相机拆开，大家来看一下里面的构造。这是发光的字母F，这是一块毛玻璃做的光屏，可以承接发光字母F的像，相当于相机里面的胶片，这是针孔，就是在一张纸板上扎一个小孔，相当于相机的镜头，这个铁皮桶是针孔相机的外壳。针孔相机的成像原理是什么呢？我们来看一下：这是针孔相机内部构造的示意图，发光的字母F是一个
7、光源，针孔就是一个小孔，毛玻璃是光屏。我们在F上取一个发光点A，它发出的一束光沿着直线传播通过小孔，会在光屏上成一个像点A。同理，F上的另一发光点B也会在光屏上成一个像点B。F上的每一个发光点都会在光屏上成一个像点，这些像点组合起来，就构成了发光字母F的像。这种现象称为小孔成像。大家看，这个像是正的还是倒的？倒的。而且，由于这个像能被光屏承接，所以称为实像。以后我们还会见到虚像，虚像是不能用光屏承接的。怎么让这个像变大变小呢？如果我控制光源到小孔的距离不变，只把光屏靠近小孔，像的大小会怎么变呢？我们通过作图来确定此时的像。怎么变的？变小了，如果我把光屏远离小孔呢？对，像会变大。除了调节光屏到小
8、孔的距离能改变像的大小之外，还有其他方法吗？如果我控制光屏到小孔的距离不变，只把光源靠近小孔，像的大小又会怎么变呢？我们也来作出此时的像。怎么变？对，变大了。如果我将光源远离小孔呢？对，会变小。我们一起来总结一下小孔成像的特点。第一，小孔成像成的是什么样的像？倒立的实像。第二，像的大小与什么因素有关？与光屏到小孔的距离和光源到小孔的距离有关。现在我再把针孔相机组装好，我们再来看一下。大家现在能看到倒立的像吗？好，怎样使像变大呢？对，把光屏向外拉出，什么道理呢？增大光屏到小孔的距离。我们来试一下。变大了吗？变大了。怎样使像变小呢？将光屏向里推，什么道理？减小光屏到小孔的距离，我们也来试一下。变小
9、了吗？变小了。好了，神奇的针孔相机的原理简单吗？简单。就是光沿直线传播的一个应用。其实生活中小孔成像的现象是很常见的，夏天的中午，在树荫下，地面上随处可见大大小小的光斑，这些光斑都是什么形状的？圆形的。为什么都是圆形的呢？因为它们是太阳的像。小孔在哪儿呢？树叶间的缝隙相当于小孔。所以说，树荫下的光斑是太阳通过树叶间的缝隙在地面上成的实像。树叶间的缝隙的形状规则吗？不规则。但地面上的光斑都是圆形的，这说明小孔成像的形状与小孔的形状有关吗？无关。光斑有大有小，光斑的大小取决于谁呢？因为树叶间的缝隙到地面的距离有大有小，所以光斑也有大有小。2.手影除了小孔成像之外，光沿直线传播还有什么应用呢？大家都
10、看过手影吧，我这里为大家准备了一段手影的视频，大家欣赏一下。这么精彩的手影是怎么演出来的呢？有没有哪位同学会表演手影？好，这位同学上来表演一下。（学生表演）大家说像不像？嗯，非常像。手影是怎么形成的呢？你能给大家解释一下吗？对，解释的很好，就是手把光挡住了。谢谢你的精彩表演和回答，请回到自己的座位。我有一个问题，为什么光会被挡住呢？光难道不能绕过手继续传播吗？对，因为光在同种均匀介质中沿直线传播。手影的本质就是影子。比如，一个人在路灯下打篮球，地面上就会出现这个人的影子，这个影子应该在人的哪边呢？左边。为什么？人是不透明的，来自灯泡的光被人挡住，这一块儿就会出现影区，地面上就会出现影子。影子有
11、多长呢？影子的边界在哪里呢？你能通过画图确定吗？对，从光源出发贴着头顶画一条光线，地面上这一段就是这个人的影子。如果这个人向路灯靠近一点，影子是变长还是变短呢？变短。如果走到路灯正下方呢？影子最短，就在脚底下。如果再向右走，远离路灯呢？对，影子又越来越长。日食月食是一种奇特的天文现象，都看过吗？没看过的以后还有机会。日食月食其实和影子的成因是相同的。我们知道，地球绕太阳公转，一年转一圈，月亮绕地球公转，一个月转一圈，当月球恰好转到太阳和地球中间且三点一线的时候，会发生什么呢？太阳光照到月球上会形成的影区吗？会。如果影区正好有一部分落在地球上，地球上这个位置的人还能看见太阳吗？看不见了，就好像太
12、阳被什么吃掉了一样，这种现象称为日食。当地球恰好处在太阳和月球中间且三点一线的时候，月球就可能会处在地球的影区内，此时还能看见月亮吗？看不见了，为什么？对，月亮不是光源，它是靠反射太阳光才能被我们所看见的，而此时太阳又照不到月球，所以月球就看不见了，这种现象称为月食。当然了，随着地球和月球的持续转动，日食和月食都不会持续太长时间，一般两三个小时就能恢复正常。3.激光准直光沿直线传播的应用还有很多。比如激光准直。挖隧道的时候，如果没有东西指引方向，挖着挖着就可能挖偏了。用什么指引方向呢？对，用激光。激光在空气中沿着直线传播，你只需要顺着激光指引的方向挖就可以了。4.瞄准射击还比如瞄准射击。马浩明
13、同学喜欢玩抢，今天他带来了自己的玩具枪，我们请他和自己的搭档来给我们演示一下打枪时是如何瞄准的。（学生演示：搭档拿靶心）他说，当眼睛通过缺口和准星恰好能看见瞄准点的时候就瞄准了，这是什么道理呢？根据光沿直线传播的道理，只有当瞄准点、准星、缺口三点一线时，来自瞄准点的光才能通过准星和缺口进入人的眼睛，被人看到。谢谢两位的表演，请回座位。光沿直线传播的应用还有很多，由于时间有限，我们不再一一列举。五、光速接下来，我们来研究一下光的传播速度的问题。（板书“四、光速”）看一看这两位同学的争论，男生说：打雷和闪电在远处同时同地发生，我们总是先看到闪电后听见雷声，是因为眼睛长在前面！女生说：不是！是光比声
14、音传播快！你支持谁的观点呢？当然是女生。但是这个男生说的貌似也很有道理啊，如果打雷的时候，我们侧着头听，让耳朵放在眼睛前面，我们就能先听到雷声了吗？当然不能。所以说，先听到雷声还是先看到闪电，主要取决于光速和声速的大小，而不是眼睛和耳朵的位置。空气中的声速约为340米每秒，已经很大了，光速比声速还大。我一摁开关，激光立刻出现在黑板上，好像光的传播不需要时间，光的传播速度真的无穷大吗？不是，光速非常大，但也是有限的。真空中，光的传播速度为 3108m/s，真空中的光速用小写的字母c来表示。空气中，光的传播速度接近于真空中的传播速度。计算时也按3乘以10的8次方米每秒。光在其他介质中的速度比在真空
15、中的速度小。在水中是真空中的3/4；在玻璃中是真空中的2/3。声音很快，比声音更快的是火箭，比火箭更快的光，我们来看一下光速与声速和火箭的对比。如果雷声从某个云层传到人耳需要3.54秒，那闪电只需要0.000004秒；火箭从地球沿直线飞到月球需要2.5天，而激光只需要1.3秒。1.3秒就到月球了，那要走一年的话，该有多远啊。我们知道宇宙是非常大的，如果用米和千米作为单位丈量宇宙的话，数字是非常大的，那真是天文数字，很不方便，如果用光年作为单位的话，就方便的多。什么是光年，光一年传播的距离就是光年。1光年有多大呢？我们来做个计算，1光年等于光速乘以1年时间，等于3乘以10的八次方米每秒乘以一年的时间，换算成秒就是一年365天乘以每天24小时乘以每小时3600秒，最后得9.4608乘以10的15次方米，换算成千米是9.4608乘以10的12次方千米。大不大？大。光年是时间单位吗？不是。光年是天文上使用的长度单位。六、课堂小结这节课的内容就学完了，这节课我们主要学习了光源、光在同种均匀介质中沿直线传播、光沿直线传播的应用，还有光速。
