第四章 在光的世界里第 1 节 光的传播一、目标要求1. 理解光沿直线传播的条件，认识反射、折射现象。 了解光在真空中的传播速度c310 8m/s。了解光的在社会生活与生产中的一些应用 2. 观察光在空气、水和玻璃中传播的实验现象，认识光沿直线传播是有条件的。 通过讨论“光传播的是什么”，了解光是传播能量和信息的重要载体。 3. 通过介绍墨子在光学中的贡献，激发学生的民族自豪感，进行爱国主义教育。 通过对光沿直线传播的探究性学习活动，使学生认识到理论的片面性。 二、重点与难点设计与组织关于“光总是沿直线传播吗”这一问题的探究活动是本节的重点和难点。 三、教学过程1.实验探究过程设计 实验前展示一些霞光万道、晨曦中穿透树林的道道阳光、节日夜空中的多彩的激光等优美图片或视频，让学生欣赏绚丽景象的同时认识到大自然中有许多光沿直线传播的例子，在轻松的环境中进入这节课的学习。光在空气中沿直线传播，学生在小学科学中已经知道，“光总是沿直线传播吗？”引导学生探究“光沿直线传播的条件是什么？”引导学生设计实验（1）光在遇到其他物体，在界面处发生反射；（2）光遇到其他透明物体，在界面处发生折射：（3）在同种不均匀介质中，光线可能发生弯曲。在探究活动中要求给每组学生配备激光笔，教师要强调激光束一定不能直射入眼睛。可以把激光笔发出的激光束照射到光滑的桌面以及小平面镜上，观察反射现象。用激光笔发出的激光束照射到水中或玻璃中，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，也可以在水中滴少许牛乳或墨水。光在同种不均匀介质中传播的实验难度较大，建议课上放一段实验的视频，有兴趣的学生可以课下探究。通过以上探究，教师应该引导学生对所观察到的物理现象作出总结，并得出“光在均匀介质中沿直线传播，光在两种介质的交界面，发生反射和折射”这一结论。2光的传播速度 在真空或空气中的速度 c310 8m/s。光在各种介质中的速度都比在真空中的小。在此，可以介绍诺贝尔奖获得者朱棣文使光在特殊介质里 1s 只传播几米，增强民族自信心。为了使学生理解光速有多快，教材中用一幅漫画加以注解，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 c310 8m/s 这个重要的物理常数。四、作业（一）“自我评价”参考答案1.可以。根据光在均匀介质中直线传播的规律，将两条光线作反向延长，交点即是室内电灯的位置。2.7.463.瞄准器等。第 2 节 光的反射定律一、目标要求1. 了解光的反射现象，知道法线、入射角和反射角的含义。 理解光的反射定律。认识反射现象中光路的可逆性。 知道什么是镜面反射，什么是漫反射。 2.经历探究“光反射时的规律” ，获得比较全面的探究活动的体验。 通过“小制作”和“我的设计”，学习控制光束方向。通过对比观察，了解镜面反射和漫反射的主要差异。3. 在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度。 鼓励学生积极开展小发明、小制作活动，认识平面镜在科学技术、生产和生活中的广泛应用。 通过“走向社会：太空镜” ，提高学生将科学技术应用于生活和社会的意识。 二、重点与难点重点光的反射定律， 难点是应用反射定律控制光束方向和镜面反射与漫反射的成因。 三、教学过程1实验探究过程设计（1）课题的引入让学生认识到人类主要通过眼睛来获得信息，我们能够看见物体，是因为物体表面都能反射光，由此说明探究光的反射规律的意义。（2）光的反射定律的教学1.实验材料准备材料：激光笔、平面镜、白纸板、量角器、纸筒（牙膏盒）等。2.实验过程（1）用光反射实验器演示光的反射规律：图 4-2-1 所示是光的反射实验器,实验器的底座上竖立着一个白色的光屏，光屏的平面上刻有角度，中间为 0o, 0o的正下方 O 点处是放在底座上的小平面镜，用一条细小光束代表光线沿光屏的平面照射到平面镜上的 0 点处，这时光屏的平面上将显示入射光线 A0 以及由平面镜反射出来的反射光线 0B。讲述什么是法线，什么是入射角和反射角。引导学生根据前面的实验结果总结出反射规律反射规律探究结束后，让学生做一些应用反射定律控制光束方向的，为平面镜成像的学习做一些准备。在教科书图 4-2-3 的小制作中，为什么要求两块平面镜要保持平行，并与水平方向成 45？可以引导学生用光的反射定律来证明。在设计“将光偏转 180的装置”中，可以让学生思考设计还有什么缺陷，怎样改进。2.关于光路可逆性的教学让学生看课本图 4-2-5 小猫和小聪的漫画，为什么有这种现象？光反射时光路的可逆性，再由学生做一下有关的实验，教师站在教室外，通过平面镜观察学生，学生也一样观察教师。3.镜面反射和漫反射的教学如果有太阳光射入教室，也可以演示太阳光斜射在平面镜上，会在墙上产生一个明亮的光斑；用白纸反射则不会产生光斑。提出问题：这是为什么？ 反射定律是以理想化的光线为研究对象，每一条光线在发生反射时，无论是镜面反射，还是漫反射，都遵守反射定律。当反射面是一个光滑平整的镜面时，平行光束里各条光线的入射角都相等，根据反射定律，反射角也相等，所以，反射光束仍然是平行光束，这种反射是镜面反射。图 4-2-10 中，平行光束照射到凹凸不平的反射面时，这反射面可以看成是由许多小的平面组成，据此，可引导学生解释漫反射的原因。问题：黑板“反光”是怎么回事？图 4-2-1 亿库教育网 http:/www.eku.cc 百万教学资源免费下载亿库教育网 http:/www.eku.cc 百万教学资源免费下载第 3 节 平面镜成像一、目标要求1.了解平面镜成像的特点。平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。 了解日常生活中平面镜成像的现象。2.经历“平面镜成像特点”的探究过程，学习实验探究的基本思路和方法。 通过折纸，感悟虚像的形成原因。3.在探究“平面镜成像特点”中体会克服困难、解决问题， “发现”成功的喜悦。通过对桂林山水的图片观察，感受大自然的美。通过对平面镜的物与像对称的讨论，领略平面镜成像中的简洁对称之美。通过实验，培养实事求是的科学态度。 通过利用平面镜的小发明、小制作，认识平面镜在科学技术、生产和生活中的广泛应用。 二、重点与难点重点是设计探究平面镜成像特点的实验探究活动，难点是虚像概念的建立过程。 三、教学过程1.实验探究过程设计 学生对平面镜很熟悉。通过节首图“桂林山水” ，将平面镜的概念进一步拓广，同时学生能感受大自然之美。在平面镜成像实验探究中，要解决两个问题：一是掌握平面镜成像的特点，二是要学习实验探究的基本思路。（1）创设情景，提出问题让学生观察自己在平面镜内所成的像，并对成像的大小提出看法。通过观察，很多同学会象小聪一样，得出像比物小的想法。老师可以象小明那样把手放在镜子上，得出不同的结果。在此情景下，学生产生认知冲突，提出平面镜成像到底有什么规律的问题。（2）设计实验，进行探究制定计划与设计实验是本节课的重点。要让学生展开想象的翅膀，通过讨论，确定实验器材，制定实验计划及实验步骤。在课堂讨论中老师可适当提问加以引导，这样做可充分调动同学思维的主动性，使学生思路更加清晰，实验更有兴趣，实验探讨更有创造性，使学生有了敢于思考，敢于探索，敢于创新的精神。用玻璃板作平面镜，用相同的物体与像进行比较，通过视觉和触觉来感知虚像，是这个实验设计的三个极巧妙之处。如何让学生想到这些方法，是设计探究的关键。教材中，在实验中发现问题，学生讨论交流，以对话为路标，来经历这个设计过程。探究中，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。（3）分析与论证，提出新的猜想与假设在学生对若干次实验结论的分析时，要引导学生感知对称之美，提出关于物距和像距的猜想，进行探究。学生的探究活动，因为具有示范作用，所以要求学生按探究的环节进行。为了使学生通过动手实验，自己总结出规律，老师要积极引导学生讨论交流，帮助学生制订探究的计划。（4）结论通过探究活动，要求能总结出平面镜成像特点：像与物体大小相同。 像和物体到镜面的距离相等。（5）实验探究中的几点说明找出物体在平面镜中所成的像的位置，是学生探究出平面镜成像特点的关键。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。这个实验也可以用两个相同的跳棋子来做。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。 2.了解虚像是怎样形成的实验探究中，学生可以通过视觉和触觉来感知虚像，但很难从根本上理解平面镜的虚像是怎样形成的。所以教材的图 4-3-4 中，利用反射定律对光束分析，让学生来了解虚像的成因。为了使同学们能直观地看到光的传播过程及成像原理，有条件的老师可以用计算机课件来演示，结合实验时在玻璃板后面用屏幕接不着像的事实，使同学们理解虚象不是光的汇聚形成的。在“讨论交流”中，用纸条模拟演示过程，学生可进一步形象直观地认识平面镜成像的物理过程，从纸条的折叠和展开过程中能形象生动地认识物像关于镜面对称的关系。并由此总结出作图方法。3.平面镜成像的一些应用平面镜的应用比较广泛，教师引导学生对身边的事物观察，讨论一些平面镜成像的应用，例如水面倒影。也可以作为课后的活动，让学生调查生活中平面镜的使用等问题，或搞一些小发明，小魔术如万花筒等。亿库教育网 http:/www.eku.cc 百万教学资源免费下载亿库教育网 http:/www.eku.cc 百万教学资源免费下载第 4 节 光的折射规律一、目标要求1. 通过实验探究，知道折射光线、折射角的涵义，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。 了解生活中的光的折射现象，并能用光的折射规律进行解释。2. 经历“光的折射规律”的探究过程，学习描绘光路、记录实验数据的方法。 体验由折射引起的错觉，在实验中养成实事求是的科学态度。3. 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。 二、重点与难点重点是光的折射规律，难点是用光的折射规律解释现象。 三、教学过程展开1.实验探究过程设计： 首先让学生观看海市蜃楼的图片（图 4-4-1）或视频（见所附光盘），引起学生的学习兴趣。然后通过观察图 4-4-2 的实验现象引入课题，从而激发学生的思维，引发学生思考。 用实验演示光从空气射入水中的折射现象时，教师应引导学生从实验现象抽象出光的折射示意图，最后画出光路图，由此认识入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角、反射角等，为进一步探究光的折射规律作准备。有许多同学认为反射现象和折射现象二者不会同时发生。但事实上常常是反射和折射同时发生。借助这个演示实验，要澄清学生的模糊认识。实验探究中，先介绍实验装置：激光光源、玻璃砖等。让学生猜想，一束光射到玻璃砖平面上，进入玻璃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？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，注意观察玻璃中折射光线的方向怎样改变，记录光路。实验中如何记录光路，对学生是一个难点。教师引导学生由发光点、入射点、从玻璃的出射点来确定光路。最后，让学生总结出光从空气斜射入玻璃中时的折射规律。2.光路的可逆性：用实验模拟小猫叉鱼问题，由于折射成像问题比较复杂，让他们到实际中体验，使他们相信折射真的产生错觉。并由此引出折射光路可逆性的讨论。光路的可逆性也可通过实验来验证，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