第五章 光现象

第一课时：光的传播教学重点和难点：1．重点：(1)探究光的直线传播规律 (2)光直线传播的应用 (3)光速2．难点：(1)本影和半影的概念 (2)日食、月食的成因课前准备：学生课前准备：荧光棒、小激光笔、果冻、半个大可乐瓶、一小段香、火柴、蜡烛、牙膏盒、一块10厘米见方的半透明塑料膜、棉线、三根大头针、一块纸板教学器材：小烧杯、手电、日食和月食演示仪(三球仪)、瓦数较大的灯泡、多媒体课件、简易“针孔照相机”(制做方法：把一个大废纸箱的底面封好，在上面扎一小孔，去掉顶面，封上一张半透明塑料膜即可．)教学过程设计：光直线传播规律的应用我们可以用光的直线传播规律解释日常生活中的许多现象．激光准直由于光沿直线传播，在开凿大山隧道时，工程师们常常用激光来引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差．影子的形成“请一个同学在大屏幕上，做手影表演，其他同学思考：如何用我们今天所学知识来解释这个现象．”介绍古代计时工具：日晷日食、月食日食和月食都是当太阳、地球、月亮三者处于特殊位置时发生的天文现象．介绍“本影区”、“半影区”概念用瓦数较大的灯泡作光源(相当于太阳)，在灯泡与黑板之间举一个小球(相当于地球或月亮)，于是在黑板上就出现了很明显的本影区、半影区．画图介绍位于不同区域，出现的各种日食、月食现象．例如：日全食、日偏食、日环食，月全食、月偏食．老师对学生进行德育教育：“古代，人们认为日、月食现象是一种凶兆，而今天，当我们了解了日、月食成因以后，就不会再相信有灾难降临这种迷信说法．”小孔成像简易“针孔照相机”将封有塑料膜一面朝着学生，用一根点燃的蜡烛放在小孔前，让学生描述观察到的现象．思考：若调节小孔到塑料膜间的距离，所成像的大小应如何变化？“制作针孔照相机的原理是小孔成学生观看“激光掘进”图片学生手影表演，其他学生解释原因学生观看“日晷”图片让学生利用日食、月食演示仪(三球仪)，讲解当太阳、地球、月亮三者处于何种特殊位置时，会出现日食或月食现象．学生观看“日全食全过程照片”“月全食糖葫芦照片”学生练习画日食、月食的成因图，会找本影区和半影区，知道在哪个区域会出现什么现象．学生回答：在塑料膜上看到蜡烛的倒像．小孔到塑料膜间的距离越近，所成的像越小；反之，小孔到塑料膜间的距离越远，所成的像越大．学生现场制作“针孔照相机”用笔在牙膏盒一端的盒盖上扎一个小孔，撕去另一端的盒盖，用棉线把半透明塑料膜蒙在此端即可．学生观察在塑料膜上点燃蜡烛的成像特点．学生回答：由于光在同种均匀介质中沿直线传播，因而在塑料膜上看到蜡烛的倒像．增加蜡烛与小孔之间的距离，在膜上所成的像越小；反之，减小蜡烛与小孔之间的距离，所成的像越大．到发令枪冒烟开始计时，乙的裁判员听到发令枪响开始计时，结果测得两同学通过思考讨论，使大家明白在比赛时，裁判员依据看到发令枪冒出的烟为准计学生讨论，由代表发言讲解：光和声音在空气中的传播速度不同．枪声在起跑点发出传到终点裁判员处需的时间是：即乙的裁判员开始计时时，乙运动员已经先跑了0.29s，这样计时使乙运动员的成绩提高了0.29s；甲的裁判员看到枪冒烟计时，光速为3.0×108m/s，由起跑点传播时间是：这么短的时间可忽略不计，因此甲的裁判计时较为准确．因为甲运动员比乙运动员百米赛跑的时间少了0.29s，所以甲运动员的速度较快．第二课时：物体的颜色教学重点和难点：1．重点：(1)色散现象 (2)物体的颜色 (3)光的三基色和颜料的三原色2．难点：(1)决定物体颜色的因素 (2)会区分光的三基色和颜料的三原色课前准备：1．学生课前准备：一块圆纸板、一根火柴棍、水彩颜料2．教学器材：三棱镜、七色光板、红、绿、蓝三色板、多媒体课件教学过程设计：通过快速旋转来演示七色画在完成七色学生观察学生动手制作七色光板：在预先准备好的圆纸板上，划分成六个面积不等的扇形，扇形区的颜色和圆心角按逆时针顺序分别为：红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色．颜色可以用水彩或彩色粉笔涂上，也可以贴上不同颜色的色纸．然后用笔在圆盘中心扎一个孔，再插入一根火柴棍即完成．学生做七色光复合成白光的实验．转动这个圆盘，观察盘上颜色的变化．第二节光的反射教学重点和难点：1．重点：探究光的反射定律2．难点：镜面反射和漫反射课前准备：学生课前准备：激光笔、一小块平面镜、一块可以对折的半圆形硬纸板(用量角器的直边与纸板底边对齐，以对折形成的折痕为中心线，在线的两侧分别用量角器标注相应的角度数值)教学器材准备：激光演示仪、平面镜、空气清新剂教学过程设计：探究光的反“光射向任何物体表面都会发生反射现象．关于光的反射，你想知道什么？”“本节课，我们就根据同学们感兴趣的问题，来探究光反射时应遵循的规律，逐一找到答案．”请同学们根据图中所示入射光线的方向，讨论猜想一下反射光线将沿什么方向射出？做实验之前，首先要设计实验方案，需要什么器材？如何去做？请同学们利用桌面上的器材：激光笔、平面镜、可对折的半圆形纸板，讨论设计实验方案．老师巡视，与学生交流讨论．学生回答感兴趣的问题：反射光和入射光有什么规律？反射光线沿什么方向射出？反射角与入射角有无关系？……学生猜想：可能有以下三种情况到底哪种猜想对呢？显然，科学仅靠猜想是不够的，需要通过实验去检验．学生做实验，找反射光线的位置学生回答：反射光线沿1方向射出，沿2、3方向射出的猜想是错误的．请学生汇报实验结果，并尝试总结概括光的反射定律．不完整的部分，学生相互交反射光线与入射光线分居在法线的两侧．请学生根据实验现象及结果，用图形表示提示：法线是为了研究问题方便而引入的辅助线，本身并不存在，所以法线用虚线学生总结概括光的反射定律．学生画光的反射光路图：探究光路可逆性根据“逆向思维法”，若让入射光线逆着反射光线的方向入射，那么此时反射光线将沿什么方向射出呢？生活中有许多现象说明光路是可逆的．老师拿一块平面镜，通过平面镜看到了一位学生的眼睛，问：这位学生能不能通过平面镜看到老师的眼睛呢？让同座位的两个学生验证一下能不能看到？学生进行实验探究，并得出结论．实验现象：新的反射光线逆着原来的入射光线方向射出．实验结论：在光的反射现象中，光路是可逆的．学生回答：可以看到．学生动手试一试：从平面镜里能互相看到对方的眼睛．探究镜面反射和漫反射光射到任何物体的表面时都能发生反射现象．实验：(1)拿一块平面镜将太阳光反射到一位学生的眼上，问其感觉如何？刺眼说明光很强，反射光方向集中问其他学生有没有这种刺眼的感觉？没有则说明光没有大量地直接反射到他们的眼睛里．(2)拿一块面积、形状与平面镜相同的硬纸板，再做相同的实验．再次提问那个学生，问此时有何感觉？再次问其他学生能不能看清？能看清说明有光射入他们的眼里．此位学生说：很刺眼．其他学生回答：没有刺眼的感觉．此位学生回答：不刺眼，能看清．其他学生回答：能看清．提问：同样的太阳光，为什么经不同的物体表面反射，反射光的情况有所不同呢？根据反射面的不同性质，光的反射分为两种类型：镜面反射和漫反射．利用激光演示仪演示“镜面反射”：其特点：反射面平整光滑；当光平行入射时，会被平行反射．利用激光演示仪演示“漫反射”：其特点：反射面粗糙，凸凹不平；当光平行入射时，反射光射向四面八方．总结：镜面反射，反射光比较集中，迎着学生讨论交流，初步结论：反射光的情况与反射面的性质有关．学生观察学生举例回答可发生镜面反射：平面镜(2)玻璃(3)平静的水面……可发生漫反射：(1)黑板(2)银幕(3)一般物体…反射光的方向看很刺眼；漫反射反射光射向了各个方向，迎着反射光的方向看能看清．我们能看清本身不发光的物体，就是因为发生了漫反射．请学生举例，生活中哪些现象是镜面反射？哪些是漫反射？镜面反射和漫反射虽然是两种不同的反射现象，但它们都遵守光的反射定律．请同学们根据光的反射定律，完成反射光路图．提示：如何确定反射面的法线位置用纸板代表反射面，用针表示法线位置，针与纸板垂直：若把纸板弯折，表示凸凹不平则针此时的位置显示法线的画法，法线始终与反射面垂直．由于此时法线不再平行，引导学生想象当入射光平行射到各个入射点时，反射光线的方向有什么特点？请学生根据光的反射定律，完成镜面反射学生练习画图：镜面反射第三节探究平面镜成像特点教学重点和难点：设计实验探究平面镜成像特点，用平板玻璃取代平面镜来探究平面镜成像特点，用物体与像重合，来比较像与物的关系．这两个“替代”是实验的关键，也是设计难点．平面镜成像的原理和虚像的概念课前准备：学生课前准备：教学器材：学生用：玻璃、玻璃支架、白纸、棋子和纸三角教师用：魔术盒、玻璃、玻璃支架、白纸、棋子、纸三角、火柴、烧杯、平面镜、课件魔术箱: 以倾斜45°的平面镜将箱子分成前后两个空间，反射面须朝向观众，花藏在镜后．表演场地光线要暗，以免使平面镜反光而被识破．教学设计：随着学生的回答，教师用板书记录 教师：如果我后退，就是物体在远离平面镜时，像有没有变化？ 学生：像变小．教师：那物体离镜面的距离变远，像离镜面的距离有变化么？ 学生：像变远教师：我们知道实验是检验真理的方法．现在我们想验证一下刚才我们根据生活经验所总结出的这几条成像特点是否正确，我们需要什么器材呢？ 学生：平面镜．教师：平面镜有，但如何比较像与物的大小，如何测量像与物到镜面的距离呢？教师：现在我们每个人利用桌上这块平面镜，找找自己的像，看看你能找到这个像的准确位置么？ 教师：谁能确定像的准确位置？ 师:"如何解决这个问题?" 『魔术』 浇不灭的蜡烛．（平板玻璃后，放一只烧杯，点燃两只蜡烛，分别放在玻璃板前面和玻璃板后面的烧杯中，向烧杯中倒水．）（注意事项：1.蜡烛不能太长，否则像的下部模糊，影响效果．2.烧杯中的蜡烛要偷偷拿走，否则像与蜡烛重合不好，会影响效果．） “请大家分析原因．” 肯定学生的分析．“做好这个魔术的关键？”（移动玻璃后面的蜡烛，给学生启发．）（为可用“物”来替代“像”进行探究做铺垫．）提出问题：像比较暗，不太清晰，如何让像更清晰？ 出示平面镜，“平面镜和玻璃都能成像，它们有什到镜子的距离相等近大远小 学生---思考 『设计方法』 把蜡烛紧贴平面镜，像也紧贴平面镜，可在镜面上测．（展示）把刻度尺立在物体旁边一同在镜中成像，就知道像的高度了．（演示） 不行．要是像会变形，尺子也会变形，不就不准了吗？ 直接在镜面上量（演示）不行．像不在镜子上． 『观看魔术』 『分析原因』 镜后的蜡烛已经灭了，之所以好像在燃烧，是前面火苗的像，正好在玻璃后面的蜡烛上方．玻璃后面的蜡烛与玻璃里面的“像”要重合．『设计方法』 改用镜子镜子清晰，玻璃模糊玻璃可看见后面，镜子不能．用玻璃就可以看见镜后的像的位置． 把尺子放在像的位置二．实验探究，互动研讨，概括归纳，分析释疑．“很好．用玻璃“替代”平面镜进行探究．可以看我们需要什么仪器？”给你们两只等大的“给每组一张白纸，记录每次物和像的位置．标明进行测量．（展示）不好．还是不好读数．象刚才的魔术那样，用同样的物体在像的位置与像重合，物体的大小就是像的大小，就可以测量了．（展示）用刻度尺量物到镜子的距离，用刻度尺量能与像重合的物到镜子的距离，做比较．刻度尺、玻璃、支架、物体（两个）、、『实验探究』1．棋子棋子与玻璃的距离（cm）像与玻璃的距离(cm)像与物的大小关系？位置15位置210位置315第四节光的折射。