第四章 多彩的光本章涉及的是光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí).內(nèi)容包括：光的直線傳播、光的反射規(guī)律、平面鏡成像及其規(guī)律、光的折射規(guī)律、光的色散、凸透鏡成像及其規(guī)律、神奇的眼睛及透鏡的應(yīng)用等.本章共有6節(jié)1.第一節(jié)“光的反射”.介紹了光源的概念及其分類，光在真空中的傳播速度；知道光沿直線傳播的條件，掌握光沿直線傳播的現(xiàn)象及應(yīng)用；知道光線表示光的傳播徑跡，知道光在不同介質(zhì)中傳播速度不同；通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究出光反射時(shí)的規(guī)律；認(rèn)識(shí)到物體表面能反射光，區(qū)別鏡面反射與漫反射；會(huì)利用光的反射解釋生活中的現(xiàn)象，明白反射現(xiàn)象中光路的可逆性.2.第二節(jié)“平面鏡成像”.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究出平面鏡成像的特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)到平面鏡所成的像是虛像，理解平面鏡成像原理，會(huì)畫(huà)平面鏡成像的光路圖，掌握生活中的平面鏡成像特點(diǎn)，簡(jiǎn)單了解凸面鏡和凹面鏡及其應(yīng)用.3.第三節(jié)“光的折射”.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究出光折射時(shí)的規(guī)律，理解光發(fā)生折射的條件，認(rèn)識(shí)生活中的折射現(xiàn)象，利用光的折射規(guī)律解決簡(jiǎn)單的物理問(wèn)題.4.第四節(jié)“光的色散”.認(rèn)識(shí)光的色散現(xiàn)象，知道色光的三原色，會(huì)利用光的色散解釋生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象；認(rèn)識(shí)太陽(yáng)的光譜，了解物體的顏色.5.第五節(jié)“科學(xué)探究：凸透鏡成像”.講述了凸透鏡和凹透鏡，透鏡對(duì)光的作用，透鏡的焦點(diǎn)、焦距；探究了凸透鏡成倒立縮小實(shí)像、倒立放大實(shí)像、正立放大虛像的規(guī)律.6.第六節(jié)“神奇的眼睛”.介紹了眼睛的結(jié)構(gòu)，近視眼、遠(yuǎn)視眼的成因及其矯正；認(rèn)識(shí)了生活中的透鏡：放大鏡的成像特點(diǎn)，以及照相機(jī)、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)和成像特點(diǎn).本章教材的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，突出學(xué)生的探究性學(xué)習(xí).強(qiáng)調(diào)初中物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)性（如基本概念、基本規(guī)律和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)），對(duì)學(xué)生提升科學(xué)素質(zhì)大有幫助，也是初中物理教學(xué)要注意的重點(diǎn).本章特別強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的地位，讓學(xué)生在觀察和實(shí)驗(yàn)中體會(huì)、感悟?qū)嶒?yàn)方法對(duì)物理學(xué)習(xí)的重要性.光學(xué)知識(shí)滲透在社會(huì)生活各個(gè)方面，要求學(xué)生要密切聯(lián)系社會(huì)生活的實(shí)際來(lái)學(xué)習(xí)光現(xiàn)象的知識(shí).【教學(xué)目標(biāo)】1.在知識(shí)與技能方面：了解光源、光在真空和空氣中的傳播速度c3.0108m/s、什么是鏡面反射、什么是漫反射、色散現(xiàn)象、色光的三原色及物體的顏色.大致了解顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的基本結(jié)構(gòu)和工作原理.認(rèn)識(shí)光反射的規(guī)律和折射規(guī)律，理解光沿直線傳播及其應(yīng)用，掌握平面鏡成像的特點(diǎn).知道透鏡的分類，透鏡的焦點(diǎn)、焦距，理解凸透鏡的成像規(guī)律和應(yīng)用.認(rèn)識(shí)眼睛的結(jié)構(gòu)，知道眼睛的成像原理，理解遠(yuǎn)視眼、近視眼的成因及其矯正.2.在過(guò)程與方法方面：實(shí)驗(yàn)是研究物理問(wèn)題的重要方法.體驗(yàn)和感悟我們是如何看見(jiàn)不發(fā)光的物體.經(jīng)歷探究“光反射、折射時(shí)的規(guī)律、平面鏡成像特點(diǎn)、凸透鏡成像規(guī)律”，獲得比較全面的探究活動(dòng)體驗(yàn)，學(xué)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中信息的記錄.通過(guò)觀察，理解鏡面反射和漫反射的主要差異.3.在情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面：通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)以及探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.通過(guò)探究性物理學(xué)習(xí)活動(dòng)，使學(xué)生獲得成功的愉悅，樂(lè)于參與物理學(xué)習(xí)活動(dòng).在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，密切聯(lián)系實(shí)際，提高科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活和社會(huì)的意識(shí).客觀地看到社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)，人類的生存環(huán)境也遭到了破壞，從而提高保護(hù)人類生存環(huán)境的意識(shí).【教學(xué)重點(diǎn)】光的直線傳播，光的反射、折射規(guī)律，平面鏡成像的特點(diǎn)，透鏡及其對(duì)光的作用，凸透鏡成像的規(guī)律，凸透鏡的應(yīng)用.【教學(xué)難點(diǎn)】理解光路的可逆性，平面鏡成像實(shí)驗(yàn)的探究，折射引起的錯(cuò)覺(jué)，凸透鏡成像規(guī)律的探究，近視眼、遠(yuǎn)視眼的成因及其矯正.【課時(shí)建議】本章共有6節(jié)，建議11課時(shí).第一節(jié) 光的反射2課時(shí)第二節(jié) 平面鏡成像1課時(shí)第三節(jié) 光的折射1課時(shí)第四節(jié) 光的色散1課時(shí)第五節(jié) 科學(xué)探究：凸透鏡成像2課時(shí)第六節(jié) 神奇的眼睛2課時(shí)專題三 光學(xué)作圖技巧1課時(shí)本章復(fù)習(xí)和總結(jié)1課時(shí)第一節(jié) 光的反射第1課時(shí) 光的傳播【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1.了解光源.2.理解光沿直線傳播的知識(shí)及其應(yīng)用.3.了解光在真空和空氣中的傳播速度為3.0108ms.二、過(guò)程與方法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(wèn)題的重要方法.三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀1.通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)以及探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.2.通過(guò)親身的體驗(yàn)和感悟，使學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)，為后續(xù)學(xué)習(xí)打基礎(chǔ).3.通過(guò)探究性物理學(xué)習(xí)活動(dòng)，使學(xué)生獲得成功的愉悅，樂(lè)于參與物理學(xué)習(xí)活動(dòng).【教學(xué)重點(diǎn)】光的直線傳播、光的傳播速度.【教學(xué)難點(diǎn)】用光的直線傳播來(lái)解釋簡(jiǎn)單的光現(xiàn)象.【教具準(zhǔn)備】演示用：激光演示器、盛有水的水槽、牛奶（或紅墨水）、蚊香、火柴、玻璃杯、白熾燈、皮球、三球儀、空的易拉罐、半透明的塑料膜、蠟燭、多媒體課件等.【教學(xué)課時(shí)】1課時(shí)【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固.【新課引入】課前利用課間休息，滾動(dòng)播放一組與光現(xiàn)象緊密聯(lián)系的優(yōu)美圖片和視頻：影、倒影、水面下的物體、霞光萬(wàn)道、晨曦中穿透樹(shù)林的道道陽(yáng)光、白光通過(guò)三棱鏡的色散、彩色的肥皂泡、北極光、日暈最后將畫(huà)面停在“節(jié)日夜空中的多彩的激光”，直指本課的主題.讓學(xué)生欣賞絢麗多彩的光現(xiàn)象的同時(shí)認(rèn)識(shí)到大自然中有許多光沿直線傳播的例子，在輕松愉悅的環(huán)境中進(jìn)入這節(jié)課的學(xué)習(xí).師 在生活中有很多奇妙的現(xiàn)象：如打雷時(shí)，雷聲和閃電在同時(shí)同地發(fā)生，但為什么我們總是先看到閃電后再聽(tīng)到雷聲呢？人的影子為什么早晚長(zhǎng)中午短呢？在開(kāi)鑿大山隧道時(shí)，工程師們用什么辦法才能使掘進(jìn)機(jī)沿直線前進(jìn)呢？大家想知道上述問(wèn)題的答案嗎？學(xué)生：（異口同聲地回答）想.教師緊接著進(jìn)入新課教學(xué).【進(jìn)行新課】知識(shí)點(diǎn)1 光源師 生活、生產(chǎn)中哪些物體可以發(fā)光？學(xué)生1：太陽(yáng)、電燈、蠟燭.學(xué)生2：手電筒、火把、油燈.學(xué)生3：霓虹燈、鈉燈、汞燈、氖燈、螢火蟲(chóng).師 我們把那些正在發(fā)光的物體稱做光源.板書(shū)：正在發(fā)光的物體稱做光源.教師介紹人造光源的發(fā)展和應(yīng)用，使學(xué)生意識(shí)到人造光源的前景十分廣闊.例題1 （多媒體展示）下列物體屬于光源的是（ ）A.反射陽(yáng)光的平面鏡B.月亮C.放電影時(shí)所看到的銀幕D.收看電視時(shí)看到的電視機(jī)屏幕解析：能夠發(fā)光的物體叫光源.平面鏡、月亮只是反射太陽(yáng)光，不是自己發(fā)光；放電影時(shí)看到的也是銀幕的反射光，不是銀幕自己發(fā)光，所以它們都不是光源.只有電視機(jī)的屏幕，是電子槍發(fā)射的電子打到熒光屏上，使屏上的熒光物質(zhì)發(fā)光，所以電視機(jī)屏幕是光源.答案：D.【課堂訓(xùn)練】完成練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)對(duì)應(yīng)課堂作業(yè)部分練習(xí).知識(shí)點(diǎn)2 光的直線傳播（1）光沿直線傳播的條件師 光在介質(zhì)中是如何傳播的？學(xué)生：我猜測(cè)，光在介質(zhì)中是沿直線傳播的.師 這位同學(xué)的猜測(cè)是否正確呢？下面我們用實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)一下.演示1：在暗室里，將一束光射到有煙霧的空玻璃杯中，觀察光在空氣中的傳播路徑.演示2：在暗室里，將一束光射到有少許牛奶的水中，觀察光在水中的傳播路徑.師 剛才在演示實(shí)驗(yàn)中，大家看到什么現(xiàn)象？學(xué)生1：光在空氣中沿直線傳播.學(xué)生2：光在水中沿直線傳播.注意：光在水中（玻璃中）沿直線傳播，學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)較少，一定要演示給學(xué)生看看.演示實(shí)驗(yàn)可用激光器演示，也可用長(zhǎng)手電筒演示（玻璃上用帶有12毫米寬縫隙的厚牛皮紙或硬紙片擋?。?演示時(shí)，為了能看到光路，可以把幾支蚊香同時(shí)點(diǎn)燃，在空氣中形成煙霧，可在水中滴少許牛奶或紅墨水.板書(shū)：光沿直線傳播的條件：在同種、均勻、透明的介質(zhì)中.教師總結(jié)：光在同一介質(zhì)中沿直線傳播是有條件的，如果介質(zhì)不均勻，光的傳播方向也會(huì)發(fā)生偏折.例如地球周圍的大氣就是不均勻的，離地面越高，空氣越稀薄，從大氣層外射到地面的光線就會(huì)發(fā)生彎曲.早晨，當(dāng)太陽(yáng)還在地平線以下時(shí)，我們就看見(jiàn)了它，就是因?yàn)椴痪鶆虻拇髿馐构饩€變彎了.因此應(yīng)該說(shuō)，光在同一種均勻介質(zhì)中才是沿直線傳播的.為了使學(xué)生親身感受光的直線傳播，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，可讓學(xué)生自己做一個(gè)實(shí)驗(yàn).學(xué)生實(shí)驗(yàn)：講桌上放置點(diǎn)亮的白熾臺(tái)燈，每個(gè)學(xué)生兩只手各拿一塊帶有小孔的硬紙板，讓眼睛穿過(guò)小孔觀察光源.啟發(fā)學(xué)生分析：只有當(dāng)眼睛、兩個(gè)小孔和光源恰好在一條直線上的時(shí)候，眼睛才能看見(jiàn)從光源發(fā)出的光.利用上面的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播.由于光是沿直線傳播的，在這里可以向?qū)W生解釋“光線”這個(gè)物理學(xué)名詞.人們?yōu)榱诵蜗蟮乇硎竟獾闹本€傳播，物理學(xué)中引入光線的概念.板書(shū)：光線是表示光的傳播方向的直線，箭頭表示光傳播的方向.（2）光沿直線傳播的現(xiàn)象及應(yīng)用教師引導(dǎo)同時(shí)啟發(fā)學(xué)生舉出光沿直線傳播的例子.學(xué)生1：激光準(zhǔn)直.學(xué)生2：排直隊(duì)要向前看齊.學(xué)生2：打靶瞄準(zhǔn).師 光沿直線傳播的事例很多，可見(jiàn)學(xué)習(xí)物理知識(shí)是有用的，大家一定要學(xué)好這門(mén)課程.下面我們用光的直線傳播解釋一些簡(jiǎn)單的光現(xiàn)象.演示3：用白熾燈對(duì)著墻，把皮球放在燈和墻之間.現(xiàn)象：墻上出現(xiàn)球的影子.教師啟發(fā)學(xué)生用光的直線傳播的知識(shí)解釋影子的形成.（學(xué)生積極發(fā)言）師生共同活動(dòng)得：影的形成：光在傳播過(guò)程中，遇到不透明的物體，由于光是沿直線傳播的，所以在不透光的物體后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影.（如圖甲所示）演示4：用三球儀演示日食、月食的形成.教師啟發(fā)學(xué)生用光的直線傳播解釋日食、月食的成因.師生共同活動(dòng)得：a.日食的成因：當(dāng)月球運(yùn)行到太陽(yáng)和地球中間時(shí)，并且三球在一條直線上，太陽(yáng)光沿直線傳播過(guò)程中，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.在地球上的不同地區(qū)，會(huì)出現(xiàn)不同情況的日食.（如圖乙所示）b.月食的成因：當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)行到太陽(yáng)和月球中間時(shí)，太陽(yáng)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.月食情況與日食類似.（如圖丙所示）說(shuō)明：演示時(shí)，若無(wú)三球儀可用掛圖或投影片，還可播放動(dòng)畫(huà)教學(xué)片.演示5：在一個(gè)空罐的底部中央打一個(gè)孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，將小孔對(duì)著燭焰.現(xiàn)象：可以看到燭焰在薄膜上呈現(xiàn)的像.教師啟發(fā)學(xué)生用光的直線傳播解釋小孔成像的形成原因.師生共同活動(dòng)得：小孔成像的形成原因：燭焰上部的光線，由于光的直線傳播，通過(guò)小孔后，射到了下部；下部的光線，由于光的直線傳播，通過(guò)小孔后，射到了上部，就形成了小孔成像.（如圖丁所示）教師總結(jié)：（1）小孔成像的原理是光的直線傳播；條件是孔徑必須很小.小孔所成的像的形狀與物體的外部輪廓相似，像的大小取決于物、孔與屏三者之間的距離.（2）正確區(qū)別影和像的不同：小孔成像和影子的形成都是由光的直線傳播造成的，但二者卻存在明顯的不同：小孔所成的像是光實(shí)際照射到的區(qū)域，“像”的形狀和物體一樣；“影”是光實(shí)際照射不到的區(qū)域，“影”的形狀不一定和物體一樣.板書(shū)：應(yīng)用：激光準(zhǔn)直、排隊(duì)要向前看齊、打靶瞄準(zhǔn).現(xiàn)象：影子、日食和月食、小孔成像.例題2 小明同學(xué)在課外用易拉罐做成如圖所示的裝置做小孔成像實(shí)驗(yàn)，如果易拉罐底部有一個(gè)很小的三角形小孔，則他在半透明紙上看到的像是（ ）A.蠟燭的正立像 B.蠟燭的倒立像C.三角形光斑 D.圓形光斑解析：如下圖，是光線穿過(guò)小孔射到光屏上所成的像.小孔成像是由于光沿直線形成的，小孔成像所成的像是一個(gè)倒立的實(shí)像.樹(shù)蔭下的光斑，就是小孔成像.小孔成像的特點(diǎn)：（1）小孔成像中的像是由實(shí)際光線會(huì)聚形成的，是實(shí)像.（2）小孔成像時(shí)所成的像一定是倒立的.（3）小孔成像時(shí)所成的像的形狀跟物體的形狀一樣，與小孔的形狀無(wú)關(guān).（4）小孔成像所成的像有縮小的、放大的和等大的.答案：B.【課堂訓(xùn)練】完成練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)對(duì)應(yīng)課堂作業(yè)部分練習(xí).知識(shí)點(diǎn)3 光的傳播速度師 雷聲和閃電在同時(shí)同地發(fā)生，但我們總是先看到閃電后聽(tīng)到雷聲，這說(shuō)明什么問(wèn)題？學(xué)生：這表明光的傳播速度比聲音的傳播速度快.師 大家回憶一下，聲音在空氣中（15）的傳播速度是多大？學(xué)生：340ms.師 大家已知道聲音在各種介質(zhì)中的傳播速度，那么光的傳播速度是多大呢？教師用多媒體播放課件“光的傳播速度”，并講解.光的傳播速度（多媒體課件）光在真空中的傳播速度約為3.0108ms，這是目前為止，我們知道的宇宙中最快的速度.光在空氣中的速度比真空中略小，我們近似認(rèn)為其等于真空中光速，為3.0108ms；光在水中的速度約為真空中光速的；光在玻璃中的速度約為真空中光速的.注意：（1）天文學(xué)上把光在一年里傳播的距離叫光年.光年是距離單位，而不是時(shí)間單位.1光年3652460603.0105kms9.4611012km.（2）光的傳播不需要介質(zhì)，能在真空中傳播，而聲音的傳播需要介質(zhì)，且不能在真空中傳播.（3）光速比聲速大得多，一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)的介質(zhì)的密度越小，光速越大，而聲速越小.板書(shū)：光在真空中的傳播速度是3.0108ms.光在其他各種介質(zhì)中的速度都比在真空中的小.光在空氣中的速度可近似認(rèn)為是3.0108ms.例題3 比較光現(xiàn)象和聲現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A.光和聲音在介質(zhì)中的速度都比在真空中的速度大B.光和聲音在一切介質(zhì)中都能傳播C.光能在真空中傳播，聲音不能在真空傳播D.光和聲在固體中的傳播速度最大解析：聲音不能在真空中傳播，光能夠在真空中傳播，一般情況下，聲音在固體中傳播速度最大，光在真空中傳播速度最大.答案：C.【課堂訓(xùn)練】完成練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)對(duì)應(yīng)課堂作業(yè)部分練習(xí).【課堂小結(jié)】通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，知道了光沿直線傳播的應(yīng)用：影子的形成、小孔成像、日食、月食的形成等.我們進(jìn)一步探究了光的傳播速度，知道光在真空中的傳播速度最快，是3.0108ms，我們可以利用光速來(lái)求星球之間的距離.好，這節(jié)課就學(xué)到這，謝謝！【課后作業(yè)】完成練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)對(duì)應(yīng)課后作業(yè)部分練習(xí).1.本節(jié)課是學(xué)生的第一節(jié)光學(xué)課，八年級(jí)的學(xué)生已經(jīng)積累了許多光沿直線傳播的生活經(jīng)驗(yàn)，比如從手電筒射出的光、汽車車燈的光等等，但并不知道光沿直線傳播是有條件的，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究來(lái)認(rèn)識(shí)光的傳播特點(diǎn).這節(jié)課設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)該是通過(guò)身邊光學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，以及看得見(jiàn)的光現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)光學(xué)的熱情.2.教學(xué)中可以應(yīng)用身邊的器材，給學(xué)生適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，讓他們自己動(dòng)手動(dòng)腦，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并在其中去想，去說(shuō)，去做，去表達(dá)，去感悟，去探索物理實(shí)驗(yàn)反映的物理本質(zhì)，從而“發(fā)現(xiàn)”光在同種均勻介質(zhì)中的傳播特點(diǎn).通過(guò)探究光的直線傳播規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生初步體會(huì)“提出問(wèn)題實(shí)驗(yàn)探究得出結(jié)論解釋現(xiàn)象應(yīng)用結(jié)論”的科學(xué)探究方法.這種探究方法，將對(duì)今后的實(shí)驗(yàn)探究起著不可估量的作用.