4.1光的直線傳播（教學(xué)設(shè)計(jì)）

年級八年級授課時(shí)間

課題4.1光的直線傳播

1.能識別光源，知道光源大致分為天然光源和人造光源兩類.

2.了解光的直線傳播，能列舉光的直線傳播在生活中的應(yīng)用。

教學(xué)

3.知道光在真空中的傳播速度。

目標(biāo)

4.通過觀察光在空氣中和水中傳播的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，了解實(shí)驗(yàn)是研究物理問題的

重要方法。

本節(jié)是學(xué)生學(xué)習(xí)光學(xué)知識的第一課。光的直線傳播是幾何光學(xué)的基礎(chǔ)，又是研究

光的反射、折射現(xiàn)象的必備知識。學(xué)生在日常生活和小學(xué)科學(xué)課中已經(jīng)知道光沿直線

傳播的結(jié)論，但仍處于初步階段，建議教師設(shè)計(jì)一系列的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生得出光的直

線傳播的規(guī)律。在教學(xué)過程中要結(jié)合實(shí)驗(yàn)和口常生活中的應(yīng)用，用光的直線傳播解釋

教材

影子、日食和月食等生活中和自然界中的重要現(xiàn)象。使學(xué)生對光的直線傳播規(guī)律有更

分析

全面、更深刻的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)光學(xué)知識的興趣。應(yīng)當(dāng)向?qū)W生指出：人們之所以

能看到物體是由于有光進(jìn)入眼睛而引起的?種感覺；眼睛是人類感知物質(zhì)世界的五種

感覺器官之一（眼睛一視覺、皮膚一觸覺、鼻子一嗅覺、耳朵一聽覺、舌頭一味

覺）。要注意糾正學(xué)生認(rèn)識上的一個(gè)誤區(qū)：人的眼睛會發(fā)光。

學(xué)生在小學(xué)已經(jīng)了解了一些光的直線傳播現(xiàn)象，如影子、日食、月食等，但

是這些都是憑借日常經(jīng)驗(yàn)得出的結(jié)論，并未進(jìn)行過深入的研究，認(rèn)識很淺顯。

本節(jié)課主要是對光的直線傳播現(xiàn)象進(jìn)行探究，得出光沿直線傳播這一規(guī)律。

學(xué)情學(xué)生已經(jīng)學(xué)會了聲音的傳播介質(zhì)、傳播形式，這些知識對于學(xué)生學(xué)習(xí)光的直線傳

分析播形成了?定的鋪墊作用，所以在處理這些問題時(shí)，要通過實(shí)驗(yàn)、活動、視頻、

動畫、聯(lián)系聲音的相關(guān)知識等方式降低學(xué)生的理解難度。由于本節(jié)課以實(shí)驗(yàn)探究

為主，所以，教師要準(zhǔn)備好探究實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供一個(gè)良好的探究環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)

生大膽猜想，積極設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，最后通過親身實(shí)踐，得出結(jié)論。

教學(xué)重點(diǎn)了解光的直線傳播，能列舉光的直線傳播在生活中的應(yīng)用。

教學(xué)難點(diǎn)用光的直線傳播解釋生活中的一些常見現(xiàn)象。

玻璃磚、盛水的水槽、空燒杯、激光演示有煙蚊香、一桶水（滴有少量的牛

教學(xué)奶）、蠟燭、激光筆、盛有蔗糖水的水槽。

器材多媒體ppt，包含視頻：《光的直線傳播》、《小孔成像》、《光在不同介質(zhì)

中的傳播》、《日食、月食》等。

教學(xué)過程

教師活動學(xué)生活動

導(dǎo)入新課

我們每天都會通過聲和光接收大量信息。之前我們學(xué)習(xí)了聲現(xiàn)象，了解了思考問題，進(jìn)

聲的傳播。關(guān)于光現(xiàn)象，你知道哪些物體能發(fā)光嗎?光的傳播又有什么特點(diǎn)呢?入情境。

學(xué)習(xí)新課一、光源

1.光源

【提問】要研究光現(xiàn)象，首先要看看哪些物體能夠發(fā)光，是誰給我們帶來

了光明。哪些物體會發(fā)光呢?

知道光源的概

太陽、恒星、閃電、點(diǎn)燃的蠟燭、通電的電燈

念，列舉生活

【引出光源概念】自身能夠發(fā)光的物體叫作光源。

中的一些光

2.光源的分類

源，并說出是

（1）按形成原因分為天然光源和人造光源。

自然光源還是

如：太陽、螢火蟲、閃電等屬于天然光源；發(fā)光的電燈、點(diǎn)燃的蠟燭等屬

人造光源。

于人造光源。

（2）按發(fā)光原理分為熱光源和冷光源。

如點(diǎn)燃的火把、發(fā)光的電燈等屬于熱光源。螢火蟲、水母等屬于冷光源。

螢火蟲發(fā)出淡淡的綠光大海深處水母的發(fā)光

3.對光源的理解

（1）光源是指能夠發(fā)光的物體,太陽、發(fā)光的電燈、點(diǎn)燃的蠟燭等都是

光源。

（2）有些物體本身不發(fā)光，但由于它們能反射太陽光或其他光源發(fā)出的

光，好像它們也在發(fā)光一樣，不要誤認(rèn)為這些物體就是光源，如月球、所有行

星和反光的鏡子，它們都不是光源。

【例題1】在①太陽、②月亮、③螢火蟲、④霓虹燈、⑤寶石、⑥工作做例題1,能

的LED燈中，屬于自然光源的是,;不屬于光源的是,o（均填識別光源，知

序號）道光源大致分

【答案】①③；②⑤C為天然光源和

【解析】光源是自身能移發(fā)光的物體，太陽、螢火蟲、霓虹燈、工作的人造光源兩

LED燈都屬于光源，且太陽和螢火蟲屬于自然光源，竟虹燈和工作的LED燈類。

屬于人造光源；月亮、寶石自身不會發(fā)光，不屬于光源。

學(xué)習(xí)新課二、光的直線傳播

1.探究光沿直線傳播的條件

【提出問題】光在氣體、液體和固體中的傳播路徑怎樣的？

【猜想與假設(shè)】

光在氣體、液體和固體中可能沿直線傳播。支持事例：透過樹林的光束是

直的；城市燈光中的激光束是直的等。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

（1）光在空氣中的傳播

用激光手電筒把光射入充滿煙霧的較暗的空間，就能夠觀察到光在空氣中設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)

的傳播現(xiàn)象，煙霧可用點(diǎn)熏香的辦法，也可以用噴水壺噴水霧的方法。驗(yàn)，觀察現(xiàn)象

（2）光在水中的傳播與視頻，進(jìn)行

用激光手電筒把光射入水中，如圖所示，就能夠觀察到光在水中的傳播分析論證，歸

現(xiàn)象，光在水中的可見度較小?？梢栽谒屑尤肷倭康奶妓啬?。納出結(jié)論：光

在同種均勻介

質(zhì)中沿直線傳

播。

光在水中的傳播光在玻璃中的傳播

（3）光在玻璃中的傳揩

用激光手電筒把光射入玻璃磚中，就能夠觀察到光在玻璃豉中的傳播現(xiàn)

象。玻璃磚要有一面是磨砂面，并要讓光束緊貼著磨砂面在玻璃磚中傳播。

（4）光在不同種均勻介質(zhì)中的傳播

在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁輕輕注入濃糖水，從側(cè)壁水平照射激光，看

到缸內(nèi)光的路徑如圖所示。

分析：在玻璃缸中盛入清水，沿缸壁輕輕注入濃糖水后，玻璃缸里的水不

均勻，光的傳播路徑不是直線。

當(dāng)月球運(yùn)行到太陽和地球中間時(shí)，太陽光被不透明的月球擋住，月球的黑

影落在地球上，就形成了日食。當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)行到太陽和月球中間時(shí)，太陽光被不

透明的地球擋住，地球的影落在月球上，就形成了月食。

【播放視頻】——《日食、月食》

4.光的直線傳播的應(yīng)用

【進(jìn)行講解】

（1）激光準(zhǔn)直：在開鑿大山隧道時(shí)，工人們常用激光束引導(dǎo)掘進(jìn)機(jī)，使

掘進(jìn)機(jī)沿直線前進(jìn)，保證隧道方向不出偏差。

舉例說明光的

直線傳播在生

活中的一些應(yīng)

（2）射擊時(shí)利用“三點(diǎn)一線”進(jìn)行瞄準(zhǔn)：用。小組可以

射擊瞄準(zhǔn)時(shí)，瞄準(zhǔn)點(diǎn)、準(zhǔn)星、缺口三點(diǎn)在一條直線上。進(jìn)行討論。

（3）站隊(duì)列成直線

【提問】在站隊(duì)時(shí)，要求排成直線，同學(xué)們是怎樣做的？

【講解】如果前面的人擋住了后面人的視線，使后面的人只能看到前面相

鄰人的后腦勺即可。

5.探究小孔成像特點(diǎn)

（1）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

①如圖甲所示，在一個(gè)空罐的底部中央打一個(gè)小孔，再用一片半透明的

塑料膜蒙在空罐的口上。

②如圖乙所示，將點(diǎn)燃的蠟燭放在小孔前，并適當(dāng)調(diào)整蠟燭到小孔的距

離，觀察塑料膜上是否有像，不斷調(diào)整蠟燭、塑料膜到小孔的距離，觀察塑料

膜上像的大小是否有變化。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分

析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，

歸納出小孔成

像的特點(diǎn)。

③如圖丙所示，將圓孔改為方孔，觀察塑料膜上像的形狀是否有變化。

④如圖丁所示，將蠟燭換成一只發(fā)光的燈泡，觀察塑料膜上的形狀。

燭焰上部的光線，由于光的直線傳播，通過小孔后，射到了下部；同理,

燭焰下部的光線通過小孔后，射到了上部。

觀看視頻，進(jìn)

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論——小孔成像特點(diǎn)

一步掌握小孔

①成像性質(zhì)：倒立的大小不確定的實(shí)像。上下顛倒、左右相反。

成像的特點(diǎn)。

②影響成像大小的因素：與物體到小孔的距離及光屏到小孔的距離有關(guān)。

③像的形狀：與物體的形狀相同，與小孔的形狀無關(guān)。

【播放視頻】——《小孔成像》

（4）小孔成像現(xiàn)象

例如，樹下的圓形光斑,實(shí)質(zhì)是太陽經(jīng)小孔所成的像.發(fā)生口食，在地面

分析例題2,

上的光斑，是日食時(shí)日面形狀的投影，所以光斑會變成月牙形。

進(jìn)行解答，區(qū)

【例題2】沈括在《夢溪筆談》中記述到“若鶯飛空口，其影隨鶯而

分“影子”與

移”，而在紙窗上開一個(gè)小孔，使鶯的影子呈現(xiàn)在室內(nèi)紙屏上，卻觀察到“鶯

“小孔成

東則影西，鶯西則影東”，如圖所示。對此分析正確的是（C）

像”。

A.”鶯東則影西，鶯兩則影東”描述的是圖甲

B.“若鶯飛空中，其影隨鶯而移”描述的是圖乙

C.圖甲和圖乙都可以用光的直線傳播來解釋

D.小孔成像時(shí)，物左右移動時(shí)，其像的移動方向與物相同

【解析】A.“鶯東則影西，鶯西則影東”說明“影”是倒立的，描述的

是圖乙，故A錯(cuò)誤；

B.“若鶯飛空中，其影隨鶯而移”，這是影子的形成，描述的是圖甲，

故B錯(cuò)誤；

C.圖甲是影子的形成，圖乙是小孔成像，都可用光的直線傳播來解釋，

C正確；

D.小孔成像時(shí)像是倒立的，所以像移動的方向與物移動的方向相反，D

錯(cuò)誤。做例題3,理

故選C.解探究光的直

【例題3】為探究光的傳播規(guī)律，小明在家中做了如下三個(gè)實(shí)驗(yàn)：線傳播規(guī)律的

技巧，會歸納

實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

甲乙

（1）探究光在氣體中的傳播規(guī)律。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖甲，為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明

顯，小明在激光燈下方點(diǎn)燃了一盤蚊香，你認(rèn)為這樣做的目的是:

（2）小明探究光在液體中的傳播規(guī)律。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖乙，小明接著沿著

水槽側(cè)壁倒入濃糖水，看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖丙；小明再用木棍攪拌后，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

又恢復(fù)到圖乙。以上現(xiàn)象說明光在__________介質(zhì)中沿直線傳播。

【答案】（1）顯示光的傳播路徑；（2）同一種均勻。

【解析】（I）煙是固體顆粒，光遇到空氣中小的固體顆粒發(fā)生漫反射，

反射的光進(jìn)入人的眼睛，人能看到光的傳播路線，所以點(diǎn)燃一盤蚊香是為了顯

示光的傳播路徑。

（2）由于糖水是不均勻的，所以沿著水槽側(cè)壁倒入濃糖水，看到光線不

再沿直線傳播，而是發(fā)生彎曲，再用木棍攪拌后，糖水變得均勻，又看到光線

做例題會通

沿直線傳播了，這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。4,

過探究小孔成

【例題4】如圖所示，小明給兩個(gè)空罐的底部中央分別打上一個(gè)圓孔和

一個(gè)方孔，再用兩片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分別將小孔對著燭焰和像特點(diǎn)的實(shí)

燈絲，可■以看到燭焰和燈絲通過小孔所成的像。驗(yàn)：會分析論

j飛R?飛K），飛ZD證小孑城像的

特點(diǎn)。

甲乙丙

（1）分析比較兩圖，可以得M結(jié)論：物體通過小孔所成的

像與孔的形狀無關(guān)；

（2）分析比較兩圖，口J以得出結(jié)論：小孔成像時(shí)像的形狀由物體

的形狀決定：

（3）通過實(shí)驗(yàn)，可以看到燭焰和燈絲在塑料膜上成的都是（選

填：正立/倒立）的實(shí)像，說明小孔成像的原理是；

【答案】（1）乙、丙；（2）甲、丙；（3）倒立，光的直線傳播.

【解析】（1）甲、乙兩圖，小孔形狀不同，但是像的形狀相同，所以小

孔成像與小孔的形狀無關(guān)。

（2）甲、丙兩圖小孔形狀相同，物體形狀不同，像的形狀也不同，所以

小孔成像與物體的形狀有關(guān)3

（3）小孔成像是光沿直線傳播所成的像，通過觀察甲、乙、丙的像可

知，小孔成像是倒立實(shí)像。

學(xué)習(xí)新課三、一光的傳播速度

1.光的傳播速度

【提問】雷雨天，我們總是先看見閃電，后聽到雷聲，為什么？100m比

賽時(shí)，先看到發(fā)令槍的煙火，還是先聽到響聲呢？思考回答，知

實(shí)際上閃電和雷鳴、發(fā)令槍的煙火與響聲都是同時(shí)發(fā)生的，但我們卻是先道光的傳播速

看到閃電（煙火），后聽到聲音。這是為什么呢？度比聲音快。

【歸納】光傳播得比聲音快。

【過渡】光的傳播需要時(shí)間嗎？不同介質(zhì)中光速相同嗎？

【講解】光速的測定在光學(xué)的研究歷程中有著重要的意義。從人們設(shè)法測

量光速到人們測量出較為精確的光速共經(jīng)歷了三百多年的時(shí)間。

知道真空中的

（1）真空中的光速

光速是宇宙間

1972年，美國科學(xué)家埃文森測得了目前真空中光速的最佳值：

最快的速度，

c=299792457.4±0.1m/s,一般情況下，取c=3xl（）8m/s

并記住光速的

真空中的光速是宇宙間最快的速度，?般用字母。來表示。

大小。

（2）光在不同介質(zhì)中的傳播速度

光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同。光在不同介質(zhì)中的傳播速度排列：空

＞I，空氣＞I，水＞I，成瑜

知道光在不同

如果一個(gè)飛人以光速繞地球運(yùn)行，在1s內(nèi)，能夠繞地球運(yùn)行7.5圈。

介質(zhì)中的傳播

介質(zhì)光速

速度不同。

真空3xl08m/s

空氣3xl08m/s

水約為3c/4

玻璃約為2c/3

(3)比較光的傳播與聲的傳播

聲音光

真空不傳聲光在真空中傳播最快

15c空氣中聲速340m/s空氣中光速近似3xl()8m/s

光在空氣中比在其他

聲音在空氣中傳播最慢

透明介質(zhì)中傳播的快

聲音傳播需要介質(zhì)光的傳播不需要介質(zhì)

2.科學(xué)世界一我們看到了古老的光

【指導(dǎo)學(xué)生閱讀】《科學(xué)世界——我們看到了古老的光》

指導(dǎo)學(xué)生看《科學(xué)世界——我們看到古老的光》，然后回答以下問題：

①“光年”是什么物理量的單位？

②牛郎星和織女星的距離是多少km?閱讀第89頁

根據(jù)學(xué)生回答情況進(jìn)行講解總結(jié)?！犊茖W(xué)世界一

【講解】—我們看到了

古老的光》，

①“光年”是長度的單位，它等于光在1年內(nèi)傳播的距離.

②牛郎星和織女星的距離為：以小組為單位

1光年=3xl()8m/s(365x24x3600)s討論3個(gè)問題

并進(jìn)行回答。

=9.4608xl0l5m=9.4608xl0l2km

5=16光年=16x9.4608x10,2km=1.51488x1014km

即牛郎星和織女星相距1.51488xlOMkm。

【例題5】當(dāng)觀察站在遠(yuǎn)處敲鑼打鼓的人時(shí)，我們總是先看到他的動作,

后聽到鑼鼓的聲音這一現(xiàn)象說明(B)

A.光的傳播不需要時(shí)間，而聲音的傳播需要時(shí)間

B.先在空氣中的傳播速度比聲音在空氣中的傳播速度大的多

C.用人眼看物體比用耳朵聽聲音反應(yīng)更靈敏些

D.總是先敲鑼打鼓，后發(fā)出聲音，動作先后不同

【解析】敲鑼打鼓時(shí)，動作與聲音是同時(shí)發(fā)生的，看見的動作是光速傳播

的，由于光在空氣中的傳播速度比聲音在空氣中的傳播速度大的多，所以總是

先看到他的動作，后聽到鑼鼓的聲音。選項(xiàng)B正確。

做例題5,對

【例題6】牛郎星和織女星是銀河系中兩顆恒星，它們之間的距離相當(dāng)遙

比聲速,理解

遠(yuǎn)，即便牛郎和織女以宇宙中最快的速度即光速飛行，從牛郎星飛到織女星也

光速的概念。

要16光年的時(shí)間。請回答下列問題：

（I）光年是什么物理量的單位？它的物理含義是什么？

（2）牛郎星和織女星相距16光年，計(jì)算下它們之間相距多少千米？牛郎

星和織女星能每年相會一次嗎？（一年按365天算）

【答案】（1）長度，見解析；（2）1.51xI0l4km,不能。

【詳解】（I）光年表示光在一年內(nèi)通過的距離，故光年是長度的單位。

（2）一光年的長度為

si=cr=365x24x3600sx3xl05km/s=94608000xl05km=9.4608xl0l2km

牛郎星和織女星相距16光年，則它們之間相距

5=1651=I6c/=16X9.4608X10,2km=1.51xl0,4km

牛郎星和織女星相向而行，則相遇的時(shí)間為

C牛斑+C織女

所以它們不可能每年都相會。

一I.有下列物體：①星星、②月亮、③太陽、④鉆石、⑤電燈、⑥電視屏幕、⑦無影

燈、⑧螢火蟲、⑨燈籠魚。

上述物體中：

（I）一定是光源的有;

（2）一定不是光源的有；

（3）可能是光源的是。

【答案】③⑧⑨；②??;①⑤⑦.

【解析】（1）太陽、螢火蟲、燈籠魚，它們都能發(fā)光，一定是光源；

課（2）月亮、鉆石、電視屏幕，它們不發(fā)光，一定不是光源；

堂（3）有的星星發(fā)光；電燈、無影燈通電時(shí)發(fā)光，所以它們可能是光源。

練2.下列現(xiàn)象中不是由于光的直線傳播引起的是（）

習(xí)A.日食月食B.陽光下的樹影

C.手影D.我們能看到本身不發(fā)光的物體

【答案】D.

【解析】A.日食和月食的形成原因是光的直線傳播，故A不符題意；

B.陽光下的樹影，影子是由光的直線傳播形成的，故B不符合題意；

C.手影，影子是由光的直線傳播形成的，故C不符合題意；

D.我們能看到本身不發(fā)光的物體，是由于光在物體上發(fā)生了漫反射，D符合題意。

故選D。

3.出現(xiàn)金星凌日天象時(shí)，人們可通過濾光鏡觀察到太陽上有一小黑點(diǎn)，如圖所示，

小黑點(diǎn)即為金星，該天象是由于光的而形成的，太陽、地球和金星三個(gè)天體可能

分別處在圖中。、b、。三個(gè)位置的某個(gè)位置上，其中金星應(yīng)處在______位置上，試舉出

一個(gè)生活中應(yīng)用此知識的例子如。

hc

-------------'--------?

【答案】直線傳播，b,激光準(zhǔn)直。

【詳解】“金星凌日”現(xiàn)象的成因是光的直線傳播，當(dāng)金星轉(zhuǎn)到太陽與地球中間且

三者在一條直線上時(shí)，金星擋住了沿直線傳播的太陽光，人們看到太陽上的黑點(diǎn)實(shí)際上

是金星，由此可知發(fā)生金星凌日現(xiàn)象時(shí)，金星位于〃位置。

排縱隊(duì)、射擊瞄準(zhǔn)、激光準(zhǔn)直等都是光沿直線傳播在生活中的應(yīng)用。

4.如圖所示，在盛水的玻璃水槽內(nèi)滴幾滴牛奶，用激光筆將一束光射到水中，觀察

光在水中的傳播徑跡。下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的討論錯(cuò)誤的是（）

A.該實(shí)驗(yàn)中使用的激光筆屬于光源

B.我們能看到光在水中的徑跡，這是光直線傳播的結(jié)果

C.我們看到光在水中的徑跡是直線，說明這束光在水中是沿直線傳播的

D.從該實(shí)驗(yàn)還匕以看出，光在玻璃中也可以傳播

【答案】

課B

【詳解】激光筆正在發(fā)光，是光源，故正確，不符合題意；

堂A.A

練B.我們能看到光在水中的徑跡，光照在牛奶顆粒上發(fā)生了漫反射，我們能觀察到光

習(xí)的傳播路徑，故B錯(cuò)誤，符合題意；

C.光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，故C正確，不符合題意;

D.光先進(jìn)入玻璃，再進(jìn)入水中，可在玻璃中傳播，故D正確，不符合題意。

故選B。

5.光在不同介質(zhì)中傳播速度（選填“相同”或“不同”），光在中傳播

得最快，其速度為m/s或km/s,一臺激光器朝著月球發(fā)射激光信號，經(jīng)過

2.7s后才接到從月球返回的信號，那么月球到地球的距離為mo

【答案】不同，真空，3X1（）8,3X105,4.05X108。

【詳解】光在不同介質(zhì)中傳播速度是不同的，力在真空中的速度大于光在介質(zhì)中的

傳播速度；光在真空中傳播得最快，其速度為3X10M1/S或3X10?0^。

一臺激光器朝著月球發(fā)射激光信號，經(jīng)過2.7s后才接到從月球返回的信號，則光在

地月間傳播了一個(gè)來回，所以月球到地球的距離為

vt3xIOsm/sx2.7s

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