(二)光的传播
1.提出问题
师:(手拿着一个激光手电射向天花板。)老师问同学们一个问题:从激光手电发出的光是沿着怎样的路径传播到天花板上去的?请同学们根据你的经验或感性认识提出自己的猜想。
2.猜想
生:光是沿直线传播的。
师:同学们都猜想光是沿直线传播的,可科学是严谨的,仅仅靠猜想是不够的,怎样检验我们的猜想的正确性呢?
生:需要用实验的方法去检验。
师:好,今天,同学们就用实验桌上这些简单的器材去大胆设计实验,验证我们的猜想是否正确,请同学们边讨论,边设计实验,比比看,哪个小组想出的办法多。
3.设计并进行实验
(学生动脑动手进行实验,教师巡回指导,并观察各小组实验情况。)
师:好,现在哪个小组愿意把你们设计的实验、操作的方法、看到的现象和得出的结论,告诉大家?
4.展示并交流。
学生甲:我们先用激光手电射向硬纸板上的小孔,在另一侧的光屏上看到一亮点,而射向硬纸板的其他位置时看不到亮点,说明光沿直线传播;然后我们做了小孔成像实验。点燃蜡烛,中间是带小孔的不透明硬纸板,另一侧是光屏,在光屏上我们看到了烛焰的倒立的像。也说明光是沿直线传播的。
学生乙:当我们点燃了蜡烛的时候,我们小组四个人都看到了光,说明光是向四面八方传播的。
学生丙:我们先点燃香,然后用激光手电沿着向上冒的烟的方向照过去,我们看到了一条亮光,时断时续的,美极了!
学生丁:我们用激光手电照射烧杯里的水,看到水中一条亮光。又照射果冻,还是看到一条亮光。
……
5.分析论证。现在请同学们看老师做一个实验。
演示实验:把玻璃砖固定在光具盘上,用激光灯沿光具盘面射向玻璃砖。
生:诧异、迷惑(光怎么不是沿直线传播了呢?)。
师:对呀,光不再沿直线传播了,同学们能想想什么原因吗?
生:讨论交流。
师:考虑一下,同学们做实验的时候,光是在什么介质中传播的?而老师做实验的时候呢?
生:我们做实验时,光是在水中、空气中、果冻中传播的,是同一种介质,而老师做实验的时候,光是从空气传播到玻璃中,介质不一样了。
师:很好。所以我们说“光沿直线传播”是有条件的,首先要在同种介质中,而且是均匀的。同学们能总结这个结论了吗?
生:光在同一种均匀介质中沿直线传播。
1、设置情景 课前启动
利用多媒体课件播放:伴随着舒缓的音乐,播放一幅幅美丽的城市夜景。
2、导入新课
师:伴随着美妙的音乐,同学们欣赏到了美丽的城市夜景,此情此景,同学们想对老师说点什么呢?(学生谈感受)是的,正是有了这色彩斑斓的光,城市才被打扮的如此美丽,如此迷人。对于光,同学们想知道些什么呢?今天我们先来学习《光的传播》。
3、新授
激光手电、蚊香、玻璃砖、火柴、蜡烛、光屏、中间有孔的不透明硬纸板、盛水的小烧坏(水中放适量粉笔末)、果冻。
3.情感、态度与价值观
(1)能领略色彩斑斓的光之美,具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象;
(2)认识交流与合作的重要性,有主动与他人合作的精神。
2.过程与方法
(1)通过观察与实验,培养学生初步的观察能力和设计实验的能力;
(2)经历“光是怎样传播的”探究过程,培养初步的科学探究能力。
1.知识与技能
(1)了解什么是光源;
(2)知道光在均匀介质中沿直线传播;
(3)知道光在真空中的传播速度。
主要解决一个问题:光年是什么单位?
学生有年的概念,所以很容易把光年理解成时间单位。通过学生自己学习探索,可以了解光年是一个天文学上面的距离(或长度)单位,它表示光在一年内传播的距离。同时要会计算天文学上面的一些简单问题,比如说。
牛郎星和织女星相距16光年,它们之间相距多少千米?
解:1光年=3×108m/s(365×24×3600)s=9.4608×1015m=9.4608×1012km
S=16光年=16×9.4608×1012km=1.51×1014km
答:牛郎星和织女星相距1.51×1014km。
(三)光的传播速度是多少?
前面学习了声音在空气中的传播速度是340m/s,那么光的速度与此相比较是大还是小呢?打雷的时候,雷声和闪电是同时发生的,但我们总是先看到闪电后听到雷声,这是什么原因呢?因为光的速度比声速快。
列举生活中各种物体的速度,然后给出光的速度,作一个比较。摩托车速度20m/s,汽车速度30m/s,飞机速度200m/s,宇宙飞船速度8000km/s,而光在真空中的速度达到3×108m/s。
举例说明光速到底有多快:
1.如果一个飞人以光速绕地球运行,在1s的时间内,能够绕地球运行7.5圈。
2.太阳发出的光,要经过大约8min到达地球。如果一辆1000km/s的赛车不停地跑,要经过17年的时间才能跑完从太阳到地球的距离。
学生有了一定的了解以后可以说明:真空中的光速是宇宙间最快的速度,一般用字母c来表示。光在真空中1s能传播299792000m,也就是说。真空中的光速为c=2.99792×108m/s。在空气中的光速是2.997000×108m/s,比真空中的光速略小,一般在真空和空气中的光速都表示为c=3×108m/s。在其他介质中光也可以传播,比如在水中,v水=3/4C,在玻璃中v玻璃=2/3C。
排列一下:v真空>v空气>v水>v玻璃
(二)光是如何传播的?
学生都有这样的生活体验,晚上汽车、摩托车或者是手电筒的光都是直线传播的,那么可以让他们大胆地猜测一下“光是如何传播的?”。学生答:“光是沿直线传播的”,猜测完了以后,需要用实验来验证自己的猜测。物理本来就是一门以实验为基础的科学,要培养学生乐于探索,实事求是的学习态度。
实验过程:
1.在暗室里,将一束光射到空气中,观察光在空气中的传播径迹。
2.在暗室里,将一束光射到水中,观察光在水中的传播径迹。
经过实验,我们可以得出:光是沿直线传播的。
但是这样说是不是完整了呢?在实验2里面,我们虽然观察到光在水中是沿直线传播的,但同时我们可以看到在空气和水面的分界面上,光线发生了偏折,不再“沿直线传播”。应该怎么修改呢?
分析:光在空气中是沿直线传播的,光在水中也是沿直线传播的,只有在两种物质的分界面上才不是沿直线传播,所以,“光在同一种均匀介质中沿直线传播”。
列举一些生活中的例子来加深学生的印象:
1.小孔成像 2.影子的形成 3.步枪的瞄准器 4.激光引导掘进方向。
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