第一节 光的传播
学习目标:
1、能区别光源、非光源。
2、知道光在均匀介质中沿直线传播。
3、能用光的直线传播以及光线研究影子、小孔成像等的形成。
4、知道光在真空中转播的速度最大。记住真空中的光速,并能根据光速进行计算
预习提纲:
1.你是衡量一切曲直的标准,你是宇宙中的速度冠军。是你擦亮了所有精灵的眼睛,是你送走了黑夜迎来了黎明。是你给夜行的车辆照亮了道路,是你让科学家看到了遥远神秘的太空。有了你大地才会孕育万物,造就了辉煌灿烂的现代文明。
上面这首诗歌中的“你”指的是什么?诗歌中蕴涵着什么道理?
2. 称为光源。如 、 、 及 等都是光源。从光源发出的光进入我们的眼睛,我们便看见了这个发光体。
3.光在同种均匀介质中是沿 传播的。
4.在物理学中,用一条带箭头的直线表示光的 和 ,并将这条带箭头的直线称为光线,许多光线在一起称为光束。
5.利用光沿直线传播解释现象:如影子的形成、日食、月食现象等。
6.光在真空中的传播速度约为 ,光在真空中的传播速度最快,光在水中的传播速度是真空中的 ,光在玻璃中的传播速度是真空中的 。
学习过程:
一、光的神奇
【观察思考】
观察下面的几副图(如图4-1-1、4-1-2、4-1-3、4-1-4)
图4-1-1 光使我们看到物体 图4-1-2花草树木的光合作用
图4-1-3靠光的能量奔驰的太阳能汽车 图4-1-4光导纤维
结合课本第50页图4-1、4-2、4-3、4-4和上面的几副图(如图4-1-1、4-1-2、4-1-3、4-1-4),和同学讨论交流,在下面的方框中写出你所知道的“神奇的光现象”和“光的作用”。
二、光的传播路径
1、光源
阅读课本第51页“加油站”栏目,明确什么是光源。
【讨论思考】
夜晚的星空美丽神奇,这些闪烁的星星都是光源吗?写出你们的观点和理由:
(提示:我们常见的星星有恒星、行星、卫星。)
星星中恒星是光源,其他星星靠反射光发光
2、光沿直线传播
(1)实验探究
利用下面的器材,阅读并参照课本第51页“实验探究”,你能设计几个实验探究光在“空气”、“水”、“玻璃”中的传播路径吗?写出你的实验方案和结论。
以下器材可供参考:激光笔、蚊香、火柴、盛有清水的大烧杯、牛奶、滴管、玻璃砖等。
实验一:探究光在空气中的传播路径。
你选的器材:蚊香 激光笔 火柴
你的实验过程:点燃蚊香,用激光笔照向蚊香发出的烟,发现出现一条直线
你的探究结论:光在(密度均匀的)空气中沿直线传播
实验二:探究光在水中的传播路径。
你选的器材:激光笔 盛有清水的大烧杯 牛奶 滴管
你的实验过程:盛半杯清水,用滴管加适量的牛奶,使溶液变盛透明白色,用激光笔照向杯子里,发现是一条直线。
你的探究结论:光在(密度均匀的)水中沿直线传播
实验三:探究光在玻璃中的传播路径。
你选的器材:激光笔 玻璃砖
你的实验过程:
在暗室里,将激光笔照向玻璃砖,发现玻璃砖里的光射成一条直线
你的探究结论:光在(密度均匀的)玻璃砖中沿直线传播
【思维升华】在上面的实验中你是采用什么方法显示出光路的?请把自己的经验及时总结出来:光在透明的介质中无法看出传播途径,需要把介质转化成半透明的。
(2)光线和光束
阅读课本第52页“加油站”栏目,了解什么是光线,什么是光束。
【思考讨论】光线实际存在吗?
不是,光线是为了研究方便画出来的
【加油站】光线是一种物理模型,模型法是物理学中重要的科学方法。生活中我们也常建立模型,如图4-1-5所示,我们可以用线条可以把事物的基本特征勾画出来,分别表示太阳、笑脸、愤怒、跑步、举重,这种方法既概括达意,又简洁方便。
图5-1-5
(3)影子的形成
阅读课本第52页第一自然段,知道影子形成的原因。
【动手活动】
你会表演手影游戏吗?请参照课本图4-9和下面的图4-1-6勇敢的试一试。
评比一下,哪位同学表演的手影最生动、逼真。
图4-1-6
【练一练】下面是某同学通过画光路图对影子的成因进行的分析(如图4-1-7所示)。
图4-1-7 影子的成因
请你用文字的形式写出影子的成因:
光线在同种均匀介质中沿直线传播,不能穿过不透明物体而形成的较暗区域。
(4)日食和月食
阅读课本第52页第2自然段和图4-10、4-11,知道日食和月食的形成原因。
【练一练】
参照课本图4-11,你能画出月食形成原因的图示吗?
三、光的传播速度
阅读课本第53页第1自然段,回答下列问题:
1、光在真空中的传播速度是多少?3×十的8次方米/秒
2、光在真空、空气、水、玻璃中的传播速度大小关系是什么?
V真空>v空气>v水>v玻璃
3、观察图4-1-8,你有什么感想?
光的速度很快
4、打雷时,为什麽我们总是先看到闪电后听到雷声?
光速大于声速
【迷你实验室】
参照课本第53页“迷你实验室”栏目和下面的“加油站”,完成“日冕仪”和“小孔成像仪”的制作。
【加油站】
1、日冕仪:日晷又称日规,是古代一种测量时间的仪器,它由晷盘和晷针组成。晷盘是一个有刻度的圆盘,晷针是安装在盘心并且与盘面垂直的一根细棒。我国古代发明的日晷独具特色,盘面平行与赤道平面,倾斜安装。在阳光下,晷针的影子随太阳运行而在盘面上移动,在不同的位置表示不同的时刻。
2、小孔成像:针孔照相机(如图4-1-9所示)的制作与原理。
材料:空易拉罐、半透明的塑料膜(或纸)、硬纸等。
制作方法:在罐的底部中央开一个小孔(注意小孔不要过大)。剪去易拉罐的上部,蒙上半透明的塑料膜(或纸)作为光屏。再用厚纸卷一个纸筒,使之刚好套下易拉罐,这就制成了针孔照相机。
使用方法:将小孔对着发光的物体,如烛焰,相距10~20cm。观察光屏上的像。
工作原理:由于光是沿直线传播的,烛焰上部发出的光通过小孔照射在光屏的下部,烛焰下部发出的光通过小孔照射在光屏的上部。所以光屏上就会出现烛焰的倒立的像,我们把这种现象叫做小孔成像。我国古代伟大的思想家、科学家墨翟,是世界上第一个论述光的直线传播规律,并最早进行小孔成像实验的科学家。
自我检测: (后边有答案)
1.我们很难直接看到光的传播路径,在研究和描述光的传播路径时,分别用到了哪些方法?对你有什么启示?模型法
2. 张强同学在硬纸板上穿一个小洞,通过小洞向外看。当他的眼睛向小洞逐渐靠近时,看到外面的景物范围( B )
A.变小 B.变大
C.不变 D.先变大后变小
3.请通过社会调查或查阅资料了解:除了课本上提到的例子外,在生活中还有哪些事例应用了光的直线传播?激光校准 射击2点一线
4.在学校运动会上,如果让你做百米赛跑的终点计时员,你如何准确记录起跑的时间?说出你的理由。看到发令枪的烟雾开始记时。光速大于声速。
5、观察图4-1-10,你能得出什么结论?
光速很快
6.操场边有一棵大树,一个晴朗的夏日里,王霞发现:阳光透过树叶的缝隙,在地面上照射出许许多多的光斑,这些光斑尽管有的大,有的小,但几乎都是圆形的。这是为什么呢?太阳是圆的,地上的图形,根据小孔成像可知是太阳形状
王霞去请教老师。老师告诉她:这些光斑都和太阳的形状相似,是太阳的“像”;你可以拿一只点燃的蜡烛做光源,用削得很尖的铅笔在一张纸片中心扎一个小孔(直径约3mm),设法把它立在桌子上(如图3.1-5所示),另拿一张白纸放在小孔后面,试一试能在后面的这张白纸上能看到蜡烛的像吗?(实验时拉上窗帘,使室内的光线变暗。)
⑴请你也来做一做“小孔成像”实验。探究如何才能使蜡烛的像变大或变小?把你的发现写下来。
⑵小孔所成的蜡烛的像是正立的、还是倒立的?你能不能尝试解释?
【参考答案】
1.例如:研究光在水中的传播路径时,采用“在清水中滴少许牛奶”的方法,来显示光路;为了表示光的传播情况,人们引入了“光线”,形象地描述光的传播路径和方向。不能直接看到的事物,人们却可以设法研究它、直观地表示它,这就是科学方法的力量。
2.解析:选B。可以通过画图来说明,如图3-l-8所示,由眼睛向洞的两边缘引两条直线,根据光的直线传播规律,这两条线组成的夹角范围内,物体上射来的光能穿过洞射入人眼内,引起视觉,在这两条线组成的夹角范围以外,物体上射来的光穿过洞后不能射入眼内,所以眼睛看不到这些物体。眼睛离洞越近,这两条线组成的夹角越大,眼睛看到的范围就越大。
3.如排纵队时,如果自己前面的一位同学挡住了前面所有的人,队就排齐了;射击瞄准时,当眼睛看到目标、准星和标尺缺口重合时,就能确保三者在同一直线上;木工用一只眼睛沿着木板的楞看过去,就能检查出木板的楞是否是直的;古人计时用的日晷,利用太阳投射的影子来测定时刻等。
4.看到发令枪冒烟时开始计时,而不是听到枪响开始计时,因为在空气中光速比声速大得多。
5、光的传播速度很大。
6.⑴蜡烛离小孔越近、光屏离小孔越远,所成的像越大;反之像越小。 ⑵如图3.1-6所示,由于光在空气中沿直线传播,物体上部射出的光,通过小孔,投射在光屏下方;物体下部射出的光,通过小孔,投射在光屏上方,所以形成的像是倒立的.
学习要点:
总结反思:
我的收获:
我的困惑: