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物理

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4.1第四章 光现象 第一节 光的直线传播 重难点突破  

2014-11-19 00:17:44|  分类: 重难点突破 |  标签: |举报 |字号 订阅

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4.1第四章 光现象 第一节 光的直线传播
 《光的直线传播》


一、教学内容分析

本节是学生学习光学知识的第一课。光的直线传播是几何光学的基础,又是研究光的反射、折射现象的必备知识。学生在日常生活和小学科学课中已经知道光沿直线传播的结论,但认识很浅显,建议教师设计一系列的实验,引导学生得出光的直线传播规律。在教学过程中要结合实验和日常生活中的应用,用光的直线传播解释影子、日食、月食、小孔成像等生活和自然界中的重要现象。使学生对光的直线传播规律有更全面、更深刻的认识,激发学生学习光学知识的兴趣。

教学重点:光的直线传播。

教学难点:用光的直线传播来解释简单的光现象。

二、重难点突破

1.光源

突破建议:

学生刚刚学过声源,可以让学生仿照声源的概念自己来归纳光源的概念。学生回答“能发光的物体叫做光源”,他们的理由是“能发出声音的物体叫做声源”。但这样是不是完整呢?很多物体都“能”发光,但是不是所有发光的物体都是光源呢?举几个例子来说,比如电影荧幕、月亮、镜子,它们看起来都“能”发光,但它们是不是光源呢?先分析一下,电影荧幕的光来自放映机上的投影灯,月亮的光是反射太阳的光,镜子也是反射其他物体的光,它们自己是不会发光的,所以都不是光源。可以提问学生,“我们怎样修改光源的概念才够完整?”学生自然会回答:能自行发光的物体叫做光源。

为了加深学生的理解,可以让他们列举生活中的光源。具体方法可以让学生分组讨论,以小组为单位进行比赛,看哪一个小组列举得最多,每个小组派一名代表回答。因为是比赛的形式,所以学生的参与热情会比较高,最后列举的数目也会很多。表扬列举得最多的小组,激发他们的上进心,同时对其中可能出现的错误进行纠正。比如说,学生可能会说“蜡烛”“电灯”“星星”等是光源,告诉他们“点燃的蜡烛”“开着的电灯”才是光源,“星星”并不都是光源,只有“恒星”“流星”是光源,而“行星”“卫星”“彗星”等都不是光源。

在学生理解的基础上说明,光源是可以分类的。太阳、闪电、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼等属于自然光源,点燃的蜡烛、开着的电灯、火焰等属于人造光源。

2.光的直线传播

突破建议:

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。

学生已经知道一些光的直线传播的知识,但作为物理学习,应重视演示实验,使学生的感性认识更丰富一些。教学中可以选择那些小学自然课做过的实验,再次展示光在空气中沿直线传播的现象。比如讲桌上放置点亮的白炽台灯,每个学生两只手各拿一块带有小孔的硬纸板,让眼睛通过小孔观察台灯。启发学生分析:只有当眼睛、两个小孔和光源恰好在一条直线上的时候,眼睛才能看见从光源发出的光。

光在玻璃和水中沿直线传播,学生的感性认识较少,一定要演示给学生看看。做这个演示实验的方法较多,如:

1)可以用激光笔发出的激光束垂直射入水中或玻璃中,观察激光束在玻璃或水中的传播路径。为了能看到水中的光路,可以在水槽的里面铺一张白纸作衬,也可以在水中滴少许牛乳或墨水,以显示光路。

2)本实验也可以用光具盘,让光垂直玻璃面射入玻璃中(并掠过光具盘),观察光在玻璃中的传播路线。

关于光沿直线传播的条件,建议教师课堂上演示光在非均匀糖水中传播的实验。

4.1第四章 光现象 第一节 光的直线传播 重难点突破 - 物理 - 物理

1

如图1,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调配),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。同时做一个对照实验,用激光光束斜射入同种均匀的蔗糖溶液中,再让同学们观察──光的路径仍是直线。

还可以让学生进行实验:将激光笔固定好,并使激光束打到墙壁上,会看到一个光斑,然后用酒精灯对激光束加热,会看到光斑抖动,通过分析,让学生明白,这是因为加热使激光束穿过的空气不均匀,不能沿直线传播。进而指出生活中隔着火焰看静止的物体好像在跳动、海市蜃楼等现象都是空气不均匀引起的。由此得出光沿直线传播的条件:光在同种均匀介质中沿直线传播。

由于光的传播有方向,在这里可以向学生交代“光线”这个物理学名词。应该使学生知道,人们用光线是来表示光的传播路线。光线是带箭头的直线,箭头表示光传播的方向。教学中,可以结合实际,示范性表示手电筒光束的光路,或放电影时的光束的传播路径。

关于光的直线传播的应用,教材中用典型事例──激光引导掘进方向的图,示意性地展示了它的应用原理。如果能向学生介绍一些利用激光准直的其他实例,学生会更感兴趣。

关于小孔成像,建议学生课堂上做一下分组实验:燃着的蜡烛、挖有几个形状不同小孔(如正方形、三角形等)的硬纸板、白纸。让硬纸板在蜡烛和白纸之间,调整硬纸板、白纸之间的距离,在白纸上能看到烛焰的像吗?像是正立的还是倒立的?像的形状与小孔的形状有关吗?学生会顺利得出白纸上出现了倒立的烛焰的像,只是与烛焰相似,与小孔的形状无关。指出夏天浓密树荫下会有一个个圆形的亮斑,这是太阳通过树叶缝隙造成的小孔在地面上成的太阳的像,所以也是小孔成像现象。

关于日食、月食现象。建议教师先进行动画演示日食、月食,然后让学生思考:什么情况下会发生日食?什么情况下会发生月食?最后总结出发生日食时,太阳、月亮、地球在一条直线上,月球在中间,地球在月球的影子里;发生月食时,太阳、月亮、地球在一条直线上,地球在中间,月球在地球的影子里。

3.光速

突破建议:

可以通过问题直接引入,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?列举生活中各种物体的速度,然后给出光的速度,做一个比较。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

可以通过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。一般在真空和空气中的光速都表示为c3×108m/s。在其他介质中光也可以传播,比如在水中,v4.1第四章 光现象 第一节 光的直线传播 重难点突破 - 物理 - 物理,在玻璃中v玻璃4.1第四章 光现象 第一节 光的直线传播 重难点突破 - 物理 - 物理。即光速从大到小依次为:v真空v空气vv玻璃。可以让学生对比光和声传播方面的异同,以加深知识的掌握。


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