教学目标
知识目标
1、知道光在同一种均匀媒质中是沿直线传播的.
2、知道光的直线传播的一些典型事例(如小孔成像、日月蚀等).
3、记住光在真空中的传播速度.不要求知道光速的测量方法.
能力目标
1、能根据光的直线传播原理找出本影和半影,能解决日月蚀问题.
2、会使用光的直线传播性质解释有关光现象如:影子的形成.
情感目标
1、通过光的直线传播的学习,让学生正确的认识日月蚀现象,破除传统的迷信思想,树立科学的人生观.
2、用科学家对光速进行测定的不懈努力的事实,教育学生面对困难要树立信心,勇于探索.
3、利用几何知识解决光学问题,学会知识的迁移和变通.
教学建议
本节内容是在初中学习的基础上进一步加深和拓宽.
重点掌握以下几部分知识点:
1、光沿直线传播的条件:光在同种均匀介质中沿直线传播.
讲解时能说明光沿直线传播的实例有:小孔成像,本影和半影等都能证明光沿直线传播.
2、光源:能够发光的物体.是把其它形式的能转化为光能的装置.
3、光线:光线只代表光的传播方向,它不是客现实际存在的东西,光线是光束的抽象.是在研究光的行为时用来表示光的传播方向的有向直线.
4、光束:有一定关系的一些光线的集合称为光束
5、介质(媒质)、光在其中传播的物质、但要注意:光传播时并不需要介质.
6、影:光线被挡住所形成的暗区.影可分为本影和半影,在本影区域内完全看不到光源的光照射,在半影区域内只能看到部分光源发出的光.如果是点光源,只能形成本影,如果不是点光源,一般会形成本影与半影.光的直线传播可以通过本影和半影的实验来证实如图所示一个点光源,在不透明的物体后面能形成一块阴暗的区域.
如图所示两个或几个光源,在不透明的物体后面能造成本影和半影区域.
7、日食:发生日食时,太阳、月球、地球在同一条直线上,月球在中间,在地球上月球本影里的人看不到太阳的整个发光表面,这就是日全食,如a区.在月球半影里的人看不到太阳某一侧的发光表面,这就是日偏食如b区,在月球本影延长的空间里的人看不到太阳发光表面的中部,能看到太阳周围的发光环形面,这就是日环食,如c区.
8、月食:发生月食时,太阳、月球、地球同在一条直线上,地球在中间,如图所示,当月球全部进入地球本影区域时形成月全食,如图a区;当月球有一部分进人地球本影区域时形成月偏食,如图b区;但要注意,当月球整体在c区时并不发生月偏食.
9、光速:通常光在真空中的速度为C=3.00×108m/s.
注意:光在介质中的传播的速度都将小于该值.
--示例
光的直线传播、光速
(-)引入新课
现在我们学习光学知识,在初中我们学习过,请同学们思考如下问题:
1、什么叫光源,生活中有哪些物体是光源?
2、光线如何表示?
3、小孔成像说明了什么?
在学生思考后请同学提问,教师就学生的回答进行解释和说明.由此引入新课.
(二)教学过程()
教师带动学生重点分析以下知识点:
1、光源:
(l)光源:(自身)发光的物体、如:太阳、蜡烛的光焰等.
注意:月亮不是光源,因为月亮本身不发光,而是反射的太阳光.
点光源:可忽略自身尺寸的光源,象质点、点电荷、理想气体一样,是理想化的物理模型.当光源的尺寸远小于它到观提点的距离时就可看作点光源.
(2)光能:光具有的能量,包含在光束中.
光源发光的过程是其他形式的能转化为光能的过程,光照到物体上,光能又可转化为其它形式的能.光束射入人眼才能引起人的视觉.
2、光的直线传播
(1)介质:光能够在其中传播的物质、如:空气、水、玻璃等.
注意:光能在真空中传播,说明光的传播并不依靠介质.
(2)光直线传播的条件:同一种均匀介质中.
光直线传播产生的光现象有:小孔成像、形的形成、日食和月食等.
3、影:
(l)点光源的影
点光源发出的光,照到不透明的物体上,物体向光的表面被照明,在背光面的后方形成一个光线照不到的黑暗区域.
(2)较大发光面的本影和半影.
完全不会受到光的照射的范围是本影,本影周围还有一个能受到光源发出的一部分光照射的区域,是半影,比较以上两图,光源的发光面积极大,本影区越小,无影灯就是根据此原理设计的.
注意强调:本身能够发光的物体叫光源,光源发出的光可用光线表示,但光线实际上是不存在的;光在同一种约匀介质中沿直线传播,正因如此,才能在障碍物的背面留下影子.
关于光的直线传播的问题,除了一些现象解释以外,还会出现一部分相关的计算和证明,大多数都是利用光的直线传播理论和几何知识来解决的.
例题1:一人自街上路灯的正下方经过,看到自己头部的影子正好在自己的脚下,如果人以不变的速度朝前走,试证明他头部的影子相对于地面的运动是匀速直线运动.
分析证明:
先根据光的直线传播和几何知识,确定某时刻人头影的位置,再应用运动学知识推导出其位移或速度的表达式即可得证.
设灯高为H,人高为h,如图所示、人以速度V经一段时间;到达位置A处.
由光的直线传播可知:人头的影应在图示B处,由三角形相似得:
即:
人头的影的速度
因为H、h、V都确定,故V也是确定的,即人头的影的运动是匀速直线运动.
例2某夏天中午晴天,若发生了日偏食,在树荫下,可看见地面有一个个亮斑,这些亮斑是太阳光透过浓密的树叶之间的缝隙照射到地面上形成的,这些亮斑的形状是:
A、不规则的图形B、规则的图形
C、规则的月牙形D、以上都有可能
分析解答:
亮斑是由小孔成像所致,小孔成像是因光的直线传播产生的,其所成像相对物而言是倒立的与物形状相似的实像,其形状与小孔的形状无关,故选(C).
通过以上实例的分析,请同学注意在以后处理有关光的直线传播的问题时,一定要充分利用数学几何知识,结合正确的光路图来求解.
探究活动
1、动手制作一个小孔成像观测器.
2、查阅资料,了解历史上对光的传播速度的测定方法.
3、注意观测发生日食和月食时的现象以及规律.
教学目标
知识目标
1、知道光在同一种均匀媒质中是沿直线传播的.
2、知道光的直线传播的一些典型事例(如小孔成像、日月蚀等).
3、记住光在真空中的传播速度.不要求知道光速的测量方法.
能力目标
1、能根据光的直线传播原理找出本影和半影,能解决日月蚀问题.
2、会使用光的直线传播性质解释有关光现象如:影子的形成.
情感目标
1、通过光的直线传播的学习,让学生正确的认识日月蚀现象,破除传统的迷信思想,树立科学的人生观.
2、用科学家对光速进行测定的不懈努力的事实,教育学生面对困难要树立信心,勇于探索.
3、利用几何知识解决光学问题,学会知识的迁移和变通.
教学建议
本节内容是在初中学习的基础上进一步加深和拓宽.
重点掌握以下几部分知识点:
1、光沿直线传播的条件:光在同种均匀介质中沿直线传播.
讲解时能说明光沿直线传播的实例有:小孔成像,本影和半影等都能证明光沿直线传播.
2、光源:能够发光的物体.是把其它形式的能转化为光能的装置.
3、光线:光线只代表光的传播方向,它不是客现实际存在的东西,光线是光束的抽象.是在研究光的行为时用来表示光的传播方向的有向直线.
4、光束:有一定关系的一些光线的集合称为光束
5、介质(媒质)、光在其中传播的物质、但要注意:光传播时并不需要介质.
6、影:光线被挡住所形成的暗区.影可分为本影和半影,在本影区域内完全看不到光源的光照射,在半影区域内只能看到部分光源发出的光.如果是点光源,只能形成本影,如果不是点光源,一般会形成本影与半影.光的直线传播可以通过本影和半影的实验来证实如图所示一个点光源,在不透明的物体后面能形成一块阴暗的区域.
如图所示两个或几个光源,在不透明的物体后面能造成本影和半影区域.
7、日食:发生日食时,太阳、月球、地球在同一条直线上,月球在中间,在地球上月球本影里的人看不到太阳的整个发光表面,这就是日全食,如a区.在月球半影里的人看不到太阳某一侧的发光表面,这就是日偏食如b区,在月球本影延长的空间里的人看不到太阳发光表面的中部,能看到太阳周围的发光环形面,这就是日环食,如c区.
8、月食:发生月食时,太阳、月球、地球同在一条直线上,地球在中间,如图所示,当月球全部进入地球本影区域时形成月全食,如图a区;当月球有一部分进人地球本影区域时形成月偏食,如图b区;但要注意,当月球整体在c区时并不发生月偏食.
9、光速:通常光在真空中的速度为C=3.00×108m/s.
注意:光在介质中的传播的速度都将小于该值.
教学设计示例
光的直线传播、光速
(-)引入新课
现在我们学习光学知识,在初中我们学习过,请同学们思考如下问题:
1、什么叫光源,生活中有哪些物体是光源?
2、光线如何表示?
3、小孔成像说明了什么?
在学生思考后请同学提问,教师就学生的回答进行解释和说明.由此引入新课.
(二)教学过程
教师带动学生重点分析以下知识点:
1、光源:
(l)光源:(自身)发光的物体、如:太阳、蜡烛的光焰等.
注意:月亮不是光源,因为月亮本身不发光,而是反射的太阳光.
点光源:可忽略自身尺寸的光源,象质点、点电荷、理想气体一样,是理想化的物理模型.当光源的尺寸远小于它到观提点的距离时就可看作点光源.
(2)光能:光具有的能量,包含在光束中.
光源发光的过程是其他形式的能转化为光能的过程,光照到物体上,光能又可转化为其它形式的能.光束射入人眼才能引起人的视觉.
2、光的直线传播
(1)介质:光能够在其中传播的物质、如:空气、水、玻璃等.
注意:光能在真空中传播,说明光的传播并不依靠介质.
(2)光直线传播的条件:同一种均匀介质中.
光直线传播产生的光现象有:小孔成像、形的形成、日食和月食等.
3、影:
(l)点光源的影
点光源发出的光,照到不透明的物体上,物体向光的表面被照明,在背光面的后方形成一个光线照不到的黑暗区域.
(2)较大发光面的本影和半影.
完全不会受到光的照射的范围是本影,本影周围还有一个能受到光源发出的一部分光照射的区域,是半影,比较以上两图,光源的发光面积极大,本影区越小,无影灯就是根据此原理设计的.
注意强调:本身能够发光的物体叫光源,光源发出的光可用光线表示,但光线实际上是不存在的;光在同一种约匀介质中沿直线传播,正因如此,才能在障碍物的背面留下影子.
关于光的直线传播的问题,除了一些现象解释以外,还会出现一部分相关的计算和证明,大多数都是利用光的直线传播理论和几何知识来解决的.
例题1:一人自街上路灯的正下方经过,看到自己头部的影子正好在自己的脚下,如果人以不变的速度朝前走,试证明他头部的影子相对于地面的运动是匀速直线运动.
分析证明:
先根据光的直线传播和几何知识,确定某时刻人头影的位置,再应用运动学知识推导出其位移或速度的表达式即可得证.
设灯高为H,人高为h,如图所示、人以速度V经一段时间;到达位置A处.
由光的直线传播可知:人头的影应在图示B处,由三角形相似得:
即:
人头的影的速度
因为H、h、V都确定,故V也是确定的,即人头的影的运动是匀速直线运动.
例2某夏天中午晴天,若发生了日偏食,在树荫下,可看见地面有一个个亮斑,这些亮斑是太阳光透过浓密的树叶之间的缝隙照射到地面上形成的,这些亮斑的形状是:
A、不规则的图形B、规则的图形
C、规则的月牙形D、以上都有可能
分析解答:
亮斑是由小孔成像所致,小孔成像是因光的直线传播产生的,其所成像相对物而言是倒立的与物形状相似的实像,其形状与小孔的形状无关,故选(C).
通过以上实例的分析,请同学注意在以后处理有关光的直线传播的问题时,一定要充分利用数学几何知识,结合正确的光路图来求解.
探究活动
1、动手制作一个小孔成像观测器.
2、查阅资料,了解历史上对光的传播速度的测定方法.
3、注意观测发生日食和月食时的现象以及规律.
光学简介
我们无法想象一个没有光明的世界,光使我们认识周边的事物,提供了人类直接感知信息的90%。
除了感知周边的事物,人们很早就对宇宙天体进行光学观测,逐渐形成了科学的世界观。正是有了精确的天文观测,才有了开普勒三定律,才有牛顿万有引力定律的诞生,为经典物理大厦的建立打下了坚实的基础。
人们不仅对光的传播规律进行研究和应用,到十七世纪,科学家们还开始对光的本性进行深层次的思考,这方面的研究到二十世纪取得了丰硕的成果。光的波粒二象性学说为人们认识整个世界提供了一个更完美的视角。而对于光谱的研究则是人们深入探索微观世界的契机。
第一节光的直线传播
【教学目的】
1.知道光在同种均匀介质中沿直线传播,并能用来解释相关现象.
2.理解光源的概念,知道光线是表示光的传播方向的直线,是一个抽象模型.
3.知道光在真空中的传播速度是3×108m/s,会根据公式计算光传播的路程和时间.
【教学重点】
光的直线传播,光在真空中的传播速度
【教学难点】
利用光的直线传播原理解释一些光学现象
【教学过程】
引入
我们学习光学,有必要从一些最基本的概念和规律开始──
一光源
宇宙间的物体,有的是发光的,有的是不发光的。我们把能自行发光的物体叫做──光源:能自行发光的物体。
请大家注意构成这个概念的字眼,关键词是什么?
那么,我们下面看这样一些物体,(宇宙空间)太阳、月亮星星;(周边事物)萤火虫、(通电的)灯泡、反光镜,哪些是光源,哪些不是?
学生:交流、作答(太阳、萤火虫、电灯泡)。
光源之所以自行发光,是因为消耗了其它形式的能,进而将它们转化成了光能。请大家分析一下上面提到的三个光源的能量转化情况…
学生:萤火虫──生物能→光能;电灯泡──电能→光能;(教师补充:对于太阳的能量转化,情形要复杂一些,我们会在第二十二章学习到。它完成的是原子能到光能的转化。)
世界上有多种多样的光源,我们有必要对它们进行分类,但正如力的分类有几种不同的体系一样,光源的分类方式也不是唯一的。
如果我们按照光源的形成分类,可以分为自然光源和人造光源。
如果按照光源的形状,可以分为点光源、线光源、面光源等。
如果按照光照的方向特点,可以分为平行光源、发散光源等。
我们能看到光源,是因为它发出的光射入眼睛,产生了视觉反映。我们能看到不发光的物体,是因为光源发出的光能够被它们发射,而反射光进入眼睛产生了视觉。
二光的直线传播光线
光的直线传播规律是我们比较好接受的。但作为一个严谨的科学结论,人们发现,直线传播的规律也是有条件的。所以,我们有必要先接触一个名词──
介质:光能够在其中传播的物质。
我们遇到的一些物质中,有些是透明的,有些则不透明。可以这样看,透明物质就是光介质。
人们研究发现,光只有在同种、均匀的介质中才是直线传播的。
1.光在同种、均匀介质中是直线转播的。
光的传播知识在初中我们已经知道了一些,请大家告诉我,为什么要强调“同种”?
学生:光越过不同介质要发生折射现象。
为什么还要强调“均匀”呢?
学生:快速浏览…
为了直观地表征光的直线传播规律,人们还引进了光线的概念──
2.光线:沿光的传播方向作一条线,并标上箭头,表示传播方向。
在暗室的窗上开一个小孔,让一束阳光射入,可以看到光的传播路径是笔直的。漆黑的夜晚,探照灯射过有烟雾的天空,我们也能“光沿直线传播”的壮观景象,这都是光沿直线传播的直接证据。但是,能不能说,这些就是光线呢?
学生:思考、交流…
教师(联系传媒)展示相关事实:①如果天空非常明净,我们看到的是探照灯的光柱,还是到达地面的光斑?②在太空,宇航员能看到太阳“光线”吗?
学生:光斑;不能。
事实上,即使再细的光束,也不能说它就是光线,因为光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具,它是一个理想模型,而不是真实的存在。
光线尽管是一个抽象模型,但对人们运用光的直线传播规律分析问题是非常有效的。下面看几个典型的事例──
a.眼睛判断发光点的位置,列队时“向前看齐”,枪手瞄准;
b.小孔成像;
c.日食和月食的形成。
学生:补充一些应用光的直线传播规律的事例…
利用光线的概念,我们还可以准确界定平行光和发散光的概念──
平行光:所有光线都平行的光叫平行光。请大家注意这个概念…真正的平行光源事实上是很难找到的,我们常常将太阳光近似看成平行光(但在研究小孔成像、月食和日食的形成时,并不能作这种近似处理);用一些光学仪器可以造就比较理想平行光,譬如激光器、凸透镜等。
与平行光相对应的则有发散光(常见)和会聚光(不常见)。
三.光速
光在真空中的传播速度为c=3.00×108m/s,这就是通常意义上的光速。事实上,光传播到其它介质时,传播速度会小于c(定量规律在下一节介绍)。
光速c是一个什么样的概念呢?我们不妨做这样一些估算──
1.如果飞船绕地球以光速飞行,它1秒钟可以绕行7.5圈;
2.如果飞船以光速飞行,它从地球到达月球,只需要1.3秒。
尽管光速是如此之大,但由于宇宙中某些天体之间的距离非常遥远,光的传播仍需要很长的时间,如:太阳光到达地球需要8分钟,光线从天狼星到达地球甚至需要8.7年!
由于光速很大,所以在相当长的时期内人们认为光的传播根本不需要时间,直到17世纪,科学家们才发现光速是有限的,在测定光速的努力中,很多科学家都做出了贡献。有关的物理学史和目前光速的权威、精确数据怎样,请大家课后参看《阅读材料──光速的测定》。
四小结
本节课,我们复习了一个基本的规律──光的直线传播,介绍了一个数据──光速,了解了几个名词──光源、光线、介质、平行光等等。如果说今天的学习相比初中应该有所提高的话,请大家留意规律的条件、数据的数量级、概念的准确措辞,物理术语和口头的俗语之所以不同,就是因为它们具有准确的内涵,而不是只给人一种似是而非的模糊印象。
五作业布置
【板书设计】
注意“教学过程”的带框字符,即是板书计划。
作为杰出的教学工作者,能够保证教课的顺利开展,作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。教案的内容要写些什么更好呢?以下是小编为大家精心整理的“高三物理教案:《光的折射》教学设计”,供您参考,希望能够帮助到大家。
本文题目:高三第一单元第四章物理教案:光的折射学案
第二章 光现象
四 光的折射 教学设计
一、内容及其解析
本节课要学的内容光的折射指的是折射现象、光的折射规律,其核心是光的折射规律 。学生已经学过光沿直线传播和光的反射,本节课的内容光的折射指就是在此基础上的发展起来的。由于它还与后面的知识有密切的关系,所以在本学科有重要的的地位,并有承上启下 的作用,是本章的核心内容。教学的重点是光的折射规律的推导,解决重点的关键是利用实验探究法、分析法、作图法等方法来理解。
二、目标及其解析
1、目标定位:
(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
2、目标解析: 知道光的折射现象及折射光线和折射角;知道光的折射规律及在折射现象中光路可逆;能够用光的折射解释生活中的一些简单现象就是指通过演示实验,指导学生观察现象,引导学生自己分析、归纳规律,培养学生的观察、分析、归纳能力。引导学生动手做实验,培养学生的动手能力及通过实验研究问题的习惯。
三、问题诊断分析
在本节课的教学中,学生可能遇到的问题是对光从其他介质斜射入空气中时折射角大于入射角,产生这一问题的原因是学生对光路的可逆性的理解。要解决这一问题就要引导学生从光路的可逆性来理解光从其他介质斜射入空气中时折射角大于入射角。
四、教学支持条件分析
在本节课光的折射的教学中,准备使用光的折射演示仪。因为使用光的折射演示仪,有利于学生理解光的折射规律。
五、教学过程设计
一、新课引入:
我们都知道渔民捕鱼有很多方法,如:用网网鱼、用鱼叉叉鱼等。现在,我们也来体验一下“渔民叉鱼”,(出示塑料泡沫上画有鱼和玻璃水缸)学生进行叉鱼比赛。当学生在比赛时,发现“鱼叉”都叉在“鱼”的上方后,很惊奇。引导学生提出问题:“你从这个活动中想到了什么?”
二、新课讲解:
(一)光的折射规律
探究1:观察光从空气射入水(玻璃)中的传播路径,并把你看到的现象画出来。
1.学生猜想,并在黑板上画出自己猜想的传播路径。
2.小组设计实验方案并交流,确定可行方案。
3.进行实验收集证据。(要求画图记录下观察到的光进入水(玻璃)中的传播途径)
4.交流实验结果
各组画出观察到的光传播路径。
学生可以看到光的偏折现象,告诉学生,这就是光的折射现象,从而引入课题。
5.用语言表达探究1的结果。
结论1:光从空气中斜射入水或其他介质时,折射光线向法线偏折。
结论2:当光从空气垂直射入水或其他介质时,传播方向不改变。
探究2 “想想议议”:光从水(玻璃)斜射入空气中,折射光线向法线还是界面偏折?如图3。
1.学生猜想并画出图表达自己的想法。
2.讨论交流:师投影学生做图的情况
②作这个猜想时,你做了什么样的假设。(学生能从光反射时光路可逆,联想到光的折射时光路也是可逆的)
实验验证:①教师演示光从空气斜射半圆形玻璃砖,如图4;②哪位同学能帮助老师逆着折射光射入另一束光,让同学们观察光在空气中的传播途径呢?(学生们跃跃欲试、兴趣很高)
③学生观察到光从玻璃中射入空气中的光与原入射光重合。
④教师要求学生把观察到的现象画到黑板上。
⑤结论3:光在折射时,光路是可逆的。
结论4:光从水(玻璃)或其它介质斜射入空气中,折射光线远离法线偏折。
动画重现实验过程,增强形象刺激。
启发学生记忆:把结论1和结论4与光在不同介质中传播速度情况联系起来,可得到什么样的规律。[“快远慢近”,即在发生折射时,在传播得快的介质(空气)中是远离法线,在传播得慢的介质(水或玻璃)中是靠近法线。]
(二)光的折射知识应用
1.现在,我们来解释刚才在叉鱼比赛中,为什么我们同学会叉在鱼的上方。原来鱼从水中发出的光线,由水进入空气时,会在水面发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看去,觉得这些光线好像是从它们的反向延长线的交点鱼像发出来的,鱼像比鱼位置高。所以刚才比赛的同学会叉在鱼的上方。(播放动画)
2.利用电脑播放视频材料:放在杯底刚好看不见的硬币,加上水后又会看得见。要求学生利所学的知识加以回答,最后强调看见的硬币是硬币的像。
3.教师提出:有的同学喜欢游泳,看水只有齐腰深,可到水中就不止了,这是什么原因。
学生回答:(这是光的折射现象,由于光从水中射向空气时,发生折射,而人的眼睛认为光是沿直线传播造成的)。
同学们学了光的折射知识后,要懂得应用到生活中,在游泳时要特别注意安全。
4.你见过海市蜃楼吗?你知道海市蜃楼是怎样产生的吗?(教师提问)
学生回答:(从报纸报道上知道海市蜃楼的现象,从电视上看到海市蜃楼,从科普读物上知道海市蜃楼产生的原因是光的折射现象产生的)。
海市蜃楼是怎样产生的?我们已经知道,光是沿直线传播的,其实严格地说,光只是在均匀的介质中才沿直线传播,如果介质疏密不均,光线就不会沿直线传播而会发生折射。海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,多发生在夏天海面上。
文章来源:http://m.jab88.com/j/114606.html
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