人教版八年级上册《第二章光现象》教师用书(纯word版).doc

第二章 光现象（全章概述和课时要求）全章概述本章主要研究光现象及其规律，内容包括：光的直线传播、光的速度、颜色；光的反射规律；光的折射和跟现代生活十分密切的两种看不见的光红外线、紫外线及其应用。 本章力图体现课程标准的教育理念，突出以下特点： 1、强调学生是学习的主人，突出学生的探究性学习 本章对规律性知识的学习，尽量安排为探究性的学习，主要安排了以下的探究活动：色光的混合与颜料的混合，光反射时的规律，平面镜成像的特点。 探究性的学习活动跟知识的学习一样，也应遵循循序渐进的原则。本章安排的探究性的学习活动，具有知识浅、实验操作方便、规律性强的特点，由于结论容易获得，适宜初中学生探究。通过学生的探究活动，进行全过程的自主研究，体验科学研究的过程，受到科学研究方法的教育；从收集的证据中，总结和归纳出规律性的知识；从中获得成功的愉悦，为自信心的建立打基础。 2、不过分强调科学自身的逻辑性和规律的严密性 与传统初中物理教材相比，本章对光的反射定律和折射定律的编写做了较大的修改。根据课程标准的要求，反射定律降低到反射规律水平。这个降低，跟学生的认识水平是吻合的。 在学生的探究“光反射时的规律”活动中，获得的最显现的实验证据，是反射角和入射角的角度关系。角度的大小关系是学生最关注的信息，因此最容易得到反射角等于入射角的结论。至于入射光线与反射光线分居法线两侧以及它们跟法线在同一平面上的说法，由于学生在初中基本上不会碰到“共面”与否的物理情境，故教材中不做强调，使教材中的光反射时的规律的表述跟学生探究的结论一致。这个不很严密的规律，对于初中生应用它认识实际问题不会产生障碍。 与传统初中物理教材相比，本章在对折射现象的研究中，定位在认识折射现象上。理解由于折射而产生的现象的基础是折射定律。折射定律历来是初中学生学习的难点。由于本章对光的折射知识定位较低，教材未交待折射角跟入射角，也未研究与折射率相关的问题，而是从具体问题入手，重点研究光从空气射入水中或玻璃中的光线偏折的方向，只提出“光从空气射入水中或其他介质中时，光线向法线方向偏折”的结论。至于鱼在哪里、池水变浅等问题的研究，对学生要求不高，能听懂就可以了。这样安排，有利于减轻学生的课业负担。 3、强调实验的作用 物理学是一门以实验为基础的学科，它的基本研究方法是实验。本章一如既往，仍然突出实验在教学中的作用，尽量安排学生动手操作的实验活动，让学生在教师的演示实验和自己亲身的实验中观察、体验，获得最直接的生动的实验事实资料，为物理学习打好基础。课本在33页、36页、38页、46页等处，不仅对教师的演示实验提出要求，还提供了大量照片，还在“想想做做”、“动手动脑学物理”等栏目中，提供了大量的实践性的活动，期望学生在实践性活动实验过程中体会和感悟实验方法对物理学习的重要性，激发学习物理的兴趣。 4、密切联系社会生活的实际 把光学知识跟社会生活实际紧密地结合，是这一章的另一个特点。光学是有用的，表现在它的知识渗透在社会生活的各个方面：光的知识与技术相结合，用于引导掘进的方向；光的知识与人文精神相结合，可以剖析神话故事；光传递的信息，可以发现宇宙之大；平面镜成像在视力检查上的应用、光的能量方面的应用太阳灶，以及海市蜃楼、鱼在哪里的研究、热谱图、验钞机等，都体现了物理知识是有用的，它充满了魅力，在现代社会生活中充满了活力。 物理学习的重要目的，是理解社会生活中的科学技术，应用物理知识解决实际问题。基于这样的考虑，这一章教材在改变传统课外作业的形式方面也做了一些努力，减少计算题，习题尽量结合社会生活的实际，让学生在多种形式的学习活动中成长。课时建议本章共分五节，建议6课时。 第一节光的传播颜色15课时 第二节光的反射1课时 第三节平面镜成像1课时 第四节光的折射1课时 第五节看不见的光05课时 复习和总结1课时 说明与建议 本章的章题图是天安门广场的节日礼花图景，突出视觉效果，把学生的注意力集中到美丽的光上。光给视觉的刺激是它的五彩缤纷。 阅读指导概要地介绍了本章的主要内容和展开的顺序，给学生一个学习的线索。第二章 光现象（一、光的传播 颜色）目 标1、知识与技能 了解光源，知道光源大致分为天然光源和人造光源两类。 理解光沿直线传播及其应用。 了解光在真空和空气中的传播速度c3108m/s。 了解色散现象。知道色光的三原色跟颜料的三原色是不同的。 2、过程与方法 观察光在空气中和水中传播的实验现象，了解实验是研究物理问题的重要方法。 阅读“科学世界我们看到了古老的光”的内容，了解光可以反映宇宙的信息，感悟宇宙之宏大。 探究色光的混合和颜色的混合，获得有关的知识，体验探究的过程和方法。 3、情感、态度、价值观 观察、实验以及探究的学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。通过亲身的体验和感悟，使学生获得感性认识，为后续学习打基础。 通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。说明与建议本节教学可以从展示光源的实物开始，也可以从学生们讨论式学习开始。 生活、生产中有各种各样的光源。手电筒、火把、油灯、蜡烛、白炽灯、日光灯、霓虹灯以及钠灯、汞灯、氖灯等等，都是光源。可以让学生们收集相关的资料，无论图片、文字、实物，由于学生参与实际活动，学习兴趣会很高。通过对资料分析，得到光源的共同特征发光体。书上的6幅图片，有的是生活中常见的，如太阳、电灯、蜡烛；有的是农村可见的，如萤火虫；有的是城市可见的，如霓虹灯，也有不常见的，如水母。这些图片可以丰富学生关于光源的感性知识。 光源内容的教学，注意把握用时不宜过多，拓展性的教学活动可以放到课外去做。 光是如何传播的 学生已经知道一些光的直线传播的知识，但作为物理学习，应重视演示实验，使学生的感性认识更丰富一些。 演示 光是怎样传播的 光在空气中沿直线传播，学生已经知道。教学中可以选择那些小学自然课做过的实验，再次展示光在空气中沿直线传播的现象。 光在玻璃和水中沿直线传播，学生的感性认识较少，一定要演示给学生看看。做这个演示实验的方法较多： 1、可以用激光笔(市场上有售，价格不贵)发出的激光束垂直射入水中或玻璃中，观察激光束在玻璃或水中的传播路径。为了能看到水中的光路，可以在水槽的里面铺一张白纸作衬(图21)，也可以在水中滴少许牛乳或墨水。 2、本实验也可以用光具盘，让光垂直玻璃面射入玻璃中(并掠过光具盘)，观察光在玻璃中的传播路线。 由于光的传播有方向，在这里可以向学生交待“光线”这个物理学名词。应该使学生知道，人们用光线是来表示光的传播路线。光线是带箭头的直线，如图22所示，箭头表示光传播的方向。教学中，可以结合实际，示范性表示手电筒光束的光路，或放电影时的光束的传播路径。 关于光的直线传播的应用，教材中用典型事例棗激光引导掘进方向的图，示意性地展示了它的应用原理。如果能向学生介绍一些利用激光准直的其他实例，学生会更感兴趣。 需要说明的是，我们在这里介绍光沿直线传播时，未介绍光沿直线传播的条件。这是因为，学生刚刚学习光学，对介质的均匀与否缺乏思考的基础。在本章的后续教学中，在研究折射规律前，涉及不到介质均匀性问题。为了避免由于严格地定义造成学生学习兴趣下降，这里暂且不提这个问题。本章在第四节中研究光的折射时讨论了这个问题。 光的直线传播的应用还有许多。教学时可选择补充一些实例。教学时，建议做个“小孔照相机”，让学生在简单的科学制作中，学习科学知识，体验成功的快乐，同时也为第四章的内容之一棗照相机的学习作一些铺垫。小孔照相机的具体做法，请阅读本章的参考资料：小孔照相机。 光的传播速度 学生刚刚学完声音，了解声音在空气中速度的大小。教材以此为基础，从学生熟知的现象展开光的传播速度的教学，从“光的传播比声音快”的感悟中，直接给出光在真空或空气中的速度c3108m/s。 为了使学生理解光速有多快，教材中用两幅图(课本图214)加以注解，通过图形象生动地说明光速非常快。教学时应使学生了解真空中的光速是宇宙间最快的速度，并记住c3108m/s。这个重要的物理常数。 科学世界我们看到了古老的光 编写这个内容的目的是： 宏扬科学教育中的人文精神。联系神话故事，用科学的目光审视神话，是破除迷信的重要方面。 用光速的知识理解自然世界，拓展性地了解一些天文知识，如宇宙之大，恒星发光，银河系以及宇宙的过去、现在和未来。 了解最大的长度单位光年。 培养学生对自然的热爱。 教学可以采取学生自己阅读、教师辅导的方法进行。 颜色 光的色散现象的教学，应做好演示实验，一定要给学生足够的感性认识。 在做好课本36页的“色散”的演示实验后，应尽量增加学生对色散的兴趣和体验。 想想做做 “分解太阳光”的活动内容是利用平面镜和水来使白光色散的一个方案。把由白光分解出的红橙黄绿蓝靛紫的色带反射到白色的墙壁上，很醒目。 分解太阳光的方法很多，教学中可以采用其他的方法。 如果学生手中有放大镜，用放大镜看彩色电视画面上的各色光条，也是一个比较理想的实验。通过观察，可以发现，电视屏幕上显现出画面的丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三色光条合成的，课本图219展示的就是这种情景。 在现象感知的基础上，可以介绍色光的三原色。教学中，老师不应让学生死记课本图218介绍三原色光合成的结果，而应让学生在探究的活动中去认识几种单色光合成的效果，在实验活动中获得感性认识。 探究色光的混合与颜料的混合 本探究活动的目的是要使学生了解色光的混合与颜料的混合的规律是不同的。三原色色光混合后为白色，三原色颜料混合后为黑色。 本探究的题目，可以由老师提出，也可以在老师给出一些情景后，启发学生提出。在教学中，要注意调动那些对颜料了解比较多的热爱绘画的学生的积极性，动员他们为教学提供较多的背景材料。使学生能够“提出问题”。 用在手电筒前放置有色透明胶片获得色光的方法，简单易行。 探究活动中，应充分调动学生的主观能动性，尽量让学生自主地制定探究计划和设计实验。教师应帮助学生完善探究计划。然后，做好实验，认真记录实验现象。做好实验现象的记录，是为“分析和论证”提供材料，是一种培养收集信息能力的重要途径。也是培养学生科学态度的重要环节，教学中可以引导学生学习用表格或图形记录实验现象。 应该至少做2组以上色光混合的实验和颜料混合的实验，客观地对比，得出实验结论。 探究活动也可以通过制作各种不同的彩色陀螺入手。彩色陀螺的制作方法，见本章参考资料。 颜料的三原色是品红、黄、青(参见课本图2110)，与人们通常说的三原色红、黄、蓝不同。 动手动脑学物理 1、设计一种方法，估测发生雷电的位置离你有多远。 学生想出办法的主要内容，是测出声音比光闪落后的时间。因为声速大约为340m/s，光的速度大约为3108m/s，在光传播的时间很短可忽略时，根据声音在空气中的速度以及时间，可求出闪电处距地球的距离。 2、手电筒、灯光、日食和月食现象以及手影等。 3、这是一道实践性练习题。可以在课上完成，也可以在课下完成。用各种放大镜都可以看得很清楚。放大镜还可以自制，自制的方法见本书第三章。最简单的放大镜可以用透明的玻璃杯盛上水代替。第二章 光现象（二、光的反射）目 标1、知识和技能 了解光在一些物体表面可以发生反射。 认识光反射的规律，了解法线、入射角和反射角的含义。 理解反射现象中光路的可逆性。 了解什么是镜面反射，什么是漫反射。 2、过程和方法 通过实验，观察光的反射现象。 体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的。 经历探究“光反射时的规律”，用实验的方法获得反射光线、入射光线跟法线位置的关系，测量反射光线与法线、入射光线与法线的夹角，总结探究的结论，获得比较全面探究活动的体验。 通过观察，理解镜面反射和漫反射的主要差异。 3、情感、态度、价值观 在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度。 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。 鼓励学生积极参与探究活动。说明与建议反射的规律 可以首先提出问题来引入课题：我们为什么能够看见物体?(有光从物体射入我们的眼睛)。而后观察发光的白炽电灯和日光灯、平面镜、磨光的金属、书等物体，提问：我们能看见这些物体是由于有光从物体射入我们的眼睛，由这些物体射入我们眼睛的光来源有什么不同呢?(从白炽电灯、日光灯射来的光是它们自己发出的，其他不发光的物体是反射光源射到它们上面的光。)简单总结出：所有我们看到的不发光物体，都是由于它的表面能反射光，图222说明了这个问题。 举出几个由于物体表面情况不同，反射光的情况也不完全相同的例子，引发学生的好奇，然后转入研究光的反射规律的探究活动中。 探究 光反射时的规律探究活动要作好探究的计划，使学生养成好的学习习惯。明确每个探究步骤的主要活动内容。探究前，应向学生介绍实验装置：光源、平面镜、由一块白硬纸板组成的光屏，说明各部分的作用。 按课本图223做好实验，记录实验数据。教师可先演示反射角与入射角的关系，让学生看清楚。让学生使入射光线分别以30、45、60的入射角射向平面镜，记录反射光线与入射光线的位置。这些记录的事实，是总结光的反射规律的重要基础。然后让学生量出每次入射光线和反射光线与法线ON的夹角，记录在事先画好的表格中。最后让学生归纳总结出探究的结果。 需要注意的是，本书关于光的反射规律是由学生自己通过探究得出的，重点强调的是反射角等于入射角的规律。对于原来教材中的比较严格的叙述，不必过分强求。 本探究的结果比较容易获得，探究过程比较好把握。教师应该关注学生在整个过程中的参与水平和科学态度方面的表现，对探究活动中认真积极的学生给予鼓励。 课本图226表现了光反射时光路的可逆性，最好做一下有关的实验，让学生看看现象，可以由教师演示，也可以让学生自己实验。光路可逆性的应用十分广泛，应尽量结合生活实际来介绍。 反射规律探究结束后，可让学生做一些关于反射规律光路方面的练习。为平面镜成像的学习做一些准备。 漫反射 利用课本上提到的太阳光射到平面镜上和白纸上产生的不同效果提出问题，让学生思考，引发学生的学习愿望。如果有太阳光射入教室，还可以演示给学生看看：太阳光斜射在平面镜上，会在墙上产生一个明亮的光斑；射到白纸上则不会产生光斑。提出问题：这是为什么?引发学习兴趣。 可以用图23和图24的模型模拟镜面反射与漫反射。照图23那样，把几根细针垂直插入一张硬纸板中，表示法线。引导学生想象当入射光线平行射到各入射点时，反射光线将平行射出。而后将纸张随意弯折，这时学生会看到“法线”不再平行。让学生想象入射光线平行射到各入射点上时由于入射角不同，反射角也不同，反射光线一定不再平行(图24)。在这个基础上，讲解什么是镜面反射和漫反射。说明物体表面光滑时产生镜面反射；物体表面粗糙时，发生漫反射。强调指出，漫反射能够使我们从各个方向看到物体。为了加深对漫反射作用的理解，在这段教学的最后可以让同学讨论“动手动脑学物理”第2题。 图2-3 图2-4 动手动脑学物理 1、答案如图25。 2、答案如图26。改变同学的座位位置，或改变黑板的角度，用不反光材料。 3、这是一道结合实际的题。要让学生体验后，再回答。用墙作反射面，应用了光的反射规律。 4、这也是一道结合实际的题。要让学生观察、体验后再回答，课本图2210中光线的反射光线如图27所示。第二章 光现象（三、平面镜成像）目 标1、知识和技能 了解平面镜成像的特点。 了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。 理解日常生活中平面镜成像的现象。 初步了解凸面镜和凹面镜及其应用。 2、过程与方法 经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记录。 观察实验现象，感知虚像的含意。 通过观察感知球面镜对光线的作用。 3、情感、态度、价值观 在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦。 培养实事求是的科学态度。 通过对平面镜、球面镜的应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。说明与建议本节内容包括平面镜成像的特点、成像原理和平面镜的应用。通过本节教学应使学生知道：平面镜成像的特点，平面镜成像是反射光线的反向延长线形成的，初步了解虚像的概念。 平面镜成像的特点 平面镜学生很熟悉。上课时可以用一个较大的平面镜，让学生观察自己在平面镜内所成的像，并提出一些问题让学生思考，例如在平面镜中，你的像的大小跟你的大小一样吗?当你改变与平面镜的距离时，像的大小改变吗?像到镜面的距离怎样变化?这些问题，并不要求学生立即回答，只是为了引起研究兴趣，为进行探究“平面镜成像特点”中“提出问题”作必要的铺垫。 探究平面镜成像特点 这个探究活动比上一节的探究复杂一些。找准物体在平面镜中所成的像，是学生认识平面镜成像特点的关键。这个实验一定让学生自己去做。通过动手实验，自己总结出规律来，由于有体验，一定会印象深刻，对知识理解得会更好。 学生的探究活动，还是要按部就班地进行。要帮助学生制订探究的计划。 实验时选用的玻璃要薄些，如果用厚玻璃做这个实验，可能会看到两个不重合的像。为了准确总结出“物像等距”的特点，可以在纸上事先画好坐标。实验前教师可先演示一下，教给学生如何判断玻璃板后面的蜡烛与玻璃板前面点燃的蜡烛的像是否完全重合；左右移动头部，直到从不同位置看起来蜡烛和像完全重合为止。 如果没有蜡烛，也可以用两支相同的铅笔或两个相同的跳棋子来做实验。把一张白纸的半边涂黑(或贴上一张复写纸)铺在桌面上，把一个跳棋子放在玻璃板前面纸的白的半边上，玻璃板后面就出现清晰的棋子的像。另外拿一个棋子放在玻璃板后面，移动这个棋子，直到看上去它跟像完全重合。这样做实验更为简便易行，学生都可以做好。 教学中，应该让学生把蜡烛至少换一个位置，再重做一遍实验。这样要求的目的，是为培养科学态度，以免由于为了节省时间而忽略缺少必要实验的环节，长此以往，会使学生养成不良的研究习惯，或形成以偏盖全的片面的思维方法。 通过探究活动，可以总结出平面镜成像特点： 1、像和物体到镜面的距离相等。 2、像与物体大小相同。 然后，可让学生回答本课开始时提出的问题。 由于学生不理解什么叫对称，所以教材中没有提“物和像是对称”的，也没有提像和物是左右相反的，因为这种说法不准确，可以有不同的理解。这里只要强调“像物等大”和“像物等距”两个特点就可以了。 学习过平面镜成像的特点后，可以让学生运用所学知识讨论一些平面镜成像的应用，例如水面倒影(岸边的树木和房屋在水中的像看上去是倒的)，生活中平面镜的使用等问题，也可以在课堂上做一些简单线条物体在平面镜中成像，例如一把伞在平面镜中的像，为本节后面“动手动脑学物理”中的1、2题做一些基础性的准备。 倒影是生活中常见的现象。应该使学生了解倒影形成的原因： 1、平静的水面就好像是一个平面镜，它可以成像； 2、对实物的每一点来说，它在水中所成的像点都与物点“等距”；树木和房屋上的各点与水面距离不同，越接近水面的点，所成的像也距水面越近。 3、各点组成的像从水面上看就是倒的了。讨论倒影问题可以加深对“像物等距”的理解。 平面镜成像是靠光的反射形成的，教师可引导学生通过作图来认识。这样既巩固了反射规律知识，又培养了学生研究新问题的能力。具体做法可按下面步骤进行： 在黑板上画出平面镜。先给出一个发光点S。问学生：S发出多少条光线，方向如何?再提问哪些光线射到平面镜上? 让学生选出一条入射光线，并画出它的反射光线，再选出另一条入射光线，并画出它的反射光线。 提出启发问题：这两条反射光线沿传播方向能否相交?如果人的眼睛正处于这两条光线传播的路径上，会觉得这两条光线是从哪里发出的?并在图上画出一只眼睛。接着说明人眼是根据光线直进的经验来判断物体的位置的，这时人眼逆着反射光线的方向向镜内看去，觉得光线好像是从镜后的S处射来的。边讲边把两条反射光线用虚线向镜后延长，得交点S。教学中要指导学生看课本上的图232，指出镜后面实际并不存在发光点S，S也不是反射光线的交点，而是反射光线反向延长线的交点，所以是虚像。 可以向学生说明，从S点射向平面镜的所有光线的反射光线反向延长后都会交于S点。所以我们选两条入射光线就可以确定S的位置，这两条入射光线可以是任意选定的。 再给出另一个发光点P，让学生独立地画出它的虚像点P。然后说明发光体(或反射光的物体)是由许多点组成的，每个点在镜中都有一个对应的像点。在以上讲述的基础上，总结出平面镜成像的道理。利用画出的物点和像点的位置，进一步让学生认识平面镜成像的特点。课本上画出平面镜成像的光路图，是为了使学生了解成像原理，学生能听明白就行了，不必要求所有学生都会画光路图。对于要求画出物体在平面镜中像的位置的习题，可让学生利用平面镜成像特点的知识来画图。 平面镜的应用比较广泛，教师可以引导学生对身边的事物观察，举出一些实例。也可以作为课后的活动，让学生作有关的调查。 STS凸面镜和凹面镜 作为平面镜知识的拓展，在“STS”的栏目中简要地介绍了凸面镜和凹面镜对光的作用和它们的应用。 手电筒的灯碗、汽车头灯的灯碗、汽车观后镜、马路拐弯处的凸面镜等等，在生活中常见，有必要让学生了解这些镜面为什么要做成凸的或凹的。 了解凸面镜和凹面镜对光的作用，是了解它们的应用的基础，教师有必要作演示实验，给学生展示基本的实验现象：凹面镜使平行光会聚，凸面镜使平行光发散。 1、凹面镜使平行入射光线会聚于一点的实验，可以用以下方法： (1)用J2501型光具盘演示。光具盘的光阑有几个插片，通常最好抽掉中间三个插片。配套的平行光源功率为40W，即使不在暗室中也可很好地观察会聚情况。有条件的话，可将光阑透光缝隙改得稍窄一些(用铁皮做一个光阑)。 (2)用激光光学演示器来演示，由于激光光学演示器许多学校有配备，它的光束亮度高，光束细。在应用这个仪器演示时，主要应调节好几个反光平面镜的角度，以保证入射光是平行的。 (3)如果太阳光较强，可以让学生动手做实验。实验时，要使凹面镜正对太阳光，纸片要小，以免挡住入射光线。前后移动纸片，观察到光斑最小最亮时为止。 教学时，应指出平行光线经凹面镜会聚在一起的点是凹面镜的焦点。 2、点光源发出的光经凹面镜反射后成为平行光线的实验，可用手电筒或汽车头灯来观察。另外，由于学生已经具有反射时光路可逆的知识，也可以运用这个知识作为基础，通过启发讨论让学生自己得出结论：从焦点射向凹面镜的光线反射后成为平行光。然后再用实验来验证。 3、可以简明地指出，凹面镜对光线有会聚作用，是由于每一条光线在反射时都遵循反射规律，以使学生对反射定律的普遍性及凹面镜会聚的道理有更深入的理解。但不宜要求学生画凹面镜的反射光路，因为学生的几何知识不够。 4、凹面镜的应用有两类：一类是用凹面镜来会聚光，例如太阳灶，反射望远镜，还有耳鼻喉科医生用凹镜会聚光观察耳道情况等。另一类是利用凹面镜得到平行光，手电筒、汽车头灯等的凹面镜都是起这个作用的。 关于凸面镜对光的作用，应给学生做一些演示： 凸面镜对入射平行光的发散实验，可用J2501型光具盘演示。 教材中的图233甲，根据光的反射规律说明凸面镜对光线的发散作用，教师可作出几条光线的反射情况。 用金属勺背面观察缩小的像。 为了比较口径相同的凸镜视野比平面镜的大，可以用下面方法说明。在两张白纸上各剪出一个等大的圆孔，分别贴在凸面镜和平面镜上，把凸面镜和平面镜放在学生面前距离相等的位置上，让学生观察、比较从两个镜中看到的范围哪个大，哪个小。 动手动脑学物理 1、A。 2、如图29。 3、46m，节省空间。 4、这是一道提高学生探究能力的题目，可作为探究性学习的一个内容，让学生自己去探究。 第二章 光现象（四、光的折射）目 标1、知识与技能 了解光的折射的现象。 了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律。 了解光在发生折射时，光路的可逆性。 2、过程与方法 通过观察，认识折射现象。 体验由折射引起的错觉。 3、情感、态度与价值观 初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的情感。说明与建议折射现象 可以用课本图241的实验现象引入课题，最好教师现场做，实验现象比图片更真实，从而更加激发学生的思维。由于实验现象与学生在本章第一节学习的光沿直线传播的现象有矛盾，能够引发学生思考。 引入课题也可以向学生展示筷子在水中看起来弯折了的现象。 演示 光的折射 用实验来演示光从空气射入水中时的折射现象时，应先介绍实验装置：光源、水槽、水和空气界面等。然后出示事先画在小黑板上的如图241所示的板图，说明实验中光线将以相同的入射角射到水面上，让学生猜想进入水中的光线将沿什么方向行进，如果改变方向，是向界面偏折呢，还是向法线偏折?引起学生的观察兴趣，明确观察目的和观察对象。实验时，应改变入射光线的方向三次，每次都让学生说明入射光线怎样改变了，使学生注意观察水中折射光线的方向。根据观察的记录，检查自己的猜想是否正确。 这个演示也可以改用光从空气射入玻璃的实验。 演示完毕，让学生根据实验中观察到的折射情况，总结出光从空气斜射入水中时的折射规律 图241表示光从空气射入水、玻璃等透明物质上时，在界面上除了有一部分光线反射回空气中，还有一部分光线进入水或玻璃中，进入这些物质中的光线在界面处将改变原来的传播方向，也就是光的传播方向在界面处要发生弯折。 筷子在水中看起来弯折了，跟光的折射有关系。 筷子在水面好像被折断的实验，应选取碗底较深、开口较大的碗，筷子要斜插到碗的底部，让学生从侧面斜视水面，这样观察效果才明显。此实验不要用玻璃杯盛水，让学生透过杯壁观察筷子出现的现象，因为解释起来麻烦。 教学中可以将特例垂直入射时折射光线方向不改变给学生演示一下。 想想议议 关于折射光路的可逆性的讨论，可以请学生先做猜想，并用光路把自己的猜想表达出来。 然后进行演示，做演示实验时，先让光由空气射入水(或玻璃)中，记下入射光线、入射点、折射光线的位置，再让光线逆着折射光线方向射入，让学生观察光线是否逆着原入射光线方向射出。把观察到的现象用图标出，总结出光在折射时光路的可逆性。 折射使池水“变浅” 这部分内容是用光的折射观点解释现象，是密切联系实际的内容。 1、叉鱼问题有趣，可以在湖、河中试一试，也可以在教室用实验模拟。由于折射成像问题比较复杂，许多学生缺乏感性认识，应该让他们到实际中体验，使他们相信折射真的产生错觉。 2、钢笔“错位”问题，应该实际做一做，让学生观察。使用的玻璃砖要比较厚，观察时要把钢笔放在水平桌面上，眼睛的视线不要垂直于玻璃砖的水平面，而要成一定的角度。 3、在解释“眼睛受骗”，池底变浅时，要强调人看到池底，是从池底射出的光进到了眼睛。对于学有余力的同学可以利用前面讲过的光从水中射入空气时的规律，画出从池底某点A发出的靠近法线的两条光线射入空气中的图210眼睛受骗，池水变浅折射情况，使学生看到这些折射光线不能相交，但是它们的反向延长线相交，眼睛逆着折射光线看去，觉得折射光线好像是从交点射来的。再跟平面镜成虚像的情况对比，说明眼睛看到的是A点的虚像，虚像A的位置在A之上。眼睛看到的池底各点都如此，所以看起来池底升高，池水变浅了。 在讲过池水看起来变浅的道理后，可以让学生仿照着解释盛水的碗看起来变浅的问题，讨论筷子在水面处弯折的问题。 用光的折射解释现象对初中学生比较困难，因此只要求学生能听懂教师的讲解，知道这些现象是由于光的折射造成的。不必要求所有学生都能够自己独立地进行解释。 科学世界海市蜃楼 可指导学生阅读。海市蜃楼是在海面上或沙漠上出现的虚幻景像，是一种奇特的景观，它是由于空气疏密不均匀使光线发生折射造成的。古代的人误认为是蜃(大蛤蜊)吐气而成，故也叫做蜃景。由于它出现的时机非常偶然，难以预测，很难拍摄。我国首次于1988年6月17日拍摄到了山东省蓬莱市蓬莱阁对面海面上的海市蜃楼实况，是很难得的。对于海市蜃楼这种大自然赋予的奇妙的现象，学生知道就可以了。海市蜃楼可以模拟，方法见参考资料“关于海市蜃楼”实验。 除海市蜃楼以外，自然景观中，还有一些由于大气不均匀产生的折射而引发的现象，如2001年春天，在北京天空出现的三日同辉等，让学生平时注意留心，收集相关的资料。 动手动脑学物理 1、丙。 2、如图211所示。 3、解答要点： (1)光从空气进入水中，传播方向发生改变。 (2)由于折射，看起来水底变浅。 (3)看起来，浸在水中的铅笔底部(接触杯底部分)上浮，在空气与水面交界处折断。 4、这是一道实践性练习。看到的两枚硬币中有一个是硬币通过水面折射而成的像(图212，上面的那个)，由于折射，水中物体看起来比实际的高一些；另一个是通过杯子侧面水的折射而成的像(图中下面较大的那个)。第二章 光现象（五、看不见的光）目 标1、知识与技能 初步了解太阳光谱和看不见的光。 初步认识红外线及其作用。 初步认识紫外线及其作用。 2、过程与方法 通过观察，了解红外线、紫外线的作用。 通过收集、交流关于红外线、紫外线的资料，获得处理信息的方法。 3、情感、态度价值观 初步认识科学技术对社会发展和自然环境及人类生活的影响。 初步建立可持续发展的意识，有保护人类生存环境的意识。说明与建议光谱的概念学生比较生疏。可以第一节分解太阳光或白光的色散为基础引入本节课的教学。可以指出，图251光谱上的各种色光，是可见光。在可见光两侧，还有不可见光，紫外线红外线都是不可见光。 红外线 红外线已走入家庭，讲述红外线的基本知识，对于学生理解现代科技是十分必要的。教学时，可以用研究性学习的方法，让学生到实际中去调查，到图书馆查找资料，通过讨论交流的形式学习。在社会学习资源不足时，教师也可以补充一些材料，尽量使学生获得真实、充实的学习信息，建议补充资料如下。 红外线位于红光外，它的频率范围在1012Hz51014Hz。一切物体都在不停地发射红外线。物体的温度越高，辐射出的红外线越多。物体在辐射红外线的同时，也在吸收红外线。 红外线的主要特性是热作用强。各种物体吸收了红外线后温度升高。因此人们利用红外线来加热物品。工业上用红外线烘干汽车表面的喷漆，家庭用红外烤箱烤食品，浴室用的浴室暖灯用红外线来取暖，医疗上利用红外线来理疗。 由于红外线穿透云雾的能力比较强，利用灵敏的红外探测器吸收物体发出的红外线，再用电子仪器对吸收的信号进行处理，可以显示出被测物体的形状和特征，这就是红外遥感。利用红外遥感技术可以对地球勘测，寻找水源、监视森林火灾、估测大面积农作物的长势和收成，预报风暴和寒潮等。在军事上也有重要的应用。 红外线在现代社会中应用很多，可根据本地的情况开展多样化的学习活动。 紫外线 同红外线一样，现在紫外线已经广泛应用于社会。使学生了解紫外线的知识及其在社会生活中的应用，是十分必要的。 紫外线的频率范围是751014Hz51016Hz，在光谱上位于可见光紫光之外，人眼看不见。 紫外线的主要特性是化学作用强，很容易使照相底片感光。 紫外线的生理作用强，能杀菌。 应用紫外线的萤光效应，进行防伪。除验钞机上利用这种效应外，利用不同物质在紫外线照射下会发出不同颜色的荧光的特点，可以鉴别古画，并可用紫外线摄影。高温物体如太阳、弧光灯和其他炽热物体发出的光中都有紫外线，汞等气体放电，例如日光灯发出的光中也含有紫外线。教学中可以采取灵活的学习方式，尽量调动学生学习的主动性和积极性，充分利用社会的学习资源，让学生进行研究性的学习。 ! “!”的内容，提示学生，不要误认为紫外线是紫色的或蓝色的，强调紫外线是看不见的“不可见光”。 课本图254表明，地球上的天然紫外线，来自太阳光。地球周围的大气层阻挡了大量的紫外线进入地球表面，才使地球上的生物获得生存的条件。为了保护人类生存家园，我们应有环保的意识，承担起环保的责任和义务。 动手动脑学物理 本节的练习，全部用调查等方式进行，教师应对学生做必要的调查指导。第二章 光现象（参考资料）制作针孔照相机 在较暗的屋子里，把一支点燃的蜡烛放在一块半透明的塑料薄膜前面，在它们之间放一块钻有小孔的纸板。由于光沿直线传播，塑料薄膜上就出现烛焰的倒立的像(图213)。这种现象叫做小孔成像。 利用小孔成像可以制作针孔照相机。 如图214所示，做两个可以套在一起的硬纸筒，在外筒的前端蒙上一块黑纸，黑纸上穿一图214制作针孔照相机个小孔(直径约1mm)。在内筒的一端蒙上半透明的塑料薄膜。让小孔对着屋子外面明亮的物体，塑料薄膜上就形成室外物体倒立的像。前后拉动内筒，像的大小和明亮程度就随着变化(图215)。 早在公元前4世纪成书的墨经中就记载了小孔成像的实验，并且用光的直线传播对小孔成像作出了正确的解释。你会解释吗?试试看。色光的混合 首先说明彩色电视机的色彩是利用红、绿、蓝三种色光合成的。让三种色光各自所占比例不同，就合成了形形色色的各种色光。接着用演示实验来证明，用手摇转台装上红、绿、蓝三色盘进行演示。调整好三色盘的比例，旋转时就可看到三色盘呈灰白色。 如果研究红、绿色光的混合，可调整三个色盘，使其只露出红色和绿色部分，先使红色占绝大部分，以后逐渐增大绿色面积，每改变一次比例，旋转时，便观察到随着红、绿比例不同，会依次出现橙红、橙、黄和绿黄几种颜色。 绿色和蓝色光的混合。开始让绿色占大部分，逐渐增加蓝色，混合色就会由绿变成蓝(出现靛、孔雀蓝、蓝等)。 红色和蓝色光的混合，会看到紫红、深紫等颜色。 这些不必都给学生演示，只演示其中几个，使学生认识色光的三原色即可，其余实验可在课下或课外活动中进行。颜料的混合 按教材进行教学时，可让学生先看课本彩图颜料的三原色，使学生明确颜料的三原色与色光的三原色不同，它们的混合原理不同。颜料的混合原理是：两种颜料混合色是它们都能反射的色光，其余的色光都被这两种颜料吸收掉了。色光的混合原理是：两种色光混合后使眼睛感觉到产生了另一种颜色。实深与视深的关系 从水面上方向池中望去，看到的水的深度比实际的浅。从水面上看水中的鱼，看到的鱼的位置比鱼的实际位置靠近水面。水的实际深度叫实深，眼睛看到的深度叫视深，实深与视深的关系可由光的折射定律推导出来。 如图216所示，O是池底的一点，OA、OB是从O射向水面进入眼睛的两条光线(OB很接近于法线，图中为了清楚，比例是夸大了的)，眼睛看起来觉得光线好像是由I点虚像发出的，所以AI即为水的视深。 利用光路的可逆性可得 水的折射率n=sinisinr 但i=AIB r=AOB所以 n=sinAIBsinAOB=（ABBI）/（ABBO）=BOBI， 当OB很接近于OA时，BO=AO，BI=AI， 得n=AOAI， 或n=实深视深。 即实深与视深之比等于水的折射率。水的折射率为133，所以水的视深约为实深的四分之三。 隔着厚玻璃板看下方的字时，由于折射，字看起来升高了。玻璃的折射率是15左右，视深约为实深的三分之二。用梯形玻璃砖实验 光在玻璃中的折射实验也可以在暗室中用梯形玻璃砖来做。方法是在桌面上铺一张白纸，把梯形玻璃砖平放在白纸上，让光线射在玻璃砖的短边上，在白纸上可以看到入射光线，以及玻璃中的折射光线和从玻璃中射入空气的折射光线的偏折情况。可以在手电筒前面糊一张黑纸，在黑纸上开一条2mm左右的细缝，利用从细缝中射出的光作为光源。利用这种方法可以把演示实验改为学生随堂实验，使学生对折射现象观察得更清楚，印象更深。关于海市蜃楼的演示实验 器材：矩形玻璃容器1个，清水，酸性定影液(或食盐水，食糖水，酒精，苏打水等)。 方法：在玻璃容器中，先放入密度较大的酸性定影液，然后用玻璃棒导流法轻轻加入清水。因这两种液体的折射率不同，起初两种液面分明，过一段时间由于扩散，界面就变得模糊，图217形成了有一定厚度的扩散层，其折射率自上而下随深度而形成梯度分布。在图217所示的位置放一被照亮的物体，从容器另一侧通过扩散层观看景物时，可看到凌驾于实物之上的虚幻“蜃景”。 注意：实验的参考数据为：下层酸性定影液深度约为15cm，上层清水深度约为4cm，发光物体离玻璃容器右侧约为12cm，物高约为5cm。从容器左侧不同距离和不同角度通过扩散层向上倾斜观看，在相当大的范围内都可看到“蜃景”。在24小时内蜃景清晰，畸变不大。如果搅动一下容器内的液体，破坏了扩散层，蜃景即随之消失。学生自制彩色陀螺实验 彩色陀螺制作可照图218所示，做三个硬纸圆盘，分别涂满红、绿、蓝三种颜色(或分别贴三种色纸)。颜色要尽量浓些并纯正，尽量接近光谱中的颜色。照图中的样子，沿半径切开一个槽，把三个圆盘沿着槽口交错地插在一起，套在陀螺上，露出红、绿、蓝三个扇形面积。陀螺的质量要大些，可保证陀螺在较长时间内高速转动。分别拨动圆盘，可以调节三个扇形面积大小，改变陀螺上露出的三种颜色的比例，反复试验，便可以看到多种颜色。当三种颜色按一定比例混合时，就可以得到灰白色。 鱼在水中的位置模拟实验 像图219那样，在水槽中放一个小鱼模型，在水槽边固定一个观察管，转动观察管，使水中的鱼恰好位于观察管瞄准的方向上。然后保持观察管的方向固定不动，从观察管中插入一根直铁丝，就会发现这根铁丝扎不到鱼，而从鱼的上方通过。如果水槽中不放水，重做实验，铁丝就能准确地扎到鱼。 原来，我们瞄准水中的鱼时，实际是瞄准了鱼的虚像(图220)。由于光线经过水面时发生了折射，而眼睛看到的像位于折射光线的反向延长线的交点处，它确实位于实际鱼的上方第三章 透镜及其应用（全章概述和课时要求）全章概述这一章主要讲述透镜的初步知识和透镜在日常生活中的应用。透镜是照相机、投影仪等光学仪器的最重要的组成部分，研究透镜对光的作用和凸透镜成像是本章的中心内容。照相机、投影仪、放大镜和眼镜是日常生活中常用的光学仪器，学生应该对它们有所了解。 本章先交代透镜的基础知识及其对光的作用。然后介绍生活中的透镜，以使学生对生活中常用的透镜及其成像的情况获得感性认识，使学生在头脑中获得丰富、具体、生动的感性认识。以此为基础，让学生带着问题，用探究的方法深入研究凸透镜成像的规律。凸透镜成像规律的探究，要让学生在全过程中自主研究，体验科学研究的过程，在探究过程中培养科学研究方法，形成清晰的凸透镜成像的规律。然后介绍眼睛、显微镜和望远镜。 眼睛是人体的重要器官，本章把眼睛作为一种像照相机那样的光学仪器，深入浅出地向学生介绍眼睛的成像原理、眼疾的原因及其矫正的方法，使学生获得一些实际知识。照相机、显微镜和望远镜的成像原理比较抽象，学生在理解上有些困难。本章采用模拟的方法，用简单的手段，使学生获得学习的基础。让学生知道，凸透镜成实像的特征、照相机的成像原理以及利用两个透镜的组合可以看清微小或远处的物体的道理。 为了使学生获得一些知识的理解基础、提高学习兴趣，本章基本知识尽量从日常生活现象引入，许多光学仪器成像的情况是用模拟的方法获得的。课文中的“动手动脑学物理”许多是实践性的活动，教学中要尽量引导学生动手动脑去做，以期培养学生的动手习惯和用实验研究问题的能力。 课时建议本章共分五节，建议用7课时。 第一节透镜1课时 第二节生活中的透镜1课时 第三节凸透镜成像的规律2课时 第四节眼睛和眼镜1课时 第五节显微镜和望远镜1课时 复习和总结1课时第三章 透镜及其应用（一、透镜）目 标1、知识和技能 了解什么是凸透镜，什么是凹透镜，了解透镜的焦点、焦距。 了解凸透镜和凹透镜对光的作用。 2、过程和方法 观察凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 3、情感态度、价值观 能保持对自然界的好奇，初步领略自然现象的美好与和谐。说明与建议凸透镜和凹透镜 可先让学生观察眼镜镜片，看看近视镜片和远视镜片有什么不同，然后学生出示各种各样的透镜：有的中间厚边缘薄，有的中间薄边缘厚，并画出板图如课本图311所示。再说明透镜是组成照相机、投影仪、显微镜、电影放映机等光学仪器的重要元件。 照课本图312简单介绍一下透镜的主光轴和光心。对于光心，让学生知道大致在透镜的中心处即可。 想想做做 做课本图313的实验来研究凸透镜对光的会聚作用。可让学生分组做，最好人人动手，以增加学生的体验，要使学生对凸透镜这种重要的光学元件对光的作用了解得充分一些。这个实验，可以在阳光下做，也可用平行光源（可用手电筒代替，但距凸透镜要远些）做，还可利用平行光源、光具盘和凸透镜演示。实验时，可以量出焦距。 用凹透镜代替凸透镜实验，可以说明凹透镜不能使平行光线会聚，对光有发散作用。 焦点和焦距 根据实验现象画出板图如课本图314所示。介绍凸透镜的焦点、焦距，并在板图上用符号标出。对于学习基础好的学生，还可以进一步说明： 凸透镜的会聚作用是由于光线通过它的两侧表面发生两次折射造成的； 焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强（光线通过后偏折得厉害）； 凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短：表面越凸，焦距越短。每个凸透镜的焦距是一定的。 动手动脑学物理 1、拿两块透镜让学生测出焦距。这个问题已经在“想想做做”的栏目中做过了，这里让再做一遍，是让学生加深印象，同时让他们知道，不同的透镜焦距是不同的。 2、焦距短的透镜偏折得更多些。 3、把小灯泡放在凸透镜的焦点上，小灯泡发出的光通过凸透镜后就可以变成平行光。这里利用了前面学过的光路可逆性。第三章 透镜及其应用（二、生活中的透镜）目 标1、知识和技能 了解透镜在日常生活中的应用。 2、过程和方法 经历制作模型照相机的过程，了解照相机的成像原理。 能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征。 3、情感、态度、价值观 通过模拟相机的制作和使用，获得成功的愉悦。 具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。 初步建立将科学技术应用于实际的意识。说明与建议照相机 这一节介绍生活中常用的透镜，使学生在头脑中形成透镜及其成像的丰富、具体的感性认识，为探究凸透镜成像规律作准备。 可先出示真实的照相机，让学生仔细观察照相机的镜头，使他们对照相机镜头有直观的印象，指出它的作用就相当于一个凸透镜，来自物体的光线经过照相机镜头后，在胶卷上形成一个缩小的像。 想想做做 自制模拟照相机，使学生对利用凸透镜成缩小的实像有较直观、深刻的印象。同时培养学生的动手能力。 模拟照相机的制作可照图322所示。本制作所用材料比较简单，可由学生自己去找，也可由教师准备。最好每人一套。 找两个直径大小相近，长约15cm的圆纸筒（也可用硬纸板折叠成方形纸筒），使一个纸筒刚好能够套入另一个。在直径较大的纸筒前面，固定一个凸透镜。在直径较小的纸筒前面，固定一个屏幕。屏幕可以用半透明塑料薄膜（或蜡纸、毛玻璃)制作。把较小的圆筒有屏幕的一端朝里，套入较大的圆筒内。这样模拟照相机就做成了。 把模拟照相机对准某个人或物体，拉动纸筒改变透镜和屏幕之间的距离，就能使物体在屏幕上形成一个清晰倒立的像。通过获得清晰像，让学生感受照相的过程。通过观察，可以知道，照相机所成的像是倒立缩小的实像。 投影仪 投影仪是教学中经常使用的仪器，照图324介绍投影仪的构造。让学生仔细观察投影仪的投影镜头，演示利用凸透镜可以使物体成放大的像：把投影仪上的反光镜取下，使光线直接照射到天花板上，调节镜头，在天花板上就能得到投影片上图案的像，让学生仔细观察像的大小、正倒。也可用幻灯机演示。通过演示，让学生对利用凸透镜成放大倒立实像有较深的印象。 放大镜 放大镜是凸透镜，也是常用的光学仪器之一。让学生用放大镜看书上的字，并改变放大镜到字的距离，观察字的放大情况。说明利用凸透镜能使物体成放大的像，但这个像与投影仪所成的像是不同的，它是正立的虚像，并且像与物体在同一侧。使学生对利用凸透镜成放大的虚像有一初步的印象。 动手动脑学物理 1、手持凸透镜在窗户和与室内的白墙之间移动，移到某个位置时，窗框外的景物能在墙上形成一个清晰、倒立的像。 2、凸透镜在灯泡和白墙之间移动时，有两个位置可以在墙上得到所画图案的清晰的像。离灯泡较近的位置，像是放大的；离灯泡较远的位置，像是缩小的。所成的像都是倒立的。 3、找一块透明的硬塑料板或平板玻璃，在上面滴一滴水即可用来观察。用它看书上的字，字就被放大了。小水滴就是一个凸透镜。第三章 透镜及其应用（三、凸透镜成像规律）目 标1、知识和技能 理解凸透镜的成像规律 2、过程和方法 能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。 通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。 学习从物理现象中归纳科学规律的方法。 3、情感、态度、价值观 具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常用品中的物理学原理。 乐于参与观察、试验、制作等科学实践。说明与建议这一节是本章的重点。通过学习，不仅要使学生了解凸透镜的成像规律，而且要使学生初步了解科学探究的方法，强化学生学习的独立性、主动性。这一节的内容较多，可分两节课讲。 探究凸透镜成像的规律 这是一个较完整的探究，有条件的学校务必要让学生亲自动手。 通过上一节的学习，学生们知道了照相机、投影仪里面都有凸透镜，放大镜本身就是一个凸透镜。他们都利用凸透镜使物体成像。照相机所成的像比物体小，而投影仪所成的像比物体大；照相机、投影仪所成的像是倒立的，而放大镜所成的像是正立的。 引导学生提出问题：凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系? 然后让学生提出猜想：照相时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大，而投影仪中物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距