資源簡介

《光的直線傳播》研學案 【課題】 第三章 三、光的直線傳播
【教學目標】
1. 知識與技能
（1）積極參與小孔成像的游戲，在游戲中思考小孔成像的成因。
（2）知道光在同種均勻介質中是沿直線傳播的。
（3）了解光的傳播需要一定的時間，知道真空中、空氣中的光速。
2. 過程和方法
（1）通過實驗探究，總結歸納出光的傳播規律。
（2）能用光的直線傳播來理解小孔成像、日食月食等現象。
（3）培養初步的分析概括能力、收集信息和處理信息的能力。
3. 情感態度與價值觀
（1）感受科學探究帶來的樂趣
（2）了解我國古代在光現象研究的成就，知道中華文明對科學發展做出的貢獻。
【教學重難點】
1. 幫助學生建立“光線”的物理模型。
2. 影響小孔成像具體性質的探究。
【教法學法】
演示法、啟發法、實驗法、科學探究法等
【教學器材】
單反相機、激光電筒、蠟燭、錫箔紙、細針、小紙盒、半透明硫酸紙、擋光板（中間打一個小孔）、雙面膠、剪刀、細線等
【教學過程】
光是沿直線傳播的
（一）導入課題：
教師出示一個單反相機，讓鏡頭對準一支正在燃燒的蠟燭火焰，學生就能在相機觀察屏上看到一個燭焰的像。教師要告訴學生，屏上的看到的燭焰是蠟燭火焰通過鏡頭在屏上成的像。
卸下鏡頭，移動相機，發現在屏上沒有燭焰的像。
把相機通光口用錫箔紙包裹起開，然后用細針在錫箔紙上戳一個小孔，屏上又出現一個燭焰的像。
在錫箔紙再戳一個小孔，屏上出現第二像。
教師引入小孔成像的實驗現象。
（二）給學生小紙盒、半透明硫酸紙、雙面膠、剪刀、細針，動手做一做，體驗小孔成像的“魅力”。
（三）提出問題：為什么光通過小孔能在屏上成一個倒立的像呢？由于學生已經學過了《自然》常識，大多數孩子知道這是“光的直線傳播”現象導致的結果。
教師要充分肯定孩子的答案，在黑板上畫出小孔成像的光路圖，結合光路圖講解小孔成像的原理。
（四）教師演示：激發一書激光，在光的傳播路徑上噴水霧或煙霧，讓學生看到一束筆直的光線。
（五）教師引導：我們看到光在空氣中是沿直線傳播的，那么光在液體、固體上是如何傳播的呢？
學生動手：利用桌上的激光電筒，觀察激光在水中、果凍等液體、固體中的傳播路徑。
（六）得出（初步）結論：光是沿直線傳播的。
二、光真的是沿直線傳播的嗎？
（一）提出問題：我們看到現象難道就是事實嗎？光真的是沿直線傳播的嗎？
（二）引導學生：想一想能不能證明我們看到的光的傳播路線是一條直線？學生分組討論，設計探究方案。教師適度引導。
（三）交流分享：各小組展示探究方案，看看哪一組更合理？
實驗探究：鐵架臺4~5個，擋光板（中間打一個小孔）3~5片，細線
激發一束激光，在光的傳播路線上隨意放置擋光板，讓光從每片擋光板中間的小孔中穿過。再用細線依次穿過擋光片的小孔，拉直。發現：這些小孔都在一條直線上，由此證明光確實是沿直線傳播的。
三、光是否始終沿直線傳播的？
（一）提出問題：在學生對“光沿直線傳播”這一事實確信無疑時，拋出問題：光是否始終沿直線傳播的嗎？
（二）演示實驗：打出一束激光，在光的傳播路線上放一塊玻璃磚，不斷改變玻璃磚與入射光傳播路線的角度，發現打在墻上的光斑位置隨之而變。引導學生推理：光從空氣射入玻璃，或者從玻璃射入空氣，光的傳播路線就會發生改變。所以：光沿直線傳播是有條件的，那就是：在同一種物質中傳播。
演示光從空氣斜射入水中，或從水中斜射入空氣，讓學生觀察到光路發生偏折的現象。
（三）修正結論：在同一種物質中，光是沿直線傳播的。
（四）演示實驗：打出一束激光，在激光傳播路線上找一點（盡量靠近激光電筒），用點燃的酒精燈“燒烤”光線，讓學生觀察現象。學生會看到光線被“燒烤”時，落在遠處墻壁上的光斑會不停地抖動。
（五）提出問題：我們看到這個現象又能說明什么問題？說明：空氣受熱膨脹，造成空氣分布不均勻。光在不均勻的空氣中傳播，方向也會改變的。
（六）演示實驗：讓激光在不均勻的濃鹽水中傳播，看到光線彎曲現象。
（七）修正結論：在同一種均勻物質中，光是沿直線傳播的。
四、幾個小問題
（一）為了方便描述光的傳播路徑，我們引入“光線”這個物理模型。用一條帶箭頭的直線，表示光的傳播路徑和方向。
（二）光的傳播需要時間：比如光從太陽傳到地球，大約需要500秒。也就是我們睜眼看到的太陽是500秒前的太陽模樣。
光在真空中的速度：3 ×108米/秒[3×108米·秒-1]
根據愛因斯坦的研究，光在真空中的傳播速度是最快的。
【新知應用】
1.對于光現象，說法正確的是（　　）
A．光線是真實存在的帶箭頭的直線
B．光在真空中傳播速度為3×105km/s
C．正在放映的電影幕布是光源
D．小孔成像成的是正立的實像
2.下列現象不能說明光沿直線傳播的是（　　）
A．玩“手影”游戲
B．太陽光穿過茂密的樹葉，在地面形成圓形的光斑
C．日食和月食的形成
D．打雷時先看到閃電后聽到雷聲
3.如圖甲、乙，在空易拉罐底部的中央打一個小孔，將易拉罐的頂部剪去后，蒙上一層半透明塑料薄膜，將燭焰對著小孔，可以在薄膜上成像。下列說法正確的是（　　）
A．在塑料薄膜上觀察到的像是倒立的虛像
B．打的孔越大像就越清晰
C．調整燭焰和小孔的距離可以在薄膜上得到放大的像
D．小孔的形狀必須是圓形的
4.夜晚，小剛在馬路旁的人行道上向前走，經過一個路燈時，他在地面上的影子長度變化是（　　）
A．越來越長 B．越來越短
C．先變短，后變長 D．先變長，后變短
5.（2019春 江陰市月考）如圖所示，在“制作小孔成像觀察儀”活動中，需將一端用半透明薄紙蒙好的圓筒插入易拉罐中，為了便于更清楚觀察像，應在圓筒的　　（填“A”或“B”）端是蒙上半透明薄紙。用制成的小孔成像觀察儀觀察靜物時，移動圓筒位置，增大光屏與小孔之間距離，則光屏上像將　　　　　　　（選填“變大且變亮”、“變小且變亮”、“變大且變暗”、“變小且變暗”或“不變”）。
6.（2018秋 廣陵區校級月考）從門縫看外面的景物，眼睛離門縫越　　　，看到的景物的范圍越大，這是因為進入眼睛的光是　　　　傳播的緣故。
【課后作業】
1．如圖1所示，圖 表示月食的成因，圖 表示日食的成因，它們都是由于
(
圖
1
) 形成的。
2．在開鑿大山隧道時，工程師們常常用激光來引導掘進，使掘進機沿直線前進，保證隧道的方向不出現偏差，這是利用了 的原理。
3．光在真空中的傳播速度是 km/s。太陽距地球1.5×1011m，太陽發出的光要經過 s才能到達地球。
4．如圖2所示，能通過三個小孔看到燭焰的條件是 。
(
圖
3
) 5．2004年6月6日出現“金星凌日”的天象，人們可通過濾光鏡觀察到太陽上有一小黑點。如圖3甲所示，小黑點即為金星，該天象是由于 形成的。太陽、地球和金星三個天體分別在圖乙中a、b、c三個位置的某個位置上，其中金星應處在 位置。
(
圖
2
)
6．晴天的正午時分，走在茂密的樟樹林下，你會看到陽光透過樹葉的縫隙而在地上留下許多大小不同的圓形光斑，這是 現象，光斑大小不同的原因是 。
7．下列現象中，不是由于光的直線傳播而形成的是（ ）
A．射擊時常提到的“三點一線” B．日食和月食的形成
C．雨后彩虹 D．坐井觀天，所見甚小
8．假如光在同一均勻物質中不沿直線傳播，下列現象中，可能出現的是（ ）
A．地球上沒有晝夜之分 B．做操時更容易將隊伍排直
C．陽光下的人影更清晰 D．更容易形成日食和月食
9．為了提高計時的準確性，大型國際比賽的賽道上都使用光電計時設備。但由于條件限制，一般的運動會都是由起點處的裁判員發令后開始比賽，終點處的裁判員通過秒表計時。為了計時準確，應該（ ）
A．看到冒煙開始計時，因為煙霧容易看清 B．聽到聲音開始計時，因為聲音容易聽清
(
圖
4
)C．看到冒煙開始計時，因為光速比聲速快 D．看到冒煙開始計時，因為光傳播不需要時間
10．小明同學在課外用易拉罐做成如圖4所示的裝置，做小孔成像實驗。如果易拉罐的底部有一個很小的三角形小孔，則他在半透明紙上看到的像是（ ）
A．蠟燭正立的像 B．蠟燭倒立的像
C．三角形光斑 D．圓形光斑
11．如圖5所示，甲、乙兩人分別站立于一面墻的兩邊。若要在墻上開一個窗使兩人彼此都能看到對方的全身，則所需最小的窗的位置應為（ ）
A．ae B．ad C．bc D．bd
(
圖
6
) 12. 如圖6所示，小孔前有一物體AB。請畫出AB經過小孔成像的光路圖，并在光屏MN上標出AB所成的像A′B′。
(
圖
5
)
新知應用參考答案：
1.B
2. D
3. C
4.C
5.A；變大且變暗
6.近；直線傳播。
課后作業參考答案 1．乙 甲 光的直線傳播 2．光的直線傳播 3．3×105 500 4．三個小孔在同一條直線上 5．光的直線傳播 b 6．直線傳播（或小孔成像） 樹葉的縫隙到地面的距離不同 7．C 8．A 9．C 10．B 11．D 12．圖略

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