3.1 光的传播与色散(教案)沪粤版(2024)物理八年级上册

3．1 光的传播与色散
1．物理观念：
(1)了解光的用途，知道光在人类生活中的应用。

(2)知道光源及光在同种均匀介质中沿直线传播。

(3)知道光速及光速与介质种类有关。

(4)知道色散现象及光的三基色。

2．科学思维：
(1)知道“光线”是物理模型，是研究光学的基本工具。

体会模型法在物理学中的应用。

(2)能利用作图的方法分析和解释简单的光现象。

3．科学探究：
(1)通过生活经验和观察，认识光沿直线传播是有条件的。

(2)观察光通过三棱镜发生色散现象，知道白光是由多种色光混合而成的。

4．科学态度与责任：
(1)通过学习光的用途，认识到物理知识与生活和社会的密切联系，激发学习光的兴趣。

(2)通过研究光的直线传播和色散，体会自然现象的美妙。

教学重点：光的直线传播条件。

教学难点：建立“光线”模型，并运用“光线”分析影子的成因等现象。

激光演示器、盛有水的水槽、手电筒、白炽灯、白屏、两块带有小孔的硬纸板、彩色蜡笔、水彩、毛笔、水、玻璃、白纸、三棱镜、白屏、多媒体等。

一、情景引入
利用多媒体课件播放一幅幅美丽的城市夜景、绚丽多彩的极光、雨后美丽的彩虹，正是有了这色彩斑斓的光，世界才被打扮得如此美丽，如此迷人。

我们生活在光的世界里，光每时每刻都在为我们服务。

这节课我们就来学习“光的传播与色散”！
二、新课教学
探究点一：光是怎样传播的
1．光源
提问：同学们，刚才我们看到了美丽的城市夜景，那么，这些把城市点缀得如此美丽的光是哪儿来的呢？结合课本中的图，阅读课本，然后讨论交流。

点评：光是光源发出来的。

提问：除了课本上列举的例子，你还知道哪些物体能够自行发光呢？太阳、星星、月亮、点燃的火柴、点燃的蜡烛、点亮的日光灯、反光的镜子都能自行发光吗？
点评：月亮、反光的镜子是不能够自行发光的，星星当中也只有恒星能够自行发光，行星和卫星是不能够自行发光的。

我们把能够自行发光的物体，称之为光源。

2．探究光的直线传播的条件
引导学生应用桌面上的器材，通过开放性实验探究得出：光在空气、水以及玻璃这些均匀介质中沿直线传播。

提问：同学们刚才看到了许多光沿直线传播的现象，但是光总是沿直线传播吗？(先开
放性分组实验，然后小组间交流实验结果)
学生实验：
方法1：用激光笔将一束光贴着墙壁(或黑板)射向远处，观察光在空气中的传播径迹。

方法2：如图甲所示，向盛水的玻璃水槽内滴几滴牛奶，搅拌均匀后，用激光笔将一束光射到水中，观察光在水中的传播径迹。

方法3：如图乙所示，用激光笔将一束光射到玻璃砖中，观察光在玻璃中的传播径迹。

组织学生归纳得出：光在空气、水、玻璃等同种介质中才可能沿直线传播。

提问：在同种介质中光就一定沿直线传播吗？
演示实验：教师演示光在非均匀糖水中传播的实验。

在支架上固定一个水槽，其中放置一个白屏来显示光的路径，先配四杯浓度不同的糖水，将它们按浓度从大到小依次倒入水槽(四种糖水的量按一定的比例)，由于各层糖水间相互混合，所以水槽内形成了从上到下浓度逐渐变大的不均匀糖水。

将一束激光从透明水槽侧面沿白屏表面射入，由最上层溶液斜向下射入非均匀糖水，可见激光路径在非均匀糖水中向下弯曲。

同时做一个对照实验，用激光光束斜射入同种均匀的糖水中，再让同学们观察——光的路径仍是直线。

引导学生归纳出光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播。

指出物理学中用带箭头的直线来表示光的传播方向。

比如要表示电灯的光在空气中的传播时，我们就沿光的传播路径画一些直线。

这种直线叫作光线。

光线：用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这样的直线叫光线(如图)。

3．光的直线传播应用
教师设计情景或演示实验由学生来解释现象产生的原因。

如手影游戏、激光器的准直等，最后教师简单介绍日食、月食。

由学生举出生活中有关直线传播的事例并运用原理来分析。

小孔成像演示：保持电灯不动，用一个大纸板完全遮住圆筒形蛋糕盒底部的进光口，并在纸板上开一个小圆孔。

提问：如果打开电灯，一部分光将穿过小孔射到屏上，请同学们猜想一下，在屏上将看到什么？灯丝的形状如何？
点评：“V”字形的光斑，灯丝的形状也是“V”字形的。

但是开口和光斑相反。

引导学生分析出小孔成像的原理及成像特点。

小孔成像的原理：光的直线传播。

成像特点：倒立的实像。

探究点二：光的传播速度
提问：为什么在打雷的时候先看到闪电后听到雷声？
说明：光的传播速度比声速快。

光在真空中传播得最快，在空气中的传播比在真空中传
播稍慢一点，光在水中每秒传播的距离约是真空中的34
；光在玻璃中每秒传播的距离约是真空中的23。

教师小结：这里涉及了一个新的物理量——光速，物理学上用符号c 表示。

在空气中，光速也可以近似地看为3×108 m/s 。

光年：光在一年内通过的距离。

强调：光年是一个长度单位而不是时间单位。

探究点三：光的色散
情景介绍：17世纪以前，人们一直认为白光是最单纯的颜色。

直到1666年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜使太阳光发生了色散(dispersion)，这才解开了光的颜色之谜。

演示：让一束太阳光照射到三棱镜上，调节另一边用白屏承接，引导学生认真观察，太阳光通过三棱镜后发生了什么？
在黑板上画示意图(如下图)，播放色散图片：
结论：让一束太阳光照射到三棱镜上，会被分解成各种颜色的光，如果用一个白色的光屏来承接，在白色光屏上就形成了一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。

我们把白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种颜色的现象叫作光的色散。

问题：被分解出来的七种色光如果逆着原来出射的方向入射到三棱镜，将会出现什么现象呢？
视频展示
点评：七种色光如果逆着原来出射的方向入射到三棱镜，会复合成白光。

拓展：雨后的彩虹就是由色散现象引起的。

问题：阳光可以分解为七种单色光，但我们看到大自然的色彩远比红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色更加丰富多彩，这又是怎么回事呢？
点评：一些色光混合后会产生许多丰富多彩的颜色。

问题：白光色散后的各种色光混合后又复合成了白光，那么七种单色光中的任意两种或几种混合后又将得到什么颜色呢？
播放色光的混合视频，学生观看。

点评：人们发现，把红、绿、蓝三种色光混合能产生各种色彩。

因此把红、绿、蓝三种色光叫作色光的三基色。

不能再分解的色光叫作单色光，由单色光混合成的光叫作复色光。

拓展：彩色电视机的制成原理。

电视屏幕上显现出的画面，丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三种色光组成的。

如果用放大镜观察彩色电视机画面就会观察到这一现象了。

板书设计
3．1光的传播与色散
1．光是怎样传播的
(1)光源：能够自行发光的物体，称之为光源。

(2)条件：光在同种均匀介质中沿直线传播。

(3)光线：用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这样的直线叫光线。

(4)光的直线传播现象：影子、激光准直、日食、月食、小孔成像等。

(5)小孔成像的原理及特点。

2．光的传播速度
光速：c＝3×108 m/s；v空气>v水>v玻璃。

3．光的色散
(1)我们把白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种颜色的现象叫作色散。

(2)红、绿、蓝三种色光叫作光的三基色。

本节课首先通过科学探究得出光的直线传播的规律，让学生掌握科学探究的基本步骤：“提出问题―→猜想与假设―→设计实验―→进行实验―→得出结论―→交流与评估”，培养学生的创新能力，给学生提供大量器材，让他们自己设计实验，选择器材，经历实验过程，并在其中思考、交流、动手、探索、感悟，从中发现一些有创意的方法，充分挖掘学生的创新潜能。

其次介绍光的色散时，从生活中挖掘贴近生活的现象，让学生感到亲切，更符合学生的认知规律。