第四章 光现象.docx

第四章 光现象.docx

《第四章 光现象.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章 光现象.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第四章光现象

第四章　光现象

1．通过实验，探究光在同种均匀介质中的传播特点。

2．探究并了解光的反射和折射规律。

3．通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。

4．通过观察和实验，知道白光是由色光组成的。

本章主要学习光现象及其规律。

内容包括：

光的直线传播，光的速度，光的反射规律，平面镜成像，光的折射规律，光的色散等。

其中核心知识点是光的直线传播，光的反射规律，平面镜成像特点，光的折射规律。

在中考考查中，主要是：

用光的直线传播解释简单的现象，以光的反射规律为核心的三线两角关系，平面镜成像的特点，平面镜对光的控制作用，光的折射现象、规律。

另外正确画出光路图，应用光路图去解决问题也是应掌握的。

光的直线传播，光的反射常以填空、选择、作图等题型出现，光的反射，平面镜成像，光的折射也经常设计为实验探究题。

由于环境污染越来越受到社会的广泛关注，因此光污染的有关问题将成为中考的一个新的热点。

1．在前三章学习物理研究方法的基础上，学生基本知道探究物理问题的基本实施程序：

提出问题—猜想假设—实施检验—得出结论。

此程序在今后的学习中会经常用到。

在本章学习中主要让学生认真体会此探究过程的重要性。

2．学生刚学习入射角、反射角、折射角，还分不清入（或反或折）射角，入（或反或折）射光线与镜面的夹角。

在画光路图时会出现一些小错误，如光线忘记画箭头，法线用实线画等。

做光学探究题时，不是利用光的反射或折射规律分析问题，而是凭自己的主观想象来下结论。

为此，应让学生明确概念和规律，多加练习。

3．光的折射一节是光学学习中难度较大的一节，学生理解起来有点困难，教师可分步设计几个探究小问题，以分解难度。

此年龄阶段的学生思维活跃，求知欲强，可让学生课前自己观察一些生活中的光现象并做点简单的教具，会大大激发学生的学习热情。

1．教学过程中对课本安排的实验探究活动，如“光的反射规律，平面镜成像特点，光的折射规律”等，要让学生积极参与，细心观察，体验科学探究的过程，在实验中提高观察和动手的能力，逐渐建立学好物理的信心。

2．光学知识与社会实践和日常生活紧密相关，教学中要重视联系生产生活实际，让学生逐渐学会用所学的知识解释简单的光现象，分析和解决与光学有关的实际问题。

3．在实验中，一定要对学生讲好实验注意事项，在实验的基础上得出结论。

同时老师可应用反射或折射规律用几何作图的方法在黑板上画成像情况，使学生感性认识和理性认识相结合，更有利于学生对知识的理解。

4．此章中考查的内容较多，是重要的章节。

讲课进度不宜太快，要注意基础知识的掌握，注意区分是光的直线传播现象，光的反射现象，还是光的折射的现象。

5．设计实验时可首先让学生选择实验仪器进行实验，实验的结果如果是不成功的，也能激发学生发现、探究实验失败的原因并找出相应的解决方法，使学生真正体验到科学探究的价值。

6．在本章的讲解中，可多用比较法。

如光是如何传播的、光速等可与声的传播、声速等做比较；光的折射和光的反射做比较；平面镜成像和小孔成像做比较……这样使学生对知识点更清晰明确。

第1节　光的直线传播

知识与技能

1．了解光源，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。

3．了解光在真空和空气中的传播速度c＝3×108m/s

过程与方法

1．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。

2．阅读“科学世界——我们看到了古老的光”的内容，了解光可以反映宇宙的信息，感悟宇宙之大。

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，为后续学习打基础。

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。

重点

光源、光的直线传播、光速。

难点

用光的直线传播解释现象。

多媒体资料

1．美丽的城市夜景光碟。

2．八年级物理配套光碟（上）。

实验器材

大烧杯、蚊香、火柴、玻璃水槽（装水）、玻璃砖、激光小电筒若干套、三棱镜、小平面镜。

学习资料

测光速的方法的资料文章

教师活动

学生活动

设计意图

课前活动

放一段美丽的城市夜景画图。

　　感受美丽的光，陶冶情操。

　　创设情境。

新课导入

列举光在生产生活中的意义或应用，由此导入新课。

　　展示自我对光的了解，加深对光的感性认识，提高兴趣。

　　通过感知光的美丽和巨大的应用价值而产生学习的兴趣。

新课教学

一、光源

指导学生阅读69页第一二三自然段，让学生归纳出光的共同点。

问：

还有没有能够发光的物体呢？

板书在黑板上，引出“光源”并进行分类。

二、光是如何传播的？

与声的传播比较，引出“光的传播特点”的探究课题：

1.光的传播是否需要介质？

2.光是怎样传播的？

指导学生探究。

光的直线传播在我们的生产中哪些地方用到了或它在我们生产生活中的应用实例4.1－4.

三、光的传播速度

从生活实例着手，引导学生体会光速非常大。

引导学生看“光的传播速度”一段和图4.1－7.

小结：

光的传播特点（与声的传播作比较）。

引导学生看“科学世界”。

归纳出共同点：

发光。

发挥想像，找出各种可以发光的物体（举手发言），并按不同的分类方法进行分类。

回答声音传播的特点。

回答，并用事实证明自己的观点。

明了实验目的和方法，三人一组做实验，并总结归纳出光的传播是沿直线进行的。

讨论作答。

举手发言。

积极思考，举手发言

回答光速的一些问题。

自己总结得出：

①光的传播可以不需要介质②光沿直线传播③光速很大且在不同介质中传播速度不同（真空中最快为c＝3.0×108m/s）.

培养归纳能力，拓展视野，培养思维能力。

不同条件下进行实验才能得出规律性的知识。

指导学生用所学知识分析常见现象，体会它的应用。

加深对光速的感性认识。

可培养阅读理解能力，进一步体会光速很大。

可培养学生的归纳整理能力。

理顺思路，有利于知识的掌握。

体会光知识的重要，拓展视野，感知宇宙之大。

课后作业

第1节　光的直线传播

1．光源——能够发光的物体。

2．光传播的特点：

⑴光可以在真空中传播。

⑵________________。

⑶________________。

（学生总结后填上）

第2节　光的反射

知识与技能

1．了解光在一些物体表面可以发生反射。

2．认识光反射的规律，了解法线、入射角、反射角的含义。

3．理解反射现象中光路的可逆性。

4．了解什么是镜面反射，什么是漫反射。

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。

3．经历探究“光反射时的规律”，用实验的方法获得反射光线、入射光线和法线位置的关系，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，获得比较全面的探究活动的体验。

4．通过观察，理解镜面反射和漫反射的主要差异。

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。

重点

1．探究光的反射定律。

2．镜面反射、漫反射。

难点

光的反射定律的应用。

激光笔、刻度尺、水、盆、光的反射演示装置图、玻璃片、平面镜、投影片、手电筒（玻璃上有1mm～2mm缝隙的黑纸）、白纸、小平面镜、大头针、量角器、钢笔、图钉、刻度尺、透明胶条。

一、新课导入

我们都知道光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，你能举例说明吗？

小孔成像、影子的形成、日食和月食的形成都说明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。

光在真空中的传播速度是3×108m/s，我们为什么能看见日光灯、烛焰？

日光灯，蜡烛是光源，我们能看见光源是因为光源发出光射入我们的眼睛。

在漆黑的夜晚，我们看不到屋子里的桌子、电视，怎样才能看到呢？

打开灯就能看到屋子里的东西。

为什么打开灯就能看见屋子里的东西呢？

所有的物体表面都反射光，我们能看到不发光的物体，就是因为它们反射的光射入了我们的眼睛。

本节我们学习有关光的反射的知识。

二、新课教学

（一）光的反射定律

演示实验1：

在桌面上放一盆水，用强光的手电筒照射到水面上。

实验现象：

可以看到墙壁上有明的光斑，光射到任何物体表面都能发生反射。

光的反射有什么规律？

在讲光的反射规律时，让我们先弄清几个光反射中的名词。

演示实验2：

让激光笔发出的一束光线射在平面镜上，引导学生观察一点、两角、三线。

老师在黑板上画出反射图。

教师讲解：

入射点、入射光线、反射光线、法线、入射角、反射角。

探究活动：

光反射时的规律

1．提出问题：

光在反射时遵循什么规律？

也就是说，反射光线沿什么方向射出？

2．设计实验和进行实验

（1）如图甲所示，先使E、F成为同一平面，使入射光线沿纸板射向镜面上的M点，观察从镜面反射光线的方向并用笔在纸板上描出入射光和反射光的径迹。

（2）改变入射光线的方向，重做一遍，观察反射光线的方向怎样改变。

（3）按图乙那样，把纸片F向前折或向后折，让学生观察能否看到反射光线。

（4）再用量角器量出反射角（r）和入射角（i）的大小，并记录大小进行比较。

角i

角r

第一次

第二次

第三次

（5）逆着反射光线照射，反射光线怎样？

3．分析和论证

学生分析实验结果，分组讨论后进行归纳，得出来的反射定律：

①反射光线与入射光线、法线在同一平面内。

②反射光线和入射光线分居法线的两侧。

③反射角等于入射角。

教师补充说明：

（1）光的反射定律可概括为十二个字：

三线共面，两线分居，两角相等。

（2）反射定律的第三条：

反射角等于入射角，不能说入射角等于反射角，因为先有入射，后有反射；入射在前，反射在后；入射是因，反射是果。

（3）在反射时，光路是可逆的。

老师板演如何根据光的反射定律画已知光线的入射光线或者反射光线。

学生练习：

已知反射光线与入射光线成90℃夹角，请画出镜面的位置。

教师引导学生根据光的反射定律分析：

法线既是反射面的垂线，又是反射光线和入射光线的角平分线，掌握法线的这种双重作用，作图就容易了。

学生板演，教师点评。

（二）镜面反射和漫反射

光射到任何物体的表面都能发生反射。

不同的表面对光的反射是不一样的。

演示实验3：

让激光笔的平行光射入平面镜。

演示实验4：

让激光笔的平行光射入毛玻璃片上。

学生观察比较两次实验效果的异同，阅读教材第75

页“镜面反射和漫反射”，并总结漫反射和镜面反射的相同点和不同点。

学生讨论：

黑板“反光”时为什么粉笔字反而变得看不清楚了？

请你根据所学的知识提出改变这种状况的建议。

三、小结

四、作业

第2节　光的反射

一、光的反射定律

1．反射光线与入射光线、法线在同一平面内。

2．反射光线和入射光线分居法线的两侧。

3．反射角等于入射角。

二、在反射时光路是可逆的。

三、镜面反射和漫反射

1．镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。

2．解释现象：

黑板“反光”时看不清字。

第3节　平面镜成像

知识与技能

1．了解平面镜成像的特点。

2．了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。

3．理解日常生活中平面镜成像的现象。

4．初步了解凸面镜和凹面镜及其应用。

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，感知虚像的含义。

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、球面镜应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。

重点

平面镜成像的特点。

难点

平面镜成像原理及虚像概念。

黑白各半的16开的纸，薄玻璃片，跳棋棋子，平面镜，凸面镜，凹面镜，J2501型光具盘，手电筒。

教师活动

学生活动

设计意图

复习提问

1．光的反射定律的内容是什么？

2．人眼为什么能看到物体？

　　思考、回答

导入新课

用我国古代应用平面镜的事例引入，请几个同学上前来悄悄地照镜子，进行心理暗示，激发学习兴趣。

　　获得心理满足，提高学习兴趣，课堂气氛活跃。

“兴趣是最好的老师”，由于学生在生活中对平面镜司空见惯，照本宣科很难引起兴趣。

本课在导入新课时采用了心理暗示的方法，既能引起学生的兴趣，又使学生受到精神鼓励。

新课教学

一、平面镜成像的特点

【学生实验】　准备：

在纸上的黑白交界线处画一直线，把平板玻璃竖立在交界线上。

1．实验步骤（投影）

a．在白纸一方任意位置放一粒跳棋子（成像棋子），用笔记下棋子位置，观察玻璃后面的像；

b．用手在玻璃后面摸一摸是否有棋子存在，再拿一张白纸在像的位置附近移动，观察纸上是否有像；

c．拿另一个棋子（寻像棋子）放在玻璃后像的位置处，直到看上去跟像完全重合，记下此棋子的位置；

d．改变棋子的位置，重做实验；

e．取下实验用的纸，沿交界线对折，研究棋子与像的关系。

（巡视、启发、指导，5秒钟）

2．归纳实验结果——平面镜成像的特点。

引导学生讨论和发言，师生一起归纳小结；

虚像、等大、垂直、等距。

二、平面镜成像的原理

纸条模拟演示：

突破难点——虚像概念。

　　明了方法步骤，两人一组，动手做实验：

操作、观察、分析。

讨论2min，举手发言，讲平面镜成像的特点。

理解虚像的概念。

　　在学生做分组实验时，指导学生找准像的位置：

不论从什么角度去观察，寻像的棋子都好像与成像棋子的像在同一位置上，二者完全重合为止。

此时，寻像棋子的位置才是像的位置。

采用了纸条模拟光束的方法来突破本课的难点—平面镜成像的原理和虚像的概念。

此种方法既直观、形象、快捷、准确又充分运用了直觉思维。

教师活动

学生活动

设计意图

新课教学

三、平面镜的应用

平面镜在现代生活中的应用

1．成像；2.改变光路

问题讨论：

请们同学上来，让视线与讲台齐平，你能看到讲台下放的什么东西吗？

如下图所示，提供一面镜子，能帮这位同学看到吗？

四、“科学世界”凸面镜和凹面镜

1．凸面镜的作用：

发散光线。

演示实验：

用J2501型光具盘演示。

2．凹面镜的作用：

会聚光线。

演示实验：

将手电筒里的凹面镜取下，让学生观察小灯泡发光的特点，然后将凹面镜装上，调节使光会聚成平行光。

　　讨论：

平面镜在生活中的应用。

发言：

举各种例子，越多越好。

思维发散，学以致用。

检测学习效果，反馈、矫正。

在“科学世界”部分，主要通过演示实验，使学生了解凸、凹面镜的作用。

其成像特点和各类用途主要通过课后的探究和资料搜集去了解。

测评与小结

1．课堂5min测评。

2．测评反馈，师生共同评讲矫正。

3．请学生小结。

a．平面镜成像的特点。

b．虚像是反射光的反向延长线形成的。

c．利用平面镜既可以改变光线传播方向，也可以成像。

d．凸面镜、凹面镜的作用。

　　讨论归纳出本节的知识结构图。

布置作业

第3节　平面镜成像

1．平面镜成像的特点

⑴像和物体到镜面的距离相等。

⑵像与物体大小相同。

2．平面镜成像的原理

3．平面镜的应用

⑴成像。

⑵改变光路。

4．“科学世界”凸面镜和凹面镜

⑴凸面镜使平行光发散。

⑵凹面镜使平行光会聚。

第4节　光的折射

知识与技能

1．了解光的折射现象。

2．了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律。

3．了解光在发生折射时，光路的可逆性。

过程与方法

1．通过观察，认识折射现象。

2．体验由折射引起的错觉。

情感、态度与价值观

1．初步领略折射现象的美妙，激发学生探索自然现象的兴趣。

2．培养学生在学习中的交流、团结和协作精神。

重点

光的折射和光的折射规律的推导。

难点

光的折射规律的应用。

教师活动

学生活动

设计意图

　　复习光的反射

1．课前练习

2．课前提问

学生举手。

个别成绩中等学生板演。

借助光的反射知识进行知识的迁移。

新课导入

活动1：

“刺鱼”活动（学生）：

各组取小桶一只，加入适量的水，把数条“小鱼”（如图1）通过10cm左右的细线绑在石块上（小鱼容易从细线上拉落），浸入水中，使“鱼”潜入水中较深的位置。

（学生）各小组挑选一名代表，用细铁丝作鱼叉，快速向“鱼”刺去，把鱼刺出水面为成功，只准刺两次，看哪个小组能够成功。

教师问失败的同学，是否对准了“鱼”，学生点头。

学生问：

为什么刺不到“鱼”？

教师因势利导，指出这是光的折射现象，引出课题。

学生感到新奇、兴奋，学生的兴趣马上被提起。

学生对光的折射现象极想了解。

让一到两位同学协作完成演示实验。

制造悬念，创造问题情景。

引起学生的注意，激发学生的兴趣。

让学生获取折射的直观现象和“偏折”的感性经验。

新课教学

一、光的折射概念

演示实验：

（如图2）取塑料桶，把电筒安装在铁架台上，打开电筒，让光斜射入水中，从桶的侧面可以观察到一个光亮的点B，加入热水，观察现象。

　　学生观察、思考、分析。

观察、作图、分析。

模仿光的反射规律，确定折射光线的位置关系。

　　通过简单实验，来理解抽象的概念。

同学之间交流、评比。

教师活动

学生活动

设计意图

新课教学

学生观察到光亮的点不再在原来的B点，而是下移到另一点B'，说明光的传播方向发生了变化。

引出光的折射概念。

二、光的折射规律

小组实验1

学生：

安装器材，再把刻度盘竖直悬挂在铁架台下，盘的顶部略高出桶的边缘，加入热水，使水与水平方向的直径相平，用铁夹夹住电筒，使电筒通路，让电筒的光平行并贴近于刻度盘面，并使入射点在圆心（竖直方向的直径表示法线），（通过热水的水蒸气在水面液化的水雾）观察入射光线和在水中的折射光线。

教师提示学生把观察到的现象用红色的粉笔画在白纸上。

标上相应的字母。

请一位同学把它画在黑板上。

大致可以得到如图3所示的光路，教师引导学生认识三条线以及位置关系。

（教师巡视，解答学生的疑问，帮助有困难学生做好实验）

小组实验2：

把光垂直射入水中，观察折射光线，判断折射角与入射角大小的关系。

三、光路可逆

模仿光的反射现象。

四、课堂练习

（甲、乙、丙三位同学板演）

五、光的折射应用以及活动

1．解释”刺鱼“失败原因。

a．让个别学生往更深的位置刺”鱼“。

b．教师引导学生通过看动画，得出”鱼“的位置变浅了的结论。

2．水池变浅。

3．硬币再现。

　　学生交流、合作，补充。

讨论分析为什么这样做。

举手发言。

巩固对光的折射的理解，为光的折射应用打下一定的理论基础。

学生纷纷举手。

学生动手绘画。

学生画在白纸上，展示。

学生动手操作、活动、交流，进行思考，思维达到最活跃的境界。

补充特殊情况，让学生获取更为全面的信息。

把感性经验上升为理论，让学生理解光从一种介质射入另一种介质时的偏折情况。

体验光的折射的错觉。

创造性地应用所学的知识，体会学习物理的乐趣，享受学习的快乐。

布置作业

第4节　光的折射

一、光的折射：

光从（空气）斜射入水时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射。

二、光的折射规律

条件a：

光从空气斜射入水中。

结论：

折射光线向法线偏折。

条件b：

光垂直射入水中。

结论：

传播方向不变。

三、光的折射应用

a．鱼、水池变浅。

b．硬币再现。

第5节　光的色散

知识与技能

1．初步了解太阳光的光谱。

2．了解色散现象，知道色光的三原色。

3．初步认识红外线及其作用．

4．初步认识紫外线及其作用．

过程与方法

探究色光的混合，获得有关的知识，体验探究的过程和方法。

情感、态度与价值观

1．通过观察、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．通过亲身的感悟和体验，使学生获得感性认识，为后续学习打基础。

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。

重点

光的色散及色光的复合。

难点

色光的三原色混合规律。

教师：

多媒体课件、三棱镜、档光板、白光屏。

学生：

玻璃板、白纸板、盛水的碗、光碟、三棱镜、手电。

有关红外线、紫外线的挂图、光碟。

新课引入

1．我们生活在五彩缤纷的世界，太阳光和我们息息相关。

这节课我们就来研究与太阳光有关的光的色散。

2．将学生分成男、女两组，比较哪组表现的好（充分调动学生的积极、主动性，创造活跃的课堂气氛）。

新课教学

1、光的色散

提出问题：

太阳光经过三棱镜会发生什么现象呢？

教师演示（或通过课件演示）光的色散。

引导学生观察白屏及彩色光带上颜色的排列顺序。

光通过三棱镜会发生折射（或两次折射）；光的传播方向发生改变（可能向尖端也可能另一端）；光经过三棱镜后，会出现彩色的光。

太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的光。

2、色光的混合

启发学生思考彩色光带再经过三棱镜后，又将怎样？

教师演示（或通过课件演示）七色光的混合。

引导学生分析两次实验现象，讨论归纳实验结论：

太阳光（白光）不是单色光，而是由各种色光混合而成的。

演示实验：

用手摇转台装上红、绿、蓝三色盘进行演示。

调整三色比例，旋转时就看到三色盘呈灰白色．对于红、绿色光的混合，可调整三个色盘，使其只露出红色和绿色部分，改变各色比例，旋转时就会观察到随着红、绿比例不同，会依次出现橙红、橙、黄和绿黄几种颜色。

各种色光的混合不必都给学生演示，只演示其中几个即可，其余可由学生在课下完成。

联系生活实际举例光的色散和光的混合。

彩色电视机里的各种颜色是怎样产生的？

用挂图或多媒体投影电视机画面，简单说明画面是由红、绿、蓝三色光合成的。

3．红外线

让学生阅读课文，然后回答以下问题：

师：

红外线有哪些特性？

生：

红外线的主要特性是它的热效应，一切物体都在不停地发射红外线．

师：

红外线有哪些应用？

生：

物体在温度升高时，它辐射的红外线会大大增强．人体生病时，局部皮肤的温度异常，如果在照相机里装上对红外线敏感的胶片．给皮肤拍照并与健康人的照片对比，有助于对疾病做出判断。

生：

夜间人的体温比野外草木、岩石的温度高，人辐射的红外线比它们强，人们根据这个原理制成了红外线夜视仪。

生：

红外线还可用来进行遥控。

如电视机遥控器的前端有一个发光二极管。

按下不同的键时，可以发出不同的红外线，来实现电视机的遥控。

生：

利用红外线遥感技术可以在飞机或卫星上勘测地热、寻找水源、估计农作物的长势和收成等。

生：

利用红外线的热作用，可以加热物体、烘干油漆和谷物、进行医疗等。

如市场上烤制鸡鸭等肉类食品的“远红外烤箱”。

教师对同学的回答给予充分的