第三章 光和眼睛3.1 光世界巡行◇教学目标◇【知识与技能】1.了解光源,知道光源大致分为自然光源和人造光源两类。2.理解光沿直线传播及其应用。3.知道光在真空中的传播速度最大,c=3×108m/s。【过程与方法】通过演示总结光的传播规律,通过讲解介绍日食和月食的形成等。【情感·态度·价值观】通过对日食、月食成因的教学,进行反对迷信、崇尚科学的思想教育,激发学生对科学的求知欲,培养学生乐于探索的精神。◇教学重难点◇【教学重点】探究光在同种均匀介质中沿直线传播。【教学难点】建立“光线”模型,并用“光线”分析影子的成因。◇教学过程◇一、新课导入人们能看见东西的条件是什么?(人们能看见东西必须要有光,而且光必须进入人的眼睛,引起人们的视觉)那是不是我们看到的所有的物体都能够自己发光呢?(学生在回答的时候,教师要因势利导,让学生说出自己会发光的物体)二、教学步骤,探究点1 光能为我们做些什么[阅读课本]P46“光能为我们做些什么”[思考]我们生活在光的世界里,光每时每刻都在为我们服务,引导学生讨论:光能为我们做些什么?[提示]在学生讨论的基础上,得出光的作用。并让学生设想:假如没有光,世界会变成什么样子呢?从而体会到光的重要性。探究点2 光是怎样传播的[阅读课本]P47~48“光是怎样传播的”[小组讨论]生活、生产中有各种各样的光源。你能否归纳出它们的共同特征?[提示]光源可分为自然光源和人造光源。自然光源包括太阳、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼等;人造光源包括点燃的蜡烛、打开的电灯等。[归纳提升]自行发光的物体叫做光源。[思考]在黑暗的屋子里,人为什么看不见东西?[提示]“看到物体”的条件是光进入我们的眼睛,黑暗的屋子里,因为没有光进入人的眼睛,所以人看不见东西。[思考]观察下面图片,猜想光的传播路径是怎样的?[实验](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。(3)在暗室里,将一束光射到玻璃中,观察光在玻璃中的传播径迹。[归纳提升]光在空气中是沿直线传播的;光在水中是沿直线传播的;光在玻璃中是沿直线传播的。由以上分析可知,光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。[问题]什么是光线?[提示]光线:用一条带箭头的直线,形象地描述光的传播路径和方向,这样的直线叫做光线。光线互相平行的光称为平行光。,[归纳总结]“物理模型法”:光线实际并不存在,光实际存在,光线是光的“物理模型”。光线只能表示光的传播路径和方向,不能表示光的颜色和浓度。[思考]光的传播路径一定是直线吗?[实验]如图,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,事先配制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),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与水槽侧面成75°左右角入射,由最上层溶液斜向下射入非均匀糖水,观察激光的路径是怎样的?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,再让同学们观察激光的路径是怎样的?[提示]激光在密度不均匀的糖水中的光路是向下弯曲的;激光在密度均匀的糖水中的光路仍是直线。[思考]晴天,我们常常可以在茂密的树下看到一个个圆形的小亮斑。这些小亮斑是怎样形成的?[实验]观察“小孔成像”实验。一位同学先点燃蜡烛,再固定带有小孔的厚纸板,使烛焰正对小孔,另一位同学拿白纸在纸板的另一侧移动,引导学生观察成像的情况,并分析小孔成像的原因。[归纳提升]小孔成像、小亮斑均是由光的直线传播引起的。探究点3 光的传播有多快[阅读课本]P48~49“光的传播有多快”[小组讨论]为什么雷雨天我们总是先看到闪电后听到雷声?,[提示]雷声与闪电是同时同地发生的,光速比声速大,所以打雷先看到闪电后听到雷声。[归纳提升]光在真空中的传播速度最大,光在真空中的传播速度是3×108m/s;光在空气中的速度可认为是3×108m/s;光在其他各种介质中的速度都比在真空中的小,v气>v水>v玻。[思考]天文学上常用光年(光在一年内传播的距离)作为长度单位,已知织女星距地球约2.7光年,则织女星距地球多少千米?[分析]1光年=3×105×365×24×3600km=9.4608×1012km2.7光年=2.7×9.4608×1012km=2.554416×1013km探究点4 光的色散[阅读课本]P49~50“光的色散”[思考]红花就是红色,绿叶就是绿色,不同颜色的物体发出不同的色光,这种说法是否正确?[提示]黑暗中看不见红花和绿叶,说明红花和绿叶不发光。[思考]太阳和白色的物体发出的就是白光,这种说法是否正确?[提示]让一束太阳光照射到三棱镜上,从三棱镜折射出的光照射到白屏上,仔细观察发生的现象。[归纳提升]太阳光是白光,它通过棱镜后被分解成各种颜色的光,这种现象叫光的色散。太阳光通过三棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光。红光偏折的角度最小,紫光偏折的角度最大。这个实验同时也说明白光是由各种色光混合而成的。[思考]雨后的彩虹是如何形成的?[提示]雨后的彩虹就是由色散现象引起的。雨后,天空中有很多小水滴,水滴相当于三棱镜,太阳光经过水滴后会发生色散,所以在刚下过雨且有太阳出来时我们会看到彩虹。[思考]白光是由各种色光混合而成的,那么我们将任意几种色光混合会得到什么颜色的光呢?[提示]利用电脑自带的软件,进行光的混合实验,即可得出结果。[小组讨论]电视、电脑、手机屏幕画面的颜色五颜六色,那么它们的颜色是由什么色光混合而成的?,[归纳提升]自然界中红、绿、蓝三种色光是无法用其他色光混合而成的,因此常把红、绿、蓝称为光的三基色。电视、电脑、手机屏幕的光就是由红、绿、蓝三种色光混合而成的。[班内交流]电视机能产生各种色光,因为电视机能够发光,那么大家现在观察一下我们周围的物体,如大家的衣服、桌椅等,它们有颜色,但它们能自身发光吗?它们为什么能够呈现出不同的颜色?[提示]不透明物体反射和它颜色相同的色光,吸收其他颜色的光。[归纳提升]有色的不透明物体反射与它颜色相同的光。不透明物体反射什么色光就呈现什么颜色。[思考]在没有其他光照时,舞台追光灯发出的绿色光照在穿白衣、红裙子的演员身上,观众看到的演员的上衣呈什么颜色?裙子呈什么颜色?[提示]上衣呈绿色,裙子呈黑色。三、板书设计3.1 光世界巡行1.光是怎样传播的(1)自然光源(2)人造光源(3)光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。(4)光线2.光的传播速度光在真空中的传播速度约为3.0×108m/s。3.光的色散(1)定义(2)白光是由各种色光混合而成的。(3)色光的三基色是红、绿、蓝。(4)各种色光混合后显示的颜色:红+绿=黄;红+蓝=品红;绿+蓝=青;红+绿+蓝=白。,◇教学反思◇本节课中,教师一直在引导着学生如何去认识光,或者说引导学生在光世界里巡行的方向,而主体是学生。引导学生想了解光的什么知识,学生自己提出本节课要学习的三个方面内容:光来自何处?光怎样传播?光传播有多快?然后在教师的引导下,学生对三个问题分别提出猜想。特别在本节课重点知识——光是怎样传播的教学中,先让学生看图猜想光是沿着直线传播的,然后给学生实验器材,让学生用所给器材验证猜想,进而得出结论。,3.2 探究光的反射规律◇教学目标◇【知识与技能】1.了解光的反射现象。2.认识光反射的规律,了解法线、入射角和反射角的含义。3.理解反射现象中光路的可逆性。4.了解什么是镜面反射,什么是漫反射。【过程与方法】1.通过身边的事例和实验现象,能区分什么是镜面反射和漫反射。2.用光的反射解释一些简单现象。【情感·态度·价值观】1.在探究光的反射规律过程中培养学生的科学态度。2.密切联系实际,提高科学技术应用于日常生活和社会的意识。◇教学重难点◇【教学重点】用科学探究的方法得出光的反射规律。【教学难点】用光的反射规律解释一些简单现象。◇教学过程◇一、新课导入,雨后的夜晚,路上有些积水,甲、乙两同学在较暗的月光下相向而行,如图所示。为避免走进水里,甲、乙两同学各应选择亮处,还是暗处行走呢?二、教学步骤探究点1 光的反射现象[阅读课本]P51~52“光的反射现象”[思考]观察如图所示实验,这是什么现象?[归纳提升]光在两种介质分界面上改变传播方向又返回原来介质中的现象,叫做反射。[思考]什么是反射角?什么是入射角?[归纳提升]基本概念(一点二角三线)。如图所示:(1)入射光线AO;(2)入射点O:入射光线与反射面的交点;(3)反射光线OB;(4)法线:过O点作反射面的垂线ON;(5)入射角α:入射光线与法线的夹角;(6)反射角β:反射光线与法线的夹角。探究点2 光的反射规律[阅读课本]P52~53“光的反射规律”[思考]光在反射时遵循什么规律?如何用实验验证?[实验]设计和进行实验:,(1)如图所示,把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。(2)使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光AO和反射光OB的径迹。(3)改变光束入射的角度,多做几次,并注意观察反射光线、入射光线和法线的位置。取下纸板,用量角器测量ON两侧的角α和β。(4)纸板是用两块纸板连接起来的。把纸板向后(前)折,看在纸板上是否还能得到反射光线。[结论]光反射时,反射光线、入射光线和法线三者在同一平面内,反射光线和入射光线分别位于法线两侧。反射角等于入射角。[归纳提升](1)纸板在实验中的作用:一是显示光路,二是探究反射光线、入射光线和法线在同一平面上。(2)在光的反射现象中,入射光线是“因”,反射光线是“果”,为保证规律的严密性和科学性,在叙述实验结论时,一定要把“果”放在前面,这就是该规律总是把“反射光线”放在前面的目的。(3)人看到物体的原因:人能看到光源,是因为光源发出的光进入人眼;人能看到本身不发光的物体,是因为不发光的物体反射光的缘故。[思考]如图所示,如果大家都在亮处,甲通过平面镜能看到乙,乙通过平面镜能看到甲吗?为什么?[提示]沿原反射光线的光路入射,反射光线必然沿着原入射光线的方向射出,这是光的反射定律的必然结果。[归纳提升]在反射现象中,光路可逆。[思考]如图所示,太阳光跟地面成40°角,将平面镜怎样放置才能使太阳光照亮竖直的井底?画图说明。,[分析](1)先画反射光线。(2)再作反射光线和入射光线夹角的角平分线即法线。(3)垂直法线即为平面镜的位置。探究点3 镜面反射与漫反射[阅读课本]P53“镜面反射与漫反射”[思考]什么是镜面反射?什么是漫反射?[归纳提升](1)以平面镜为例,它的平滑表面能将平行的入射光沿某一相同方向反射出去(图甲),其反射光也是平行的,这就是镜面反射。粗糙不平的表面将平行入射的光向各个方向反射(图乙),这种反射叫做漫反射。[思考]观察如图所示实验现象,为什么都是反射,情况却不同?[提示](1)镜面反射时,一束平行光入射到物体的表面,其反射光束仍然是平行的。(2)漫反射时,平行光入射后,经反射后不再平行,而是射向各个方向。,(3)不论是镜面反射还是漫反射,每一条光线都遵守光的反射定律。探究点4 光反射的应用[阅读课本]P54“光反射的应用”[思考]举例说明光的反射在生活中的应用与烦恼。[提示]高速公路上的标志牌都是用回归反光膜制成的,夜间行车时,它能把车灯射出的光逆向返回,所以标志牌上的字特别醒目。许多大厦都使用玻璃幕墙,其反射强烈阳光,影响居民生活,干扰司机驾驶汽车。三、板书设计3.2 探究光的反射定律1.光的反射现象(1)光的反射(2)六要素2.光的反射规律(1)光的反射规律(2)在光的反射现象中,光路是可逆的3.镜面反射与漫反射(1)镜面反射(2)漫反射(3)漫反射和镜面反射都遵循光的反射规律4.光反射的应用(1)应用(2)危害◇教学反思◇这节课的核心是引导学生通过实验探究光的反射规律。让学生分别将激光笔的光线直射和用一块小镜子反射到天花板上,这样可以复习光的直线传播,同时很自然地引入了新课。为这节课的知识储备介绍反射及“一点、两角、三线”,这些探究光的反射规律的基础知识,慢慢地让学生不知不觉地就进入了教学主题。接着课堂演示实验,让他们通过观察实验自己去探索光的反射规律。在学生实验的基础上总结出光的反射规律。接着得出另外一条规律:光路是可逆的。学生在上述探索过程中,观察、思维、想象能力都得到了有效的锻炼。学生在完成探索的过程中,不仅能学到知识和探索的方法,体验到探索的乐趣,还能认识到探索自然科学规律必须采取认真细致的科学态度。本节课课堂气氛较为活跃,学生能够在学习物理概念后,在课堂的猜想、探究、归纳结论中应用这些物理语言。让同学们归纳光的反射规律时,学生不理解问的内容到底是什么,可见在此处设问还要提炼,让学生更清晰地明白老师的意图,并且能对学生善于引导,让学生能回答出问题。讲解新课后,可以让学生加强巩固光路图的练习,通过练习让新课从探究光的反射规律过渡到镜面反射和漫反射,这既让学生练习了光路图的作法,又让学生很直观地看出镜面反射和漫反射的各自特征!3.3 探究平面镜成像特点,◇教学目标◇【知识与技能】1.了解平面镜成像的特点。2.了解平面镜在生活中的应用。3.了解凹面镜和凸面镜及其对光线的作用。【过程与方法】1.经历平面镜成像特点的探究,学习对实验过程中信息的收集与记录。2.观察实验现象,感知虚像的含义。【情感·态度·价值观】1.在解决问题的过程中乐于交流,敢于表达,感受物理思维的巧妙并获得成就感。2.在实验和分析的过程中,形成实事求是的科学态度。◇教学重难点◇【教学重点】实验探究平面镜成像的特点。【教学难点】理解平面镜成的是虚像及虚像位置的确定。◇教学过程◇一、新课导入我们走近平面镜时,人在镜中的像就变大;我们远离平面镜时,人在镜中的像就变小。这种说法对吗?,二、教学步骤探究点1 探究平面镜成像规律[阅读课本]P56~57“探究平面镜成像规律”[思考]下面这些都是平面镜,它们的共同特征是什么?[提示]表面是平的,有光滑的反射面。[实验]平面镜成像实验。1.提出问题观察自己在平面镜中的像,当你改变与平面镜间的距离时,像怎样变化?像的大小与物体的大小有怎样的关系?像的大小与平面镜的大小有关系吗?如何验证这些猜想?2.实验目的(1)研究物体在平面镜中所成的像和物体的关系。(2)研究像到镜面的距离与物体到镜面的距离的关系。3.设计实验[思考]如何比较像与物的大小?[分析]用两根大小相同的蜡烛,让一根蜡烛与另一根蜡烛的像比较,看能否完全重合。[小组讨论]为什么用玻璃板作为平面镜?[分析]用玻璃板作为平面镜既可以成像,又可以看到后面的物体,以便确定像的位置。4.实验步骤(1)如图,在桌面上铺一张大纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表平面镜的位置。,(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,观察它在玻璃板后面成的像。(3)将另一支点燃的同样大小的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合,蜡烛B此时的位置就是蜡烛A的像的位置。在纸上记下这两个位置。同时注意观察蜡烛B的大小和蜡烛A的像的大小是否相同。(4)把光屏放在蜡烛B的位置,观察光屏上是否有蜡烛A的像出现。(5)移动点燃的蜡烛,再重复步骤(2)(3)(4)至少2次。(6)用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置连起来,并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离,用量角器测量这些连线与玻璃板所在位置的夹角大小,将数据记录在下表中。实验次数物与像到平面镜的距离物与像的大小关系物与像对应点的连线与平面镜夹角的大小光屏上是否有像出现蜡烛A到平面镜的距离/cm蜡烛A的像到平面镜的距离/cm155相等90°否21010相等90°否31515相等90°否…5.数据处理与分析(1)像与物到镜面的距离相等;像与物的大小相等;像与物关于镜面对称。(2)平面镜后面所成的像不能呈现在光屏上。[归纳提升]我们靠近平面镜时,感觉到像变大了;远离平面镜时,感觉到像变小了。事实上,我们在平面镜中像的大小没变,感觉到变大或变小,是人眼视角变大或变小造成的。,视角是从被观测物体两端到眼睛连线的夹角,如图。视角的大小和物体本身大小及物体到眼睛的距离有关。同一物体,离眼睛越近,视角越大,成在视网膜上的像越大。[思考]什么是实像?什么是虚像?[提示]物理学中,把能够呈现在光屏上的像叫做实像;把不能呈现在光屏上,只能用肉眼观察到的像叫做虚像。[小组讨论]你能利用光的反射规律,作出发光点S射向平面镜的两条光线的反射光路图吗?完成后,试着将两条反射光线反向延长,你有何发现?[提示]S'就是S在平面镜中的像。[思考]如何辨别实像和虚像?[提示]能用光屏接收到的是实像,用光屏接收不到的是虚像。[归纳提升](1)平面镜成像的原理——光的反射。(2)平面镜所成的虚像是由射入人眼中的反射光线的反向延长线相交形成的。探究点2 平面镜的应用[阅读课本]P58“平面镜的应用”[思考]你知道哪些地方用到平面镜吗?它们的作用是什么?[提示](1)在洗手间、口腔检查、潜望镜等地方均有平面镜的使用。(2)平面镜的作用是成像和改变光的传播方向。[思考]你能作出物体在平面镜中的像吗?,[分析](1)从物体上一点作垂直于平面镜的直线。(2)在直线上截取一点使其到平面镜的距离相等。探究点3 各种面镜[阅读课本]P58~59“各种面镜”[思考]什么是球面镜?什么是凹面镜?什么是凸面镜?[提示]反射面是球面的一部分的镜子叫做球面镜。利用球面内表面作反射面的镜子叫做凹面镜,利用球面外表面作反射面的镜子叫做凸面镜。[思考]球面镜在生活中有哪些应用?[归纳提升]汽车的后视镜运用了球面镜原理,汽车后视镜为凸面镜,后面的景物反射回人眼时就缩小了,因此可以在很小的镜面中能看到后面的大面积景物。手电筒里的反射镜也是运用了球面镜原理将从小灯泡发出的光反射后沿直线平行射出。三、板书设计3.3 探究平面镜成像特点1.探究平面镜成像规律像与物到平面镜的距离相等;像与物的大小相等;像与物关于镜面对称。平面镜所成的像不能呈现在光屏上。2.平面镜的应用潜望镜、万花筒等3.各种面镜,球面镜、凹面镜、凸面镜◇教学反思◇教学过程中先让学生明白什么是平面镜以及平面镜成像之后,由学生照镜子引出我们要研究物与像的关系。由学生提出自己的看法,探究这些关系。设计的问题应该要全面,包括所有知识点并且要突出重难点。在知识点的讲解过程当中应该要多用一些实例反复地让学生思考,让学生在反复的思考对比中加深认识,巩固知识。在讲解物体关于平面镜成像为什么不能用镜子而改用薄玻璃板这个地方,需要归结到薄玻璃板这个点上,不能只是简单地一笔带过。在完成像与物对应点的连线问题上需要指出物是实际的物体,所以需要用实线表示,而成的像不是实际的物体,以及对应点的连线,相当于几何上的辅助线,需要用虚线表示。学生将对应的点连起来这个环节,需要每一个学生都动手把自己做的结果连接起来,从而得出对应点的连线关于平面镜垂直,得出物与像是关于平面镜对称的。在课堂的组织上需要更多地关注学生,对于积极回答问题、提出了好问题的学生要加以鼓励和表扬。需要关注成绩稍微差一点的学生,上课的时候需要刺激他们动手动脑、积极地参与,哪怕是只学会了一个地方都需要加以表扬,以此激发学生学习的积极性。也可以让优生带动差生以此在全班形成一种良好的学习氛围。,3.4 探究光的折射规律◇教学目标◇【知识与技能】1.了解光的折射现象。2.知道光从空气斜射入水中或其他介质时的折射规律。3.知道在光的折射现象中,光路可逆。4.会用折射规律解释一些生活中的折射现象。【过程与方法】会根据折射规律画光路图。【情感·态度·价值观】1.初步领略折射现象的美妙,激发学生探索自然现象的兴趣。2.在与他人合作和交流时,敢于提出自己不同的见解。◇教学重难点◇【教学重点】光的折射规律的探究。【教学难点】光的折射规律的应用。◇教学过程◇一、新课导入思考图中所描述的现象。“浅水”为什么会危险?,二、教学步骤探究点1 光的折射[阅读课本]P60~61“光的折射”[思考]光在同种均匀介质中沿直线传播;光从空气射向水面会发生反射。那么光从空气进入水中,或者光从玻璃进入空气,其传播方向又将会怎样呢?[提示]光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折。[归纳提升]光由一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变的现象,叫做光的折射。探究点2 光的折射规律[阅读课本]P61~63“光的折射规律”[归纳提升]光的折射光路图中的有关概念:(1)法线(NN'):过入射点和镜面垂直的直线。(2)入射角(∠AON):入射光线AO与法线的夹角。(3)折射角(∠CON'):折射光线OC与法线的夹角。1.提出问题:光在折射时遵循什么规律?[小组讨论]以光从空气→玻璃砖中为例,对比光的反射规律猜想光的折射规律:(1)三线是否共面?(2)两线是否分居法线两侧?,(3)两角的大小关系?2.设计实验:将玻璃砖放到白纸上保持位置不动,标记出入射点,用激光笔照射入射点,观察折射光线、折射角。(1)观察折射光线、法线与入射光线之间的位置关系。(2)比较折射角与入射角的大小。(3)改变入射角的大小,观察折射角的变化。[归纳提升]光折射时,折射光线、入射光线、光线三者在同一平面内;折射光线和入射光线分别位于法线两侧。光从空气斜向射到水或玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。入射角增大时,折射角也增大。[思考]光折射时,光路是否可逆?[提示]让光逆着原来折射光线的方向入射,观察此时的折射光线。[实验]装配好实验器材,按以下步骤进行实验,并观察产生的现象。1.观察折射光线、法线与入射光线之间的位置关系。2.将有折射光线的半个光屏向后折转一个角度,观察光屏上还有折射光吗?3.比较折射角与入射角的大小。4.改变入射角的大小,观察折射角的变化情况。5.换用玻璃砖,将上面的实验重复一次。6.让光从水中斜射到空气中,观察入射角和折射角的变化。[思考]当光垂直入射到玻璃砖表面时,传播方向会改变吗?[实验]让光垂直射向玻璃砖,观察现象。[归纳提升]光垂直射到水或玻璃的表面时,在水或玻璃中的传播方向不变。,探究点3 生活中和自然中的折射现象[阅读课本]P63“生活中和自然中的折射现象”[思考]放在杯底刚好看不见的硬币,加上水为什么又会看得见?[提示]在未加水之前的硬币在S点,射入人眼的这部分光,被杯的边沿挡住,射向其他方向的光线,也没有射进人的眼睛,所以人眼看不见硬币。当水加到一定程度时,硬币S点从水射入空气中时,在水面发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼。如图所示,人可以看见硬币,其实人看到的只是硬币的虚像。三、板书设计3.4 探究光的折射规律1.光的折射:光从一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变的现象。折射和反射同时发生:发生光的折射时,同时发生光的反射。2.光的折射规律(1)内容:三线共面、分居两侧、两角不等。光折射时,折射光线,入的光线、法线三者在同一平面内;折射光线和入的光线分别位于法线两侧。光从空气斜向射到水或玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。入射角增大时,折射角也增大。(2)折射角和入射角的关系:光从空气斜射入水或玻璃等透明物质→折射角<入射角;光从水或玻璃等透明物质斜射入空气→折射角>入射角。结论:空气中的角总大。(3)垂直入射:三线合一,折射角、入射角都是0°。(4)在折射现象中,光路是可逆的。3.利用光的折射规律解释现象(1)从空气中看水中的物体:光线从水中进入空气中,如图所示,看起来池水变浅。,(2)从水中看空气中的物体:光线从空气进入水中,如图所示,看到的位置比实际的位置偏高。◇教学反思◇本节课在引入新课时,注重了创设情境,以生活现象为基础,给学生提供了充分的有关光的折射现象的感性认识,拉近了物理学习与生活的距离,让学生经历了“从生活走向物理”的科学体验,激发了学生的求知热情。结合光的反射定律来认识光的折射规律,既培养了学生分析问题的能力,又加深了对两个重要的光学规律的理解。3.5 奇妙的透镜◇教学目标◇【知识与技能】1.了解凸透镜和凹透镜的形状以及对光的作用。2.知道什么是主光轴、光心、焦点和焦距。【过程与方法】观察凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。【情感·态度·价值观】通过实验探究,使学生能保持对自然的好奇心,初步领略自然现象的美好与和谐。◇教学重难点◇,【教学重点】透镜对光线的作用。【教学难点】凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。◇教学过程◇一、新课导入重庆曾发生过一场森林火灾,这场大火仅6个小时就燃过500多亩。但是,你知道引起这场火灾的罪魁祸首是什么吗?竟然是一瓶没有喝完的矿泉水!同学们想知道一瓶矿泉水为什么会闯下这么大的祸吗?要解决这个困惑,学习今天的知识你就能理解了。二、教学步骤探究点1 透镜的认识[阅读课本]P65开头~P66的(a)、(b)图[思考]透镜是如何定义的?制作透镜需要什么材料?[提示]由透明物质制成的光学元件统称为透镜。玻璃、水晶、石英、树脂、塑料等都是制作透镜的材料。[小组讨论]大家知道,青年学生戴的一般是近视眼镜,老年人戴的一般是远视眼镜(即老花镜)。这两种眼镜是不能乱戴的,说明这两种眼镜不同。仔细观察这两种眼镜的镜片,看看它们的外形有什么不同?由此分析什么是凸透镜?什么是凹透镜?[提示]近视眼镜的中间比边缘薄,这是凹透镜;远视眼镜的中间比边缘厚,这是凸透镜。下面的图中前面三个是凸透镜,后面三个是凹透镜。[思考]观察如图所示图像,主光轴和光心是如何定义的?,[提示]透镜的中心叫做光心,凡是经过这一点的光都不改变传播方向。通过光心与球面球心C1、C2的直线叫做透镜的主光轴。探究点2 透镜对光的作用[阅读课本]P66“透镜对光的作用”[小组讨论]凸透镜和凹透镜只是外形不同吗?同学们现在从透镜盒中拿出一个凸透镜,正对着太阳光,再把火柴放在它的另一侧,来回移动,直到在火柴头上形成一个亮点,过一会火柴被点燃,这说明了什么?[提示]凸透镜能把太阳光会聚到一起。[全班交流]用激光演示器将平行光射向凸透镜,可以观察到经过凸透镜的光相互靠拢,这说明了什么?[归纳提升]凸透镜对光有会聚作用。[全班交流]用激光演示器将平行光射向凹透镜,观察到经过凹透镜的光相互远离,这说明了什么?[归纳提升]凹透镜对光有发散作用。探究点3 透镜的焦点和焦距[阅读课本]P66~68“透镜的焦点和焦距”,[思考]什么是凸透镜的焦点和焦距?[归纳提升]平行于主光轴的光经凸透镜折射后,会聚于主光轴上的某一点,这一点也是光斑最小、最亮的一点,叫做凸透镜的焦点,用字母F表示;从焦点到光心的距离叫做焦距,用字母f表示。凸透镜的焦距越小,透镜对光的会聚作用越强。由于这个焦点是由实际光线会聚而成的,所以我们叫它实焦点。[思考]凸透镜有几个焦点?同学们设想一下,如果让一束跟主光轴平行的光线从凸透镜的右面射向左面,它是否也能会聚于一点?让我们一起来观察实验。[提示]凸透镜有两个焦点。用激光笔和凸透镜在磁性黑板上演示,激光从凸透镜右边射向左边,会看到光线会聚于一点。[思考]从焦点发出的光线经过凸透镜后应该如何传播?[提示]根据光路可逆性,从焦点发出的光线经过凸透镜折射后成为平行光。[思考]光经过凹透镜后的发散是不是也有规律可循?[提示]把折射光线反向延长,引导学生观察折射光线的反向延长线通过焦点。凹透镜使平行于主光轴的光线发散,它没有实焦点,但通过凹透镜的光反向延长也可以交在主光轴上一点,这个点是凹透镜的虚焦点。虚焦点到光心的距离叫做焦距,也用字母f表示。向着焦点会聚的光线经过凹透镜折射后平行于主光轴。[归纳提升]凸透镜和凹透镜的三条特殊光路:(1)对凸透镜来说,平行于主光轴的光线折射后经过焦点。对凹透镜来说,是折射光线的反向延长线经过虚焦点。(2)对凸透镜来说,经过焦点的光线折射后与主光轴平行。对凹透镜来说,是指其延长线经过焦点的光线折射后与主光轴平行。(3)经过光心的光线不改变传播方向。,[思考]同样的平行光线,经过凸透镜和凹透镜后为什么一个会聚,一个发散?[提示]可类比三棱镜对光的偏折作用。[归纳提升]透镜三条特殊光线作图的规律:光线图解平行于主光轴的光线折射后经过焦点经过焦点的光线折射后跟主光轴平行经过光心的光线经过透镜的方向不变“图示法”:对于凸透镜和凹透镜光路作图、对于凸透镜成像规律,需要认准平行于主光轴的光线、经过光心的光线、经过焦点的光线这三条光线经过透镜的规律,用图示法进行揭示,直观、具体、形象。三、板书设计3.5 奇妙的透镜1.凸透镜和凹透镜(1)定义(2)主光轴和光心2.透镜对光的作用凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。,3.焦点和焦距(1)定义(2)实焦点和虚焦点◇教学反思◇本节课的教学除了课前备好教材外,还要注重课堂上建立平等、民主、和谐的师生关系,使学生敢于发表自己的思想观点,参与师生讨论;不可越俎代庖,要充分信任学生的探究能力,放手让学生大胆思考、讨论、质疑,激发学生的潜能。形成以激励为主的评价体系,要对学生的答案给予热情的鼓励和积极引导,不求全责备。,3.6 探究凸透镜成像规律◇教学目标◇【知识与技能】1.理解凸透镜的成像规律。2.知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件。3.知道放大镜的原理。【过程与方法】1.能在探究实践中根据观察到的现象初步提出问题、进行合理猜想,并设计实验进行探究。2.通过探究凸透镜成像规律的过程,体验科学探究的过程与方法。【情感·态度·价值观】1.通过探究活动,激发学生的学习兴趣,培养学生对科学的求知欲。2.乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。◇教学重难点◇【教学重点】对凸透镜成像规律的理解和认识。,【教学难点】指导学生在探究过程中,建立起实验与物理模型之间的必然联系。◇教学过程◇一、新课导入蝴蝶杯,古代饮器之一,以杯中“酒满蝶显,酒干蝶隐”的奇特视觉效果而千古流传,被世人美誉为“千金之宝”。注入酒后的蝴蝶杯为什么会显示出蝴蝶栩栩如生的画面呢?二、教学步骤探究点1 探究凸透镜成像的规律[阅读课本]P69~71全部内容1.提出问题:像的虚实、大小、正倒跟什么因素有关?2.实验目的:改变物距,比较凸透镜成像的性质。3.实验器材:实验装置如图所示,器材主要有光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等。[思考]如何保证蜡烛的像成在光屏的中央?[提示]调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度。[思考]如何找到像的位置?[提示]点燃蜡烛,移动光屏找到蜡烛烛焰清晰的像,确定像的位置。[思考]图中的物距和像距分别是多少?[分析]u=20cm-5cm=15cm;v=55cm-20cm=35cm。,4.进行实验:使蜡烛位于凸透镜前的不同位置,调节光屏分别找到像,观察像的性质,并将对应的物距、像距及像的正倒、大小、虚实分别记录在下表中。实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm正倒大小虚实150倒立、缩小、实像132401433015420倒立、等大、实像205202062020717倒立、放大、实像2281526913331010圆形光斑(不成像)不存在11101210138正立、放大、虚像像物同侧:v>u1451535.数据处理与分析:(1)u=f时不成像;u<f时成正立、放大的虚像,像物同侧;u=2f时成倒立、等大的实像,像物异侧;u>2f时成倒立、缩小的实像,像物异侧;f<u<2f时成倒立、放大的实像,像物异侧。,(2)u>f时成倒立像,u<f时成正立像,所以焦点是正立像和倒立像的分界点。u>f时成实像,u<f时成虚像,所以焦点是实像和虚像的分界点,实像都是倒立的,在异侧,虚像都是正立的,在同侧。u>2f时成缩小像,u<2f时成放大像,所以2f是成放大像与缩小像的分界点。(3)口诀:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小,实像总是异侧倒,虚像总是同侧正,物近像远像变大,焦点以内反变化。[归纳提升](1)u>f成实像时,物距减小,像距变大,像变大。(2)u<f成虚像时,物距减小,像距减小,像变小。[归纳总结]凸透镜成像的规律:物体到凸透镜的距离成像性质像到凸透镜的距离u>2f倒立、缩小、实像f<v<2fu=2f倒立、等大、实像v=2ff<u<2f倒立、放大、实像v>2fu<f正立、放大、虚像v>u说明:(1)两个分界点:①焦点是成实像和虚像的分界点;②2倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点。(2)像的倒正:正立的像一定是虚像,像与物同侧;倒立的像一定是实像。像与物分居镜的两侧,上下倒置、左右互换。(3)“缩小的像”与“像变小”的区别:缩小的像是指物体所成的像的大小与物体大小的比较,像比物体小。像变小是指物体后一次成的像比前一次成的像小,是由前后两次像的大小比较而得。同理可知,放大的像与像变大的意思也不同。,(4)凸透镜成实像时,物距u减小,像和像距v均增大。凸透镜成虚像时,物距减小,像距变小,虚像变小。总之,物体越靠近焦点,像越大,同时像距也越大。三条特殊光线,定凸透镜成像性质:三条特殊光线,即平行于主光轴的光线、经过光心的直线、通过焦点的直线,如图所示。凸透镜成像口诀:一倍焦距分虚实,二倍焦距定大小;物近像远像变大,物远像近像变小;虚像正立总放大,实像倒立有大小;虚像与物在同侧,实像透镜那边找。“口诀法”:凸透镜成像的规律是我们学习的重点内容,也是解答相关凸透镜成像问题的工具。用“口诀”梳理记忆凸透镜成像的规律,易于学生把握和记忆,同时增强学习兴趣。探究点2 凸透镜的应用——放大镜[阅读课本]P72“凸透镜的应用——放大镜”[思考]用放大镜观察物体时,放大镜成的像是缩小的还是放大的?像是正立的还是倒立的?像与物体位于透镜的同侧还是两侧?[归纳提升]通过放大镜看到的应是正立、放大的像。在一定范围内放大镜远离物体,像会变大。像与物体位于凸透镜的同侧。[班内交流]在生活中有哪些现象相当于放大镜的作用?[提示]盛有水的圆形鱼缸、树叶上的水珠等。三、板书设计3.6 探究凸透镜成像规律1.凸透镜成像规律物体到凸透镜的距离成像性质像到凸透镜的距离u>2ff<v<2f,倒立、缩小、实像u=2f倒立、等大、实像v=2ff<u<2f倒立、放大、实像v>2fu<f正立、放大、虚像v>u2.放大镜(1)结构特点(2)成像特点◇教学反思◇本节课重点在于要引导学生进行实验设计,让学生明白实验研究什么和怎样去研究,实验时应该观察什么、测量什么、记录什么。在实验数据的分析和论证时,引导学生分析表格数据进行简单的比较,分析它们的相同点与不同点,让学生进行简单的因果推理,让学生书面或口头表述自己的观点,最后教师归纳总结。,3.7 眼睛与光学仪器◇教学目标◇【知识与技能】1.了解眼睛的构造,知道眼睛是怎样看见物体的。2.了解眼镜是怎样矫正视力的。3.知道照相机、显微镜和望远镜的结构和作用。【过程与方法】,1.通过模拟眼睛成像活动,经历、体验和领悟眼睛成像的原理。2.通过对近视眼和远视眼形成原因的了解,学会如何保护眼睛和矫正视力。3.制作模型照相机,培养学生的动手能力。4.用显微镜观察微小物体,用望远镜观察较远的物体,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。【情感·态度·价值观】1.通过活动,培养学生珍惜生命,关爱健康的意识,使其能自觉注意保护视力。2.通过活动,培养学生将科学技术应用于日常生活的意识。◇教学重难点◇【教学重点】眼睛和照相机。【教学难点】掌握近视眼、远视眼的成因和矫正方法。◇教学过程◇一、新课导入乐乐是近视眼,他爷爷是老花眼。要学眼睛的有关知识了,乐乐突发奇想:如果把自己的近视眼镜与爷爷的老花眼镜换着戴,会出现什么现象呢?二、教学步骤探究点1 眼睛是怎样看见物体的[阅读课本]P73~74“眼睛是怎样看见物体的”[小组讨论]眼睛是怎样看到物体的呢?[提示]眼睛主要由睫状体、晶状体、瞳孔、视网膜组成。晶状体、角膜等组织共同作用相当于一个凸透镜,从物体发出的光线经过它会聚在视网膜上,形成物体的像。[归纳提升]晶状体、角膜的共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于一个光屏。[思考]眼睛如何看清近处的物体?像距不可调,怎么办?,[提示]我们的眼睛有强大的自动调节能力,能使远近不同的物体都成像在视网膜上。凸透镜焦距越短,凸透镜使光线偏折的程度越大,会聚本领越强;眼睛通过改变晶状体的形状,从而改变“凸透镜”的焦距,使远处和近处的物体都能在视网膜上成像。[归纳提升](1)看近处物体:晶状体变凸,焦距变小,从而使像成在视网膜上。(2)看远处物体:晶状体变薄,焦距变大,从而使像成在视网膜上。[思考]为什么边走路边看书对眼睛有害?[提示]因为边走路边看书,睫状体要不停地调节晶状体的厚度,以便看清物体,这样极易减弱睫状体对晶状体的调节能力,对眼睛有害。[小组讨论]请一个近视眼的同学(摘掉眼镜)上台。教师出示印有成语的卡片,近视眼的同学每念一个成语教师后退一步,逐步后退。该同学会逐渐看不清楚,这是为什么?[提示]眼睛近视的同学看远处物体时靠自身眼睛的调节已不能使像成在视网膜上。[归纳提升]近视眼只能看清近处的物体,看不清远处的物体。[思考]近视眼形成的原因是什么?怎么矫正?[提示]由于近视眼的晶状体太厚,折光能力太强,焦距太短,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处某点的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了。可配戴凹透镜进行矫正。[小组讨论]除了近视眼之外还有一种眼病——远视眼,有同学看见老人穿针引线或读书看报时的情景可知,这些老人要距离针或报纸很远才能看到,这是为什么?[提示]远视眼的人看近处的物体时靠自身眼睛的调节已不能使像成在视网膜上。[归纳提升]远视眼只能看清远处的物体,看不清近处的物体。[思考]远视眼形成的原因是什么?怎么矫正?[提示]远视眼是由于晶状体太薄,折光能力太弱,焦距太长,或者眼球在前后方向上太短,因此来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了,在视网膜上形成一个模糊的光斑。可配戴凸透镜矫正。探究点2 影像的保存[阅读课本]P75~76“影像的保存”[小组讨论]照相机主要由哪几个部分组成?各部分的作用是什么?[归纳提升](1)照相机的重要组成部分是镜头和胶片,但其余部分也是不可或缺的。,(2)①镜头:相当于一个凸透镜;②胶片:相当于光屏;③光圈环:控制进入镜头的光的多少;④调焦环:调节镜头到胶片间的距离,即像距;⑤快门:控制曝光时间。[思考]照相机照相时是怎么样得到相片的?[提示]来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷,那么在胶卷上会成一个像。因为胶片上涂着一层对光敏感的物质,这种物质在受到光的照射后发生化学变化,物体的像就被记录在胶片上,经过显影、定影后成为底片,再用底片冲印就可以得到相片。[思考]照相机的成像特点是什么?[提示]照相机成像时景物离镜头远,像离镜头近,成的是倒立、缩小的像。光实际到达了胶片处,所以成实像。探究点3 眼睛的好帮手[阅读课本]P76~78“眼睛的好帮手”[思考]显微镜主要由什么组成?工作原理是什么?[归纳提升]显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,焦距较大。靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜,焦距较小。显微镜就是利用这两个凸透镜来帮助人眼看清微小物体的。[思考]反光镜的作用是什么?[提示]将光线会聚,增加物体的亮度。[思考]显微镜为什么能将物体放大?[归纳提升]物体经物镜成倒立、放大的实像,相当于投影仪;又经目镜成正立、放大的虚像,相当于放大镜。,[思考]显微镜可以通过把微小物体二次放大的方法帮助我们看清楚近处微小的物体,那么对于远处(如距离我们几亿光年的星体)的物体我们需要借助哪种神奇的“眼睛”来帮助我们看清楚呢?[归纳提升]常见的望远镜是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,焦距较小。靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜,焦距较大。望远镜就是利用这两个凸透镜来帮助人眼看清远处物体的。[思考]望远镜为什么能看清远处物体?[提示]物体经物镜成倒立、缩小的实像,相当于照相机;又经目镜成正立、放大的虚像,相当于放大镜。三、板书设计3.7 眼睛与光学仪器1.眼睛(1)结构(2)工作原理2.近视眼及其矫正(1)症状(2)成因,(3)成像位置(4)矫正方法3.远视眼及其矫正(1)症状(2)成因(3)成像位置(4)矫正方法4.照相机(1)结构特点(2)成像特点(3)物距与像距的大小关系5.显微镜(1)结构:①目镜:作用相当于放大镜。②物镜:作用相当于投影仪的镜头。(2)原理:通过二次放大的方法看清物体。6.望远镜(1)结构:①目镜:作用相当于放大镜。②物镜:作用相当于照相机。(2)原理:通过增大视角的方法看清物体。◇教学反思◇本节课属于拓展性内容,眼睛和眼镜、照相机、显微镜、望远镜,都是前几节所学的透镜知识在实际中的应用。因此,本节内容对于学生巩固凸透镜成像的规律,增加学生对有关知识的感性认识,激发学生的学习兴趣,养成理论联系实际的治学态度,形成将科学知识服务于人类的意识等,都具有重要意义。,本节的教学思路是:从学生比较熟悉、成像原理又较为简单的眼睛开始,首先介绍眼睛是怎样看见物体的,以及近视眼和远视眼的成因。如何矫正近视眼和远视眼?为什么近视眼镜的镜片是凹透镜、远视眼镜的镜片是凸透镜?接下来研究学生比较关心的问题,眼睛看到的景象不能准确地保存和再现,于是人们发明了照相机。“影像的保存”介绍照相机的基本结构和成像原理。显微镜和望远镜也是利用凸透镜成像的原理制成的,是现代科学研究中常用的精密仪器,但相对来说它们的成像情况比较复杂,所以最后让学生认识显微镜和望远镜。</f正立、放大、虚像v></v<2f,倒立、缩小、实像u=2f倒立、等大、实像v=2ff<u<2f倒立、放大、实像v></f正立、放大、虚像v></v<2fu=2f倒立、等大、实像v=2ff<u<2f倒立、放大、实像v></f成虚像时,物距减小,像距减小,像变小。[归纳总结]凸透镜成像的规律:物体到凸透镜的距离成像性质像到凸透镜的距离u></f时成虚像,所以焦点是实像和虚像的分界点,实像都是倒立的,在异侧,虚像都是正立的,在同侧。u></f时成正立像,所以焦点是正立像和倒立像的分界点。u></u<2f时成倒立、放大的实像,像物异侧。,(2)u></f时成正立、放大的虚像,像物同侧;u=2f时成倒立、等大的实像,像物异侧;u>
