2019-2020年高三物理 第十九章 光的传播 一、光的直线传播(第一课时).doc

2019-2020年高三物理 第十九章 光的传播 一、光的直线传播(第一课时)本节教材分析光在同一种均匀介质中沿直线传播是几何光学的基础，用光线来表示光的传播方向是一种理想处理方法，物理学中的理想化模型还有很多，可引导学生体会理想化模型的简练及完美.人眼在观察物体时，是根据射入眼睛那部分光线的方向和光沿直线传播的经验，来判断物体位置的，知道这一点，对于解释像的位置和观察范围之类的问题都是必须的，因此可在课堂上让学生亲自尝试用一只眼睛和用两只眼睛确定物体的位置准确度是不相同的，并让他们讨论是为什么.影及日、月食现象也是光的直线传播形成的，可让学生适当了解.教学目标一、知识目标1.知道什么是光源，什么是点光源，知道光束射入人眼，才能引起人的视觉.2.知道在同一均匀介质中光是沿直线传播的，并能用来解释一些光现象.3.知道光线的概念并会画出光线.4.知道人眼根据什么判断物体的位置.5.知道光在真空中的传播速度.二、能力目标1.能根据光的直线传播性质解释日、月食现象.2.能根据光的直线传播性质确定物体的位置测量远处的一棵树到自己的距离，测量旗杆的高度等.三、德育目标1.通过对“光线”概念的学习，体会科学研究中去粗存精、变复杂为简练的思想方法.2.通过动手测量旗杆的高度体会科学理论对实际工作的指导作用，并培养实验能力，动手能力及合作精神.教学重点1.光在同一均匀介质中沿直线传播.2.人眼判断物体位置的原理.3.光速.教学难点人眼是怎样判断物体位置的.教学方法“光源”的教学采用议论法；光在同一介质中沿直线传播及光的直线传播性质涉及到的影、日食和月食现象分别用实验法和CAI课件进行生动、直观的展示.人眼判断物体的位置部分用讨论法.光速的教学采用讲授法.教学用具激光发生器，小手电筒一支，CAI课件（影、本影、半影、“无影”灯、日食、月食现象形成）.课时安排1 课时教学过程一、引入新课金色的朝霞，蔚蓝的天空，郁郁葱葱的青山，姹紫嫣红的花朵是谁把大自然点缀得如此美丽多彩？它的化妆师就是光.据统计，人类由感觉器官接收到的信息中，有90%以上是通过眼睛得来的.人类很早就开始了对光的观察研究，逐渐积累了丰富的知识.远在2400多年前，我国的墨翟及其弟子们所著的墨经一书中，就记载了光的直线传播、影的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等现象，可以说是世界上最早的光学著作.现在，光学已成为物理学的一个重要分支，它既是物理学中一门古老的基础科学，又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前景.著名的诗人顾城有句名诗：黑夜给了我黑色的眼睛，我却用它来寻找光明.同学们，就让我们睁大眼睛，探寻光之秘密吧.二、新课教学（一）光源教师光源者，顾名思义，光之“源头”，请问，同学甲是不是光源？学生哄笑，答：不是.教师那么你们说什么是光源？生1电灯.生2太阳.生3点燃的蜡烛.教师月亮是不是光源？生齐不是.教师为什么？生齐它是反射的太阳光.教师我们来归纳一下.光源是指能自行发光的物体.反射别处光的不能算. 对不对？生齐对.教师光有没有能量？生有.教师请举例.生1太阳能热水器.光能把水加热.生2植物吸收光生长.生3光电池.教师对.光源发光要消耗其他能.比如电灯发光消耗电能.蜡烛发光消耗化学能等.光源把其他形式的能转化为光能.光能又可以再转化为其他形式的能.自然界的总能量是生守恒的.板书归纳两点：光源点光源（二）光的直线传播光线1.光的直线传播（1）实验：拉上窗帘，关上所有的灯.在暗室里打开激光发生器.学生看到一细束激光在屏上沿直线行进的路径.（2）打开小手电筒，学生也可以看到光束沿直线行进.（3）在激光束行进的路途中放上一块玻璃砖,可看到传播方向发生变化.总结光在同一均匀介质中，是沿直线传播的.2.光线教师如果沿着光的传播方向作一条线，并标上箭头.表示光的传播方向，这样的线就叫做光线.要注意，光线这个概念是一种科学的抽象，用来表示光的传播方向.光线并非实际存在.在刚才的实验中我们也已经看到了，即便是很窄的一束激光，也是有一定粗细的.不存在像几何线那样的光线. 我们所说的光线只是一种简练的符号语言，以便于我们用几何学的方法研究光的传播.归纳光线表示光的传播方向几何抽象、非实际存在（三）人眼是怎样判断物体位置的教师人眼在什么情况下能看到物体？生1白天，有光源.生2眼睛没有问题.哄笑教师两位同学说的都对.光射入人的眼睛里，可以使人眼产生视觉反应.我们能看到光源，是因为它发出的光射入了眼睛.我们能够看到花草、树木及彼此，是因为它们向四面八方反射的太阳光射入了我们的眼睛.教师请同学们一起来做一个小实验.请预备按我说的来做.（学生活动）教师每人拿两支笔.（学生照做）教师闭上眼睛.（学生笑做）教师睁开一只眼.（生大笑做）教师从左、右方向移动.不要前后移动，将两只笔笔尖相碰.学生有兴趣地做很多学生没有成功，再做教师两只眼睛都睁开，再做做看.学生做，很容易完成教师知道上帝为什么给我们两只眼睛了吧.学生大笑教师设想如果我们都是独眼龙.生笑那交通事故就会增多了.生开心地笑，兴趣盎然教师现在让我们来解释一下刚才的实验.我们可以把笔尖看成是点光源.眼睛的瞳孔是很小的，我们可以粗略地认为只有一条光线进入一个瞳孔（如图191），人眼按照直线传播的经验，只能判断出发光点在这条直线上，但无法确定它的远近.当两只眼睛都睁开时，情况就如图192那样，我们就能准确确定物点的位置了.图191 图192生甲好像一只眼睛也能差不多的判断.只是比两只眼睛的准确性稍差一些而已.教师你说的有道理，这是由于两个原因造成的.第一是你的经验.第二是进入一个瞳孔的光用一条光线来代表也是一种粗略的处理.但我们可以这样说，由于瞳孔很小，只根据一只眼睛进入的光束来判断往往是无法准确的.因为光束是有粗细的，可以认为一个物点发出的光只有一束可以进入一个瞳孔.生称是.教师现在让我们来归纳一下人眼判断物体位置的依据.（1）人眼的经验是光沿直线传播.（2）两条光线反向延长线的交点即为物点的位置.（四）光的直线传播现象举例CAI课件展示1.影a.点光源形成的影b.面光源本影、半影c.面光源线度远大于物体线度本影区小d.多个面光源无本影区2.日食现象（日食和月食现象播放录像）3.月食现象4.小孔成像（CAI课件）（五）光速教师如果我们晚上在室内打开灯.我们会感觉房间内的各处同时沐浴在光辉中，而不是由近及远地渐亮.所以在历史上很长一段时间里，人们一直认为光的传播是不需要时间的.直到17世纪才发现光是以有限速度传播的；只不过由于光传播得很快，在日常接触到的距离内，凭感觉无法觉察而已.现在已知的光速值为：光在真空中的传播速度c=3108 m/s.这么快的速度是怎样测定的呢？同学们一定有兴趣知道，就请看看课本的阅读材料吧.学生看阅读材料：光速的测定.用时5分钟教师当然，现在已知的光速是用更先进的方法测定的.同学们如果有兴趣，可以到网上查查看.（六）课堂讨论1.现在需要知道学校里升国旗的旗杆的高度，你能否利用光的直线传播想出一种测量的办法来？（太阳光可看作平行光）教师提示认为太阳光是平行.学生思考讨论有学生画出如图193所示的光路图.图193教师再启发按照你们现在的设想. 如果能知道哪些量就可以了？BC是什么？学生ACB.BC是影长，可以用直尺测出来.教师有什么方法可以知道ACB？再想想，太阳光是平行光这个条件有什么用？学生热烈讨论学生甲再拿一个长度已知的杆，用来测角度.图194教师在黑板上画出图194教师课后请你们去实地测量然后把报告交上来.2.举出几个利用光的直线传播解决实际问题的例子.学生讨论讨论结果（1）队伍是否排整齐，是根据光沿直线传播观察的.（2）瞄准射击（3）木工检查木板是否平直（4）眼睛确定物体的位置（七）课堂巩固训练1._叫光源.光源是把_能转化为_能._叫点光源，点光源是理想化模型.实际光源可看成由无数个点光源组成.2.关于日食和月食的下列说法中正确的是A.在月球的本影区里可看到日全食B.在月球的半影区里可看到日偏食C.在月球进入地球的半影区时，可看到月偏食D.在月球完全进入地球的本影区时，可看到月全食3.盛夏时， 我们在树阴下常看到一个个圆形的光斑，这现象表明A.树叶之间形成的小孔是圆的B.树叶的形状是圆的C.太阳的形状是圆的D.光不是沿直线传播的4.光年是天文学上用的长度单位，1光年为光在1年里走过的距离.天狼星距地球约8.7光年，合多少千米？5.点光源S和不透明小球A同处于一个水平面上，并位于竖直墙MN的一侧，如图195所示.让小球A做自由落体运动，那么下落的A球在墙上的影子的运动是图195A.匀速直线运动B.自由落体运动C.加速度增大的直线运动D.加速度ag的匀加速直线运动参考答案：1.略2.ABD3.C4.2.71013 km5.简答：依题意画出图196.B是A球下落前的影子.A是A球下落时间t的位置，此时影子为B.图196AA=gt2BB/AA=BB=gt2即影子运动的加速度a=g做匀加速运动.因为SBSA，所以ag.选D.三、小结本节课我们学习的知识主要有：1.光源.点光源.2.光在同一均匀介质中沿直线传播.3.光的直线传播性质的应用如测旗杆的高度等.4.光直线传播所形成的一些现象日食、月食、小孔成像.5.眼睛是怎样确定物体位置的两条光线的交点及光沿直线传播.6.光线概念7.光速c=3108 m/s（真空中）四、布置作业1.测本校旗杆的高度给出简要的实验步骤,测量数据等.2.宇航员看到的太空是一片漆黑的，为什么？（可到图书馆或网上查找，将资料打印或手写均可）光源能自行发光的物体点光源没有大小的发光点光在同一均匀介质中沿直线传播光线表示光的传播方向的带箭头的直线光直线传播的典型现象光直线传播的应用人眼怎样判断物体的位置光速c=3108 m/s（真空中 ）光沿直线传播两条光线反向延长线的交点为物点五、板书设计光的直线传播六、本节优化训练设计1.对光线的概念，下列说法中正确的是A.光线是客观存在的物质B.光线就是光束C.光线是用来表示光束传播方向的直线D.光线是尘埃微粒对光的反射所呈现的现象2.当太阳位于头顶正上方时，设想在屋顶开一个方形孔，则：（1）若孔为边长3 mm的方形孔，太阳光通过孔照到屋内地板上光斑的形状是A.方形B.圆形C.长方形D.无法判定（2）若孔为边长30 cm的方形孔，则地板上光斑的形状是A.方形B.圆形C.长方形D.无法判定3.在距竖直墙MN一段距离的A点，有一小球，在球的左边紧靠小球处有一固定的点光源S，如图197所示.给小球一向右的水平速度让小球在空中做平抛运动，则小球在碰墙以前，它在墙上的影子由上而下的运动是图197A.匀速直线运动B.自由落体运动C.变加速直线运动D.初速度为零的匀加速直线运动4.身高1.7 m的人以v=1 m/s的速度沿平直路面远离路灯而去.在某个时刻人影长l1=1.3 m,2 s后影长l2=1.8 m.（1）求路灯S悬吊的高度H.（2）人是匀速地远离路灯而去的，他影子的顶端是做匀速运动还是做加速运动？（3）在影长l1=1.3 m和l2=1.8 m时影子顶端的速度各是多少？5.一同学自制了一个针孔照相机，照相机尺寸为10 cm10 cm16 cm（如图198所示）.照机底片尺寸为8 cm8 cm.这位同学用此照相机来照一棵15 m高的树，他照的树的像高6 cm，问照相机距离树多远？图198参考答案：1.C 2.(1)B (2)A 3.A 4.(1)8.5 m (2)匀速运动（3）1.25 m/s 5.30 m