初中物理八年级上册第四章光现象 教案 人教版

4．1 光的直线传播
【知识与技能】
1．理解光源，知道光源大致分为天然光源和人造光源两类。

2．理解光沿直线传播及其应用，了解光在真空和空气中的传播速度c＝3×108 m/s。

【过程与方法】
观察光在空气中和水中传播的实验现象，了解实验是研究物理问题的重要方法。

【情感态度与价值观】
1．观察、实验以及探究的学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。

2．通过亲身的体验和感悟，使学生获得感性认识，为后继学习打基础。

3．通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。

【情景导入】
(影子谜语)你们知道影子形成的原理吗？
学习内容：光的直线传播
阅读课本P69至P71的内容，基本概念、定义用红笔做上记号，记住光源定义和真空中的光速。

【自学检测】
1．自身能够发光的物体叫做光源。

2．下列物体：①星星、②月亮、③太阳、④钻石、⑤电灯、⑥电视屏幕、⑦无影灯、⑧萤火虫、⑨灯笼鱼、⑩交通路牌。

上述物体中一定是光源的是③⑤⑥⑦⑧⑨，一定不是光源的是②④⑩，可能是光源的是①，属于人造光源的是⑤⑥⑦，属于天然光源的是③⑧⑨。

3．光在真空中传播速度最快，光在真空中的传播速度c＝3×108m/s＝3×105km/s，光在不同的介质中传播速度是不同的，光在水中的速度为真空中光速的3/4，光在玻璃中的速度为真空中光速的2/3。

【合作探究】教师巡视督促指导
一、光的直线传播
由图4.1－1可知：光在空气中沿直线传播。

演示实验图4.1－2得出：光在水中沿直线传播，实验要在水中滴几滴牛奶的目的是靠悬浮在水中的牛奶颗粒反射光呈现出光路。

问题：光总是沿直线传播吗？
1．实验探究：探究光的直线传播的条件
(1)教师演示实验，然后小组间交流实验方法和结果。

方法：将激光沿白屏从空气斜射入水中，可以看到光在空气和水中的路径都是直线，在空气和水的界面上发生了偏折。

归纳得出：光在同种介质中沿直线传播；但在两种介质的界面上发生了偏折。

这两个现象说明光必须在同种介质中才沿直线传播，但光在同种介质中光就一定沿直线传播吗？
(2)演示：光在非均匀糖水中传播的实验。

得出光在同种非均匀介质中路径发生弯曲。

做法：在支架上固定一个薄水槽，其中放置一个白屏来显示光的路径，事先配有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75°左右的入射角，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。

对照实验，用激光光束斜射入同种均匀的蔗糖溶液中，再对同学们观察——光的路径仍是直线。

(3)归纳光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播。

2．如何形象简单地在纸上将光的传播路径表示出来？
用带箭头的直线来表示光的传播路径，箭头表示光的传播方向。

二、光的直线传播应用
1．影子的形成
请同学们想想；如果电灯的光在传播的过程中，遇到了不透光的障碍物，在障碍物后边会有什么东西形成？
2．日食(影子)
当地球、月亮和太阳运动到一条直线上，地球处在月亮的影区时．地球上影区中的人能看到太阳吗？这种现象叫什么？(不能，日食)
3．小孔成像
演示：仍然运用前面的器材，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。

设问：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？
打开电灯，学生观察屏上的现象以及灯丝的形状，大家看到什么了？“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。

作图引导学生分析出小孔成像的原理。

4．给你一个玩具枪和激光器，你能想到什么？你认为生活中还有哪些利用光的直线传播的例子，请写出来：射击用的激光瞄准器。

三、光的传播速度
1．打开手电筒，后排同学立刻能够看到灯光，说明光的传播不需要时间，对吗？为什么？
不对，光的传播需要时间。

这个现象是因为光的传播速度非常快，我们无法察觉。

2．阅读科学世界《我们看到了古老的光》，阅读后请同学回答下列问题：
(1)“光年”是什么物理量的单位？距离单位。

(2)1光年的含义是什么？光1年通过的距离。

(3)当你看到距你16万光年的一颗恒星时，实际上是这颗恒星多少年前发出的光？16万年前。

3．分组板演P72第4题，注意保留物理解答题必要格式。

【展示交流】
【精讲点拨】
1．光源是指本身能发光的物体，有些物体看起来闪闪发光是由于光的反射引起的，不一定是光源，恒星本身能发光是光源，行星自身不能发光不是光源。

2．小孔成像：像的形状与小孔的形状无关，像是倒立的实像(树荫下的光斑是太阳的像) 3．光路图作图注意事项：(1)要借助工具作图；(2)是实际光线画实线，不是实际光线画虚线；(3)光线要带箭头，光线与光线之间要连接好，不要断开。

【即时练习】
1．4人黑板完成P72第一题“井底之蛙”作图，其余草稿纸作图。

2．为了提高计时的准确性，大型国际比赛的赛道上都使用光电计时设备。

但由于条件限制，一般的运动会都是由起点处的裁判员发令后开始比赛，终点处的裁判员通过秒表计时。

为了计时准确，应该(C)
A．看到冒烟开始计时，因为烟雾容易看清
B．听到声音开始计时，因为声音容易听清
C．看到冒烟开始计时，因为光速比声速快
D．看到冒烟开始计时，因为光传播不需要时间
【巩固练习】
见课内训练
4．2.1 光的反射定律
【知识与技能】
1．了解光在一些物体表面可以发生反射。

2．认识光的反射定律。

【过程与方法】
1．通过实验，观察光的反射现象。

2．体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的。

3．经历探究“光反射时的规律”，用实验的方法获得反射光线、入射光线跟法线位置的关系，测量反射光线与法线、入射光线与法线的夹角，总结探究的结论，获得比较全面探究活动的体验。

【情感态度与价值观】
1．在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度。

2．密切联系实际，提高科学技术应用于日常生活和社会的意识。

3．鼓励学生积极参与探究活动。

【活动导入】射击比赛：(先分好小组)
1．每个小组选一位代表，用手中的激光手电射击屏幕上的小鸟，每组射击一次，看哪个组射击得又快又准？思考并回答用到了什么物理知识？
2．下面再来一场比赛：要求把激光手电对着桌子上的镜子，最后光斑能准确地击中靶心者胜利。

这又用到了什么物理知识？
学习内容：反射定律
阅读课本P73至P75文字内容，插图，基本概念、定义用红笔做上记号。

【自学检测】
1．光的反射：光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来，这种现象叫做光的反射。

2．我们能看到本身不发光的物体，是因为物体反射(填“发出”或“反射”)的光进入我们的眼睛。

【合作探究】教师巡视督促指导
一、光的反射定律
1．认识光的反射几个概念
光的反射现象画图如下，先明确图中的几个概念：
(1)入射点O：入射光与反射面的交点，即图中O点。

(2)法线ON：过入射点垂直反射面的直线叫法线，用虚线表示。

(3)入射光线：即图中的AO，用实线表示。

(4)反射光线：即图中的OB，用实线表示。

(5)入射角：入射光线与法线的夹角，用i表示。

(6)反射角：反射光线与法线的夹角，用r表示。

2．实验探究：光的反射定律
(1)提出问题：光的反射遵循什么规律？
(2)要探究的问题：
①角大小关系如何？②“三线”关系(三线是否在同一平面内？三线的位置排列关系如何？)
(3)组内讨论：
①怎样把看不见的入射光线和反射光线显示出来？
②如何比较反射角与入射角的大小关系？
③如何确定反射光线和入射光线及法线是否在同一个平面上？
(4)师生共同探究：
角ⅰ角r
第一次
第二次
②分析以上实验数据可得出：在光的反射现象中反射角等于入射角。

③将纸板沿绕ON向前折或向后折，还能不能看到反射光线？
现象是看不到反射光，可以得出在光的反射现象中反射光线、入射光线和法线在同一平面内。

④综合可归纳得出光的反射定律：
反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。

(记忆口诀：三线共面，两线分居，两角相等)
二、光路的可逆性
将光线沿着刚才记下的右侧反射光线的位置射入，观察左侧的反射光线的位置。

现象：反射光会沿原来入射光线的方向反向射出。

由此可得出：在反射现象中，光路是可逆的。

【展示交流】
【精讲点拨】
1．注意事项：反射规律中，每句都以“反射”开头。

反射光线受入射光影响(反射角受入射角影响)，因此在叙述反射定律的时候，应该描述成反射光线跟入射光线(法线)位置怎样，反射角跟入射角大小怎样，“因”在后“果”在前。

2．在反射时，光路是可逆的。

3．射击比赛：不看目标，你能射中小鸟吗？
【即时练习】
1．4人黑板演板P76第1题。

2．在课本上完成第2题和第3题作图，并用语言描述第2题反射光和入射光的位置关系。

【巩固练习】
见课内训练
4．2.2 镜面反射和漫反射
【知识与技能】
1．了解光的反射种类：镜面反射和漫反射。

2．利用光的反射规律解释反射现象。

学习内容：镜面反射和漫反射
阅读课本P75内容，基本概念、定义用红笔做上记号。

【自学检测】
1．镜面反射：光射到光滑表面上产生的反射，这种反射叫镜面反射。

2．漫反射：光射到粗糙的表面上产生的反射，这种反射叫漫反射。

3．生活中干扰人们正常生活的“光污染”是指光的镜面反射，我们能从不同方向看到黑板上的字，说明字产生的是漫反射。

【合作探究】教师巡视督促指导
一、画出镜面反射、漫反射的光路图
由上面的光路图归纳出镜面反射与漫反射的异同点：
(1)不同点：
镜面反射：一束平行光射入平面镜，可以观察到经平面镜反射后的光线是平行(“平行”或“不平行”)的，而且在反射光线的方向上光是很强(“强”或“弱”)的，其他方向无(“有”或“无”)反射光。

漫反射：入射光线是平行的，反射光线不是平行的，而是射向各个方向。

(2)相同点：不管是镜面反射还是漫反射，每条光线都遵守光的反射定律。

二、光的镜面反射和光的漫反射应用
使用一段时间后的黑板表面会变光滑(填“光滑”或“粗糙”)，光照射到黑板上会形成镜面反射(填“镜面反射”或“漫反射”)，从而“晃”一些同学的眼睛，导致黑板上书写的粉笔字看不清。

请画图分析晃眼的产生的原因，并根据你所学的知识提出改变这种状况的建议。

【展示交流】
【精讲点拨】
1．皮鞋擦得很亮是什么反射？为什么？
能从各个角度都能看清它的细节，是因为皮鞋材质发生漫反射的缘故。

擦了鞋油以后，
随着鞋油被布均匀涂抹在皮鞋上，渐渐的在皮鞋表面形成光滑表面，这一层则发生浅层的镜面反射(油面下方仍存在漫反射)，所以在某个角度会觉得出现亮光。

【即时练习】
1．关于光的漫反射，下列说法中正确的是(B)
A．光发生漫反射时，反射光线射向各个方向，不遵守光的反射定律
B．光发生漫反射时，遵守光的反射定律
C．我们能够从不同方向看见黑板上的字迹，这说明光发生了镜面反射
D．漫反射和镜面反射二者没有区别
2．P76第4题(画图解释)。

【巩固练习】
见课内训练
4．3.1 平面镜成像特点
【知识与技能】
1．了解平面镜成像的特点。

2．了解平面镜成虚象，了解虚象是怎样形成的。

3．理解日常生活中平面镜成像的现象。

【过程与方法】
1．经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记录。

2．观察实验现象，感知虚象的含义。

3．通过观察感知球面镜对光线的作用。

【情感态度与价值观】
1．在探究“平面镜成像特点”中，领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦。

2．培养实事求是的科学态度。

3．通过对平面镜、球面镜的应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。

【故事导入】
同学们还记得“猴子捞月”的故事吗？请大家来欣赏这个动画。

问：为什么猴子以为月亮掉进了水里？
学习内容：平面镜成像特点
【自学检测】
举例说明生活中的平面镜有哪些？
1．练功房矫正舞姿的镜子。

2．平静的水面。

3．光滑的瓷砖表面。

【合作探究】教师巡视督促指导
探究平面镜成像的特点
1．猜想与假设：
2．设计并进行实验
(1)需要哪些实验器材？
白纸、薄玻璃板、刻度尺、两支相同的蜡烛
(2)为什么选择这些器材？各有什么作用？
①选择玻璃板代替镜子的目的是______________。

②刻度尺的作用是________________。

③选用两段完全相同的蜡烛是为了____________。

3．进行实验
要领：在白纸中央画线、玻璃板压在线上、玻璃板与桌面垂直、物和像的位置作标记。

完成实验，做好观察，并做好实验记录，设计表格如下：
实验次数物到平面镜
的距离/cm 像到平面镜
的距离/cm 像与物的
大小比较
第一次
第二次
第三次
4.分析论证：
(1)平面镜中的像与物体大小是否相同？怎么知道的？
平面镜中的像与物体大小相同．因为无论蜡烛到玻璃板的距离是远还是近，一支蜡烛与另一支蜡烛的像总是重合的。

(2)像到镜面的距离与物体到镜面的距离是否相等？怎么知道的？
像和物体到镜面的距离相等，因为用刻度尺量出两支蜡烛到玻璃板的距离相等。

(3)通过观察实验现象和所记录的数据，可得平面镜成像的特点有如下几点：
像和物体的大小相等(像物等大)．像和物体到镜面的距离相等(像物等距)。

像和物体的连线垂直于镜面。

5．图示讲解：成像原理(如下图)
(1)问：镜子后面有点燃的蜡烛吗？用纸板能接收到这个像吗？(教师演示给学生看)
(2)教师点燃蜡烛，拿走镜子，问：你为什么能看到了烛焰？(要看到物体必须有光射入眼睛)
(3)放上镜子，看到烛焰的像，问：你为什么看到了烛焰的像？(还是要有光射入眼睛，是反射光射入眼睛)
小结：平面镜成像是由于光的反射(平面镜成像原理)形成的，是反射光线的反向延长线会聚而成，叫虚像。

【展示交流】
【精讲点拨】
照镜子时，平面镜中“人”的大小取决于(A)
A．人本身的大小B．平面镜的大小
C．人到平面镜的距离 D．平面镜放置的高低
分析：我们远离平面镜时感觉自己在镜中的像变小是由于视角变小引起的，平面镜成像的大小只跟物体大小有关，跟平面镜大小，物体到平面镜的距离无关。

【即时练习】
1．身高1.6 m的人站在穿衣镜前，离镜0.5 m，他在镜中的像多高？像离镜多远？当他后退0.5 m时，像高和像到镜面的距离怎样变化？
像高1.6_m，像离镜0.5_m。

人后退0.5_m时，像高不变。

像到镜面的距离增加0.5_m。

2．P80第2题和第3题作图。

【巩固练习】
见课内训练
4．3.2 平面镜成像特点的综合应用
【知识与技能】
1．平面镜成像特点的综合应用。

2．了解凹面镜对光的会聚作用、凸面镜对光的发散作用。

学习内容一：平面镜成像的特点综合应用
【自学检测】
一只鸟在平静的湖面上飞行，有时我们看到好像鸟在水中游动，有时看到鸟的阴影在水面上移动，则下列说法正确的是(B)
A．前者是鸟的影，后者是鸟的像
B．前者是鸟的像，后者是鸟的影
C．前者是光的直线传播形成的，后者是光的反射形成的
D．二者都是鸟的像，形成原理一样
【合作探究】教师巡视督促指导
一、故事：公元前215－212年间，罗马人大举入侵希腊，派出一支船队，满载精兵，准备攻打阿基米德的家乡——叙拉古城，面临来势凶猛的强敌，阿基米德求见国王，献出破敌妙计，他动员家乡的妇女和守城的人在海岸边列队．每人各执一面平面镜，把太阳光集中反射向罗马战船，不一会，罗马战船上的士兵被照得头晕目眩，丧失战斗力被迫而退．阿基米德利用平面镜把光反射的原理，击退了敌人，拯救了他的家乡。

1．出示图片：古人对水梳妆、桂林花桥、铜镜、练功房等。

讲解：介绍镜子历史、我国古代光学成就。

这是利用利用平面镜成像。

2．出示图片：隧道照明、潜望镜。

讲解：利用平面镜改变光路。

3．总结平面镜的两个作用：(1)利用平面镜成像；
(2)利用平面镜改变光路。

4．某发光点S发出的两条光线经平面镜反射后分别沿O1A和O2B方向射出，在图中画出发光点S的位置。

提示：找到光源的位置方法可以用光的反射定律，也可以用平面镜的成像规律。

二、思考题：(图片)岸边的树木和房屋等在水中的像看上去都是倒立的，为什么？
分析：此题教师要引导学生明确几点：
1．平静的水面可看做一平面镜，它可以成虚像。

2．对物体上的每一点来说，它在水中所成的像点都与物点“等距”。

3．由于树木和房屋上的各点与水平面距离不同，越接近水平的点，所成的像也距水面越近，所以各点组成的像从水面上看就是倒立的了。

【展示交流】
【精讲点拨】
因为实像虚像人眼都可以看到，所以区别判断实像虚像的方法要看像是不是由实际光线会聚而成，或像能不能用光屏来承接。

【即时练习】
1．课本上完成P80第4题和第5题。

2．一人从平面镜中看到对面墙上钟的像如图所示，则实际时间为(A)
A．3：40 B．4：20
C．8：20 D．9：40
学习内容二：凸面镜和凹面镜
课本P79“科学世界”内容
【自学检测】
球面镜分为凸面镜和凹面镜两种。

【合作探究】教师巡视督促指导
一、凸面镜对光线的作用
1．演示实验：平行光入射凸面镜，并根据光的反射定律画出平行光射向凸面镜的光路。

师生共同分析得出结论：凸面镜能使平行光变的发散，对光线有发散作用。

2．让学生手拿一个凸面镜，观察自己的像，像是放大的还是缩小的？
凸面镜所成的像是缩小的。

3．相同口径的平面镜和凸面镜哪个视野大？
演示实验：用两张黑纸各剪去一个等大的圆孔，分别粘在凸面镜和平面镜上，把凸面镜和平面镜放在离学生距离相等的位置上，让学生向两个镜中观察，比较从两个镜中看到的范围的哪个大，哪个小？
口径相同的凸面镜视野比平面镜的大。

4．凸面镜的应用
汽车上的观后镜、马路拐弯处的镜子都是凸面镜，其目的是扩大视野。

二、凹面镜对光线的作用
1．根据光的反射定律画出平行光射向凹面镜的光路图。

可得出：凹面镜能把射向它的平行光线会聚在焦点上，对光线有会聚作用。

2．我们知道反射时光路是可逆的，平行光经凹面镜后能会聚在焦点上，那么，如果把光源放在凹面镜的焦点上，光源发出的光经凹面镜后是否平行射出呢？
实验验证：把光源放在凹面镜的焦点上。

现象：光源发出的光经凹面镜后成平行光。

师生共同分析得出结论：
如果把光源放在凹面镜的焦点上，光源发出的光经凹面镜后将成为平行光。

3．凹面镜的应用
(1)根据凹面镜会聚光的性质，可以制作太阳灶、太阳炉，天文学家们用凹面镜作大型反射式望远镜，还有耳鼻喉科医生用凹面镜会聚光观察耳道情况等。

(2)根据从焦点射向凹面镜的光线，反射后成平行光的性质，手电筒、汽车头灯、军事上的探照灯等用凹镜作反射面，其作用就是使放在焦点附近的灯泡发出的光向同一方向近似平行地射出，使光束集中，亮度大，照射的距离远。

【展示交流】
【精讲点拨】
1．画图分析发散与发散作用的不同，会聚与会聚作用的区别。

2．凸面镜与凹凸镜组合使用可以做成哈哈镜。

【即时练习】
1．走进商场，你会看到平面镜制成的货柜上琳琅满目，那么用平面镜做装饰的主要原因是(D)
A．美观
B．廉价
C．清洁
D．增加顾客视觉上的商品数量
2．小轿车前的挡风玻璃不竖直安装的主要原因是(B)
A．避免噪声
B．避免平面镜成像造成开车障碍
C．防止挡风玻璃震碎
D．为了美观
【巩固练习】
见课内训练
4．4.1 光的折射规律
【知识与技能】
1．知道光的折射现象及折射光线和折射角。

2．知道光的折射规律及在折射现象中光路可逆。

3．能够用光的折射解释生活中的一些简单现象。

【过程与方法】
1．通过实验观察、认识折射现象，培养学生初步观察的能力。

2．使学生进一步了解科学探究活动过程，培养学生初步的探究能力。

【情感态度与价值观】
1．有与他人交流和合作的精神、敢于提出自己不同的见解。

2．逐步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的感觉。

【比赛导入】
叉鱼比赛：分“无水叉鱼”和“有水叉鱼”。

学习内容：光的折射规律
阅读课本P81至P82文字内容，插图，基本概念、定义用红笔做上记号，熟读光的折射规律。

【自学检测】
1．光由一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生改变，这种现象叫光的折射。

2．熟悉P81图4.4－2光的折射相关概念后完成填空：
AO是入射光线，OB是折射光线，ON是法线。

入射角是入射光线和法线的夹角，在图中是∠AON。

折射角是折射光线和法线的夹角，在图中是∠BON′。

【合作探究】教师巡视督促指导
一、光的折射规律
1．研究光从空气进入玻璃的物理规律
器材：激光笔，光具盘
提出问题：
(1)折射光线、入射光线和法线三者之间有什么关系？
(2)折射角和入射角的大小关系如何？
(3)随着入射角的变化，折射角如何变化？
(4)当入射光线垂直于玻璃入射时，折射光线的方向如何？
教师演示实验，学生观察演示：
(1)光线斜射入玻璃；(2)让入射角变化；(3)光线垂直射向玻璃中。

教师引导学生观察实验，并思考规律，得出结论。

(1)在光的折射现象中，折射光线、入射光线和法线的位置关系是怎样的？
(2)在光的折射现象中，折射光线、入射光线分别在法线的什么位置？
(3)光从空气斜射入玻璃中，折射光线将靠近法线(填“靠近”或“远离”)，也就是折射角小于入射角(填“大于”“小于”或“等于”)；入射角增大时，折射角随之增大；如果让光逆着原来光的传播方向，也就是让光从玻璃中折射到空气中，光的传播方向会与原来光的入射方向恰好相反，说明在光的折射中光具有可逆性。

此时，折射角大于入射角，入射角增大时，折射角随之增大。

(4)当光垂直射向玻璃时，传播方向不变，此时折射角等于0度，入射角等于0度。

2．2分钟熟记光的折射规律后，画出下图中的折射光线，并标出入射角∠i和折射角∠r。

3．光的折射现象中，光路是否可逆呢？(课件演示：光在反射现象中光路的可逆性)
二、生活中的折射现象
1．池水变“浅”(硬币变“高”)
设池底某点S发出的一条光线斜射向水面，在水面处发生折射，折射光远离法线，眼睛逆着折射光的反向延长线看去，感觉S点的位置升高了。

2．回到“叉鱼比赛”，有经验的渔民怎样才能叉到鱼？
3．欣赏海市蜃楼图片，并画图分析形成原因。