教材分析。
第二章光现象和第一章声现象联系十分紧密,研究对象都是生活中常见的一些现象,而第一小节主要解决三个问题:①什么叫做光源?②光是如何传播的?
③光的传播速度是多少?这三个问题跟第一章声现象中研究的三个问题很接近。①什么叫做声源?
③声音是如何传播的?③声音的传播速度是多少?所以在教学过程中可以把光和声音作一个类比,使学生对光有更深刻的理解。
一、引入。引入部分选用一个谜语,以此来激发学生的学习兴趣。
谜语:一个西瓜在它被切开以前是什么颜色的?
分析:学生们根据自己的生活体验,西瓜瓤可能是红色的,也有可能是黄色的,如果是生西瓜,还可能是白色的,所以学生可能得到上述的三个答案,即红色、黄色、白色。但是标准答案是黑色的。
学生们觉得很惊奇,一定会问:为什么是黑色的呢?原因很简单,因为西瓜没有切开以前,里面是没有光的,任何物体自身不发光也没有反射其他物体发出的光,那是黑色的。
这个道理和在漆黑的夜晚,我们看什么东西都是黑色的是一个道理。假设这个世界没有光,我们看什么东西都是黑色的,或者说我们什么都看不见。由此说明光对人来说是很重要的,没有光,这个世界就不会如此五彩斑澜,如此美丽,甚至我们根本不能生存。
二、新课部分。
(一)什么叫做光源,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,我们看起来都“能”发光,但他们是不是光源呢?先分析一下,电影荧幕的光来自放影机上的投影灯,月亮的光是反射太阳的光,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。
在理解的基础上说明,光源是可以分类的。
自然光源:太阳、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼。
人造光源:点燃的蜡烛、开着的电灯。
(二)光是如何传播的?
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。物理本来就是一门以实验为基础的科学,要培养学生乐于探索,实事求是的学习态度。
实验过程: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。
经过实验,我们可以得出:光是沿直线传播的。
但是这样说是不是完整了呢?在实验2里面,我们虽然观察到光在水中是沿直线传播的,但同时我们可以看到在空气和水面的分界面上,光线发生了偏折,不再“沿直线传播”。应该怎么修改呢?
分析:光在空气中是沿直线传播的,光在水中也是沿直线传播的,只有在两种物质的分界面上才不是沿直线传播,所以,“光在同一种均匀介质中沿直线传播”。
列举一些生活中的例子来加深学生的印象:
1.小孔成像 2.影子的形成 3.步枪的瞄准器 4.激光引导掘进方向。
(三)光的传播速度是多少?
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?因为光的速度比声速快。
列举生活中各种物体的速度,然后给出光的速度,作一个比较。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。
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。光在真空中1s能传播299792000m,也就是说。
真空中的光速为c=2.99792×108m/s。在空气中的光速是2.997000×108m/s,比真空中的光速略小,一般在真空和空气中的光速都表示为c=3×108m/s。在其他介质中光也可以传播,比如在水中,v水=3/4c,在玻璃中v玻璃=2/3c。
排列一下:v真空>v空气>v水>v玻璃。
三、科学世界。
主要解决一个问题:光年是什么单位?
学生有年的概念,所以很容易把光年理解成时间单位。通过学生自己学习探索,可以了解光年是一个天文学上面的距离(或长度)单位,它表示光在一年内传播的距离。同时要会计算天文学上面的一些简单问题,比如说。
牛郎星和织女星相距16光年,它们之间相距多少千米?
解:1光年=3×108m/s(365×24×3600)s=9.4608×1015m=9.4608×1012km
s=16光年=16×9.4608×1012km=1.51×1014km
答:牛郎星和织女星相距1.51×1014km。
板书设计】第二章光现象。
一、光的传播。
1.什么叫做光源?能自行发光的物体叫做光源。
自然光源:太阳、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼。
人造光源:点燃的蜡烛、开着的电灯。
2.光是如何传播的? 光在同一均匀介质中沿直线传播。
3.光的传播速度: c=3×108m/s v水=3/4c
v玻璃=2/3c。 v真空>v空气>v水>v玻璃。
教后记:这是本教材中第一个比较完整的**实验,对学生的物理学习是一个很重要的开端,既要引导学生学习如何开展**实验,又要让学生体验物理**的乐趣,与九年义务教育物理教材相比,课程标准降低了教学要求,由原来的“光的反射定律”改为“光的反射规律”,只要求学生知道“在反射现象中,反射角等于入射角”,而对“反射光线与入射光线、法线在同一平面”及“反射光线与入射光线分居在法线两侧”都不作要求,但是在**的过程中必然会有学生发现这些规律,同样可以归纳到“收获”之中,既培养了学生的分析归纳能力,也让他们感受到观察在物理实验中的重要性,为今后的学习打下良好的基础。
教学反思:第二节光的反射。
教学器材】演示实验器材:激光演示仪,蚊香,带盖的玻璃盒。
学生实验器材:平面镜,纸板盒,蒙黑纸的手电筒,直尺,量角器,笔。
【教学目标】:
1.知识和技能。
(1)了解光在一些物体表面可以发生反射。
(2)认识光的反射规律,了解法线、入射角、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。
2.过程和方法。
(1)通过实验,观察光的反射现象。
(2)体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的。
(3)经历**“光反射时的规律”,用实验的方法获得反射光线、入射光线与法线的位置,测出反射角与入射角,总结**的结论,获得比较全面的**活动的体验。
(4)通过观察,理解镜面反射和漫反射的主要差异。
3.情感、态度与价值观。
(1)在**“光反射时的规律”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。
(3)鼓励学生积极参与**活动。
教学过程。一、引入课题。
太阳、电灯、蜡烛等物体发出的光会射到我们的眼睛里,我们就能看见这些物体了,许多不会发光的物体为什么也能被我们看见呢?
由于自然常识课的学习和学生自身的经验,学生很快答出:因为光的反射。
(板书)二、光的反射。
(副板)光→人眼(光的接收器)
直接发光的物体→光源。
间接发光的物体→本身不发光的物体。
备注:光在任何物体的表面都会发生反射。按照课本的排列是先实验后讲概念,根据学生的思维能力,这是不妥的。
二、新课教学。
1.光的反射现象。光射到物体表面时传播方向发生改变的现象。
2.几个基本概念(一点二角三线)。a.入射光线aob.入射点o:入射光线与反射面的交点。
c.反射光线ob。d.法线:过o点作反射面的垂线on。
e.入射角∠i:入射光线与法线的夹角。f.反射角∠r:
入射光线与法线的夹角。提问:引入入射角∠i及反射角∠r的意义是什么呢?
学生讨论:甲认为,数学题常用“东偏南20°”来表示方向,所以入射角∠i及反射角∠r是表示光线传播方向的;乙认为,甲的观点是正确的,因为地理上也是用角度来表示方向的。
3.**光反射时的规律。
提出问题:光在反射时遵循什么规律?也就是说,反射光线沿什么方向射出?(即反射角与入射角之间有什么关系呢?)
设计实验和进行实验:
(1)如图所示,把一个平面镜放在桌上,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)一束光贴着纸板沿某一角度射到o点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光线和反射光线的径迹。
(3)改变光束的入射方向,重做一次。
(4)取下纸板,用量角器测量on两侧的角i和r。
4.讨论。(1)怎样使纸板能稳定地竖直在平面镜上?
学生在讨论中提出多种方案,如在纸板后做一个支架,用纸盒的一个侧面,用泡沫包装盒,等等。
(2)怎样得到“一束光”?
有人首先提出用太阳光,但马上有人反对,认为太阳光不是“一束光”,又有学生想到前一节刚做的小孔照相机,其外筒可以利用,透过外筒上的小孔,能得到“一束光”。可是,如果阴天怎么办?用手电筒。
集中大家的讨论结果,认为用一张开有小孔的黑纸蒙着手电筒,就能得到“一束光”了。还有学生提出用激光笔,当然效果更好。
(3)怎样画出光的径迹?
问题提出后,立即有学生想到,把光对着o点入射,分别沿着入射光和反射光线点点,用直尺连接oa与ob即是入射光线和反射光线了。
(4)根据讨论写实验报告。
[实验目的]光反射时的规律。
[实验器材]平面镜,纸板盒,蒙黑纸的手电筒,直尺,量角器,笔。
[实验步骤]①在纸板上作一条与底边垂直的虚线on,放在平面镜上。
②将一束光射向o点,记录入射光和反射光的径迹。
③用量角器测量on两侧的角i和r。
备注:学生没有关于物理实验的经验,如果只看课本中的内容,是很难完成实验的,所以必须引导学生对实验器材、实验步骤进行讨论,以培养学生设计实验、进行实验的能力。
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