（八上）4.1光的直线传播（解析版）（导学案1）

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人教版 八年级  第四章  光现象
第1节《光的直线传播》导学案
【学习目标】
1.知道什么是光源，能区分哪些物体是光源，并能将光源进行分类。
2.通过实验探究，知道光在均匀介质中传直线传播。
3.能用光沿直线传播来解释现象，知道光的直线传播的应用。
4.知道光在真空（空气）中的速度。
【学习重点】
理解光的直线传播规律、能用光的直线传播解释一些光现象.
【学习难点】
能用光的直线传播解释生活中的一些常见现象。
【自主预习】
1.正在发光的物体 叫光源。常见的光源分为：天然光源和人造光源。
2.光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，激光引导掘进机，利用了光的直线传播的原理。
3.我们通常用一条带有箭头的直线表示光传播的径迹和方向，这样的直线叫光线。
4.光在真空中的传播速度是3.0×108m/s，打雷和闪电是同时产生的，先看到闪电后听到雷声，说明光速大于声速。
5.“光年”是光在一年内传播的距离，1光年=9.46×1015m.
【合作探究】
探究一：光源
1．太阳、电灯等物体能够发光，我们把本身能够发光的物体叫做光源。
2. 光源可分为人造光源（如：发光的电灯、点燃的火把、燃烧的蜡烛、霓虹灯等）和天然光源（如：太阳、水母、萤火虫、灯笼鱼等）；
3.月亮不能（选填“能”或“不能”）自行发光，不是（选填“是”或“不是”）光源。
探究二：光的直线传播
1.光的直线传播
（1）光在空气中的传播
晚上，手电筒发出的光和电影放映机发出的光都有什么特点？

      
     
      

透过树丛的光束是直的； 汽车前灯射出的光是直的；手电筒发出的光也是直的。电影放映机射向银幕的光是直的
（2） 光在水中的传播
让光垂直于水面射入水中（在水中滴入少许牛奶或粉笔末），观察光在水中的传播径迹。


观察到的现象说明：光在水中是沿直线传播。
（3）光在玻璃中的传播
用激光笔照射玻璃砖，观察到光在玻璃中的传播径迹是怎样的。


观察到的现象说明：光在玻璃中是沿直线传播
观察思考：我们观察到光在空气中、水中、玻璃中分别是沿直线传播的，但看到在空气和水面的分界面上，在玻璃和空气的分界面上，光线发生了偏折，不再“沿直线传播”。

   

现象说明光在同一种介质中是沿直线传播的。
问题讨论：夜晚仰望天空,我们看到的星星为什么会闪烁?
总结：地球周围的大气并不均匀，星光穿过不均匀的大气层时传播方向要发生偏折。

                                

光在不均匀的蔗糖水中传播路径向下弯曲               光在均匀的蔗糖水中传播路径仍是直线
结论：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。
2.光线 ：
物理学中为了描绘出光在介质中的传播路径，引入了光线这一概念。
沿光的传播方向画一条带箭头的直线，光线形象的表示了光的传播路径和方向。这种研究问题的方法叫模型法。


3.光的直线传播现象分析
（1）影子的形成：
光在传播过程中遇到不透明的物体，是由于光在同种均匀介质中沿直线传播，不能穿过不透明物体，在物体后面便形成的较暗区域，就是我们说的影子. 皮影戏就是利用了光的直线传播的原理。

                
               

影子的形成                           手影                          皮影戏
（2）日食、月食的成因:           

              

（3）小孔成像：
想想做做
如图，在一个空罐子底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰，我们可以看到烛焰在薄膜上呈现的像。
仔细观察小孔成像的特点。从烛焰的不同位置发出的光穿过小孔后是怎样传播的？试着画一画。

       
      

小孔成像的原理是光的直线传播。如图所示，蜡烛的烛焰上任意一点发出的光，向四面八方沿直线传播，只有一部分光束通过小孔到达屏上，在屏上出现一个光点（亮的光斑），烛焰上每一个点均对应于屏上一个光斑，无数的光斑就这样组成了烛焰的像。
由于光是直线传播的，所以发光点、小孔和小光斑在一条直线上，因此形成的像是倒立的。成的像又能被光屏接收，所以是实像。像的大小与发光体到孔的距离和像到孔的距离有关，发光体到小孔的距离不变,光屏远离小孔，实像增大；光屏靠近小孔,实像减小；光屏到小孔的距离不变，发光体远离小孔,实像减小；发光体靠近小孔，实像增大。

                         

                                          画出下图中烛焰的成像的光路
3.光的直线传播的应用
光的直线传播在生活和生产中有什么应用呢？
(1)激光准直；
在开凿大山隧道时，工人们常用激光束引导掘进机，使掘进机沿直线前进，保证隧道方向不出偏差。


（2）射击时利用“三点一线”进行瞄准：


射击瞄准时，瞄准点、准星、缺口三点在一条直线上。
（3）排队列：
前面的人挡住了后面人的视线，使后面的人只能看到前面相邻人的后脑勺。也利用了光的直线传播。   


探究三：光速
1.光传播需要时间
问题：雷声和闪电在同时同地发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明什么问题？
同学们，喜庆节日放“响炮礼花”的时候，先看到礼花，还是先听到响声呢？
说明光的传播速度大于声音的传播速度。先看到礼花，后听到响声。光传播需要时间：太阳光传到地球需要8分20秒，在房间里开灯，房间立刻被照亮，这不能说明光的传播不需要时间，而是光传播的太快，人们无法觉察到。
2.光速
（1）光在真空中的速度最快，真空中的光速用字母c 表示，通常情况下可以近似取为3×108m/s=3×105km/s .
（2） 光在空气中速度的非常接近真空中的速度，所以我们一般把空气中的光速也取3×108m/s。光在水中的速度比在空气中小，在玻璃中的速度比在水中小。


阅读材料“科学世界  我们看到古老的光”，然后回答以下问题：
1.“光年”是什么物理量的单位？
光年是长度的单位，它等于光在1年内传播的距离.
2.牛郎星和织女星的距离是多少千米？
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
3.为什么在形容一个数字很大的时候常说这是个“天文数字”？
因为天文数字很大，因此在形容一个数字很大时，常说这是个天文数字.
【精讲点拨】
1.通过在空气中、在水中、在玻璃中光都是沿直线传播的现象，可以帮助学生总结出：光在同种介质中沿直线传播的结论.这在物理上是一种非常实用的归纳方法.
2. 在光的传播路线不易看清时，加入一些烟雾、黑墨水，就可以非常清晰地看到光的传播路线.此处用到了转换法.
用光线来表示光的传播路线，可以更形象简单地描述和研究光现象及规律，物理学中成为理想模型法。
3.通过在空气中、在水中、在玻璃中光都是沿直线传播的现象，可以帮助学生总结出：光在同种介质中沿直线传播的结论.这在物理上是一种非常实用的归纳方法.
【归纳整理】


【当堂练习】
1.(2020北京)为了观察光的直线传播，将一束单色光从玻璃槽的外侧由左侧倾斜向上射入盐水中，但光在盐水中并不是沿着直线传播，而是发生了弯曲，如图所示。这是由于（　　）


A. 光从空气到玻璃发生了折射         B. 盐水不均匀使光发生了弯曲
C. 光发生了色散                     D. 光从玻璃到盐水发生了折射
【答案】B
【解析】玻璃槽中盐水不均匀了，越深密度越大，光在不均匀的盐水中会发生折射现象，因此光在盐水中并不是沿着直线传播，而是发生了弯曲。故选B。
2.(2020株洲市)2020年6月21日下午15：40，某同学观察到太阳出现了如右图所示现象，太阳被月亮遮挡住了一部分，您认为下列哪个原理可以最合理解释这一现象（　　）


A. 光的反射        B. 光的直线传播        C. 光的折射        D. 无法确定
【答案】B
【解析】出现如图所示的现象，太阳被月亮遮挡住了一部分，这是由于光的直线传播，挡住的部分没有光线，呈现一片黑，而边缘没有挡住，可以看到光。故选B。
3.(2020内蒙古通辽市).战国时期，《墨经》中记载了影子的形成、平面镜的反射等光学问题．图中的光学现象与影子的形成原理相同的是
A.
湖中倒影        B.
日食现象
C.
海市蜃楼        D.
雨后彩虹
【答案】B
【解析】A、湖中倒影是平面镜成像，属于光的反射现象，故A不符合题意；
B、日食的形成，是光的直线传播形成的现象，故B符合题意；
C、海市蜃楼属于光的折射现象，故C不符合题意；
D、雨后天空出现彩虹，是由于太阳光照到空气中的小水滴上，被分解为绚丽的七色光，即光的色散，属于光的折射，故D不符合题意．故选B．
4.(2020宁波市)2020年6月21日（夏至），我国部分地区可以看到日环食奇观，当天中国邮政发行一套《天文现象》特种邮票，如图是其中的日环食邮票。关于这一天的描述错误的是（    ）


A. 日环食发生时，月球在太阳和地球之间
B. 这一天的月相是新月
C. 2020年，这一天宁波白昼最短
D. 2020年，宁波正午太阳高度角这一天最大
【答案】C
【解析】日环食发生时，月球运行到地球与太阳之间，月球只遮住了太阳的中心部分，故A叙述正确；新月是一种天文现象，当月亮运行到太阳与地球之间时，月亮以黑暗的一面对着地球，并且与太阳同升同落，在地球上看不见月球的情况，图中所示的是新月，故B叙述正确；夏至日太阳直射北回归线，此时浙江省宁波太阳高度最大，昼长夜短，故C错误，D叙述正确。故选：C。
5.(2020内江市) 光在同种均匀介质中沿___传播。
【答案】直线   
【解析】光沿直线传播的条件是同种、均匀、透明介质中。
6.(2020辽宁营口)小波在湖边游玩时，看到茂密的树下有许多圆形光斑，仔细一看是太阳的“像”，这是光的______而形成的；
【答案】    (1). 直线传播   
【解析】 小波看到茂密的树下有许多圆形光斑，这是太阳沿直线传播通过树叶缝隙成倒立的像。
7.(2020贵州安顺市)6月21日，在我省大部分地区都有幸看到“日食”这一天文景观。“日食”是由于太阳光沿传播的过程中被月球遮挡形成的。
【答案】直线
【解析】由于光沿直线传播，月亮在地球和太阳之间，太阳光被月球挡着而照射不到地球，我们在地球上就看不见或只能看见部分太阳，这就是日食。
8.（2020湖南省娄底市)2020年6月21日下午3点半左右，娄底市内绝大部分同学亲眼看到了日环食这一难得的景象。从物理学的角度来说，日食属于光的现象；如图中，能描述其形成原因的是图。（选填“甲”或“乙”）。


【答案】直线传播；甲。
【解析】光是沿直线传播的。当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳照射在地球上的光线，地球处在月球的影子里，这就形成了日食，所以图甲是日食的成因图。
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。