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光的直線(xiàn)傳播 光速
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、知道光在同一種均勻媒質(zhì)中是沿直線(xiàn)傳播的．
2、知道光的直線(xiàn)傳播的一些典型事例（如小孔成像、日月蝕等）．
3、記住光在真空中的傳播速度．不要求知道光速的測(cè)量方法．
能力目標(biāo)
1、能根據(jù)光的直線(xiàn)傳播原理找出本影和半影，能解決日月蝕問(wèn)題．
2、會(huì)使用光的直線(xiàn)傳播性質(zhì)解釋有關(guān)光現(xiàn)象如：影子的形成．
情感目標(biāo)
1、通過(guò)光的直線(xiàn)傳播的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生正確的認(rèn)識(shí)日月蝕現(xiàn)象，破除傳統(tǒng)的迷信思想，樹(shù)立科學(xué)的人生觀(guān)．
2、用科學(xué)家對(duì)光速進(jìn)行測(cè)定的不懈努力的事實(shí)，教育學(xué)生面對(duì)困難要樹(shù)立信心，勇于探索．
3、利用幾何知識(shí)解決光學(xué)問(wèn)題，學(xué)會(huì)知識(shí)的遷移和變通．
教學(xué)建議
本節(jié)內(nèi)容是在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加深和拓寬．
重點(diǎn)掌握以下幾部分知識(shí)點(diǎn)：
1、光沿直線(xiàn)傳播的條件：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播．
講解時(shí)能說(shuō)明光沿直線(xiàn)傳播的實(shí)例有：小孔成像，本影和半影等都能證明光沿直線(xiàn)傳播．
2、光源：能夠發(fā)光的物體．是把其它形式的能轉(zhuǎn)化為光能的裝置．
3、光線(xiàn)：光線(xiàn)只代表光的傳播方向，它不是客現(xiàn)實(shí)際存在的東西，光線(xiàn)是光束的抽象．是在研究光的行為時(shí)用來(lái)表示光的傳播方向的有向直線(xiàn)．
4、光束：有一定關(guān)系的一些光線(xiàn)的集合稱(chēng)為光束
5、介質(zhì)（媒質(zhì)）、光在其中傳播的物質(zhì)、但要注意：光傳播時(shí)并不需要介質(zhì)．
6、影：光線(xiàn)被擋住所形成的暗區(qū)．影可分為本影和半影，在本影區(qū)域內(nèi)完全看不到光源的光照射，在半影區(qū)域內(nèi)只能看到部分光源發(fā)出的光．如果是點(diǎn)光源，只能形成本影，如果不是點(diǎn)光源，一般會(huì)形成本影與半影．光的直線(xiàn)傳播可以通過(guò)本影和半影的實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)如圖所示一個(gè)點(diǎn)光源，在不透明的物體后面能形成一塊陰暗的區(qū)域．
如圖所示兩個(gè)或幾個(gè)光源，在不透明的物體后面能造成本影和半影區(qū)域．
7、日食：發(fā)生日食時(shí)，太陽(yáng)、月球、地球在同一條直線(xiàn)上，月球在中間，在地球上月球本影里的人看不到太陽(yáng)的整個(gè)發(fā)光表面，這就是日全食，如a區(qū)．在月球半影里的人看不到太陽(yáng)某一側(cè)的發(fā)光表面，這就是日偏食如b區(qū)，在月球本影延長(zhǎng)的空間里的人看不到太陽(yáng)發(fā)光表面的中部，能看到太陽(yáng)周?chē)陌l(fā)光環(huán)形面，這就是日環(huán)食，如c區(qū)．
8、月食：發(fā)生月食時(shí)，太陽(yáng)、月球、地球同在一條直線(xiàn)上，地球在中間，如圖所示，當(dāng)月球全部進(jìn)入地球本影區(qū)域時(shí)形成月全食，如圖a區(qū)；當(dāng)月球有一部分進(jìn)人地球本影區(qū)域時(shí)形成月偏食，如圖b區(qū)；但要注意，當(dāng)月球整體在c區(qū)時(shí)并不發(fā)生月偏食．
9、光速：通常光在真空中的速度為C=3.00×108m/s．
注意：光在介質(zhì)中的傳播的速度都將小于該值．
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
光的直線(xiàn)傳播、光速
（－）引入新課
現(xiàn)在我們學(xué)習(xí)光學(xué)知識(shí)，在初中我們學(xué)習(xí)過(guò)，請(qǐng)同學(xué)們思考如下問(wèn)題：
1、什么叫光源，生活中有哪些物體是光源？
2、光線(xiàn)如何表示？
3、小孔成像說(shuō)明了什么？
在學(xué)生思考后請(qǐng)同學(xué)提問(wèn)，教師就學(xué)生的回答進(jìn)行解釋和說(shuō)明．由此引入新課．
（二）教學(xué)過(guò)程
教師帶動(dòng)學(xué)生重點(diǎn)分析以下知識(shí)點(diǎn)：
1、光源：
�。╨）光源：（自身）發(fā)光的物體、如：太陽(yáng)、蠟燭的光焰等．
注意：月亮不是光源，因?yàn)樵铝帘旧聿话l(fā)光，而是反射的太陽(yáng)光．
點(diǎn)光源：可忽略自身尺寸的光源，象質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、理想氣體一樣，是理想化的物理模型．當(dāng)光源的尺寸遠(yuǎn)小于它到觀(guān)提點(diǎn)的距離時(shí)就可看作點(diǎn)光源．
�。�2）光能：光具有的能量，包含在光束中．
光源發(fā)光的過(guò)程是其他形式的能轉(zhuǎn)化為光能的過(guò)程，光照到物體上，光能又可轉(zhuǎn)化為其它形式的能．光束射入人眼才能引起人的視覺(jué)．
2、光的直線(xiàn)傳播
�。�1）介質(zhì)：光能夠在其中傳播的物質(zhì)、如：空氣、水、玻璃等．
注意：光能在真空中傳播，說(shuō)明光的傳播并不依靠介質(zhì)．
�。�2）光直線(xiàn)傳播的條件：同一種均勻介質(zhì)中．
光直線(xiàn)傳播產(chǎn)生的光現(xiàn)象有：小孔成像、形的形成、日食和月食等．
3、影：
�。╨）點(diǎn)光源的影
點(diǎn)光源發(fā)出的光，照到不透明的物體上，物體向光的表面被照明，在背光面的后方形成一個(gè)光線(xiàn)照不到的黑暗區(qū)域．
�。�2）較大發(fā)光面的本影和半影．
完全不會(huì)受到光的照射的范圍是本影，本影周?chē)�有一個(gè)能受到光源發(fā)出的一部分光照射的區(qū)域，是半影，比較以上兩圖，光源的發(fā)光面積極大，本影區(qū)越小，無(wú)影燈就是根據(jù)此原理設(shè)計(jì)的．
注意強(qiáng)調(diào)：本身能夠發(fā)光的物體叫光源，光源發(fā)出的光可用光線(xiàn)表示，但光線(xiàn)實(shí)際上是不存在的；光在同一種約勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播，正因如此，才能在障礙物的背面留下影子．
關(guān)于光的直線(xiàn)傳播的問(wèn)題，除了一些現(xiàn)象解釋以外，還會(huì)出現(xiàn)一部分相關(guān)的計(jì)算和證明，大多數(shù)都是利用光的直線(xiàn)傳播理論和幾何知識(shí)來(lái)解決的．
例題1：一人自街上路燈的正下方經(jīng)過(guò)，看到自己頭部的影子正好在自己的腳下，如果人以不變的速度朝前走，試證明他頭部的影子相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．
分析證明：
先根據(jù)光的直線(xiàn)傳播和幾何知識(shí)，確定某時(shí)刻人頭影的位置，再應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)出其位移或速度的表達(dá)式即可得證．
設(shè)燈高為H，人高為h，如圖所示、人以速度V經(jīng)一段時(shí)間；到達(dá)位置A處．
由光的直線(xiàn)傳播可知：人頭的影應(yīng)在圖示B處，由三角形相似得：
即：
人頭的影的速度
因?yàn)镠、h、V都確定，故V也是確定的，即人頭的影的運(yùn)動(dòng)是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．
例2 某夏天中午晴天，若發(fā)生了日偏食，在樹(shù)蔭下，可看見(jiàn)地面有一個(gè)個(gè)亮斑，這些亮斑是太陽(yáng)光透過(guò)濃密的樹(shù)葉之間的縫隙照射到地面上形成的，這些亮斑的形狀是：
A、不規(guī)則的圖形 B、規(guī)則的圖形
C、規(guī)則的月牙形 D、以上都有可能
分析解答：
亮斑是由小孔成像所致，小孔成像是因光的直線(xiàn)傳播產(chǎn)生的，其所成像相對(duì)物而言是倒立的與物形狀相似的實(shí)像，其形狀與小孔的形狀無(wú)關(guān)，故選（C）．
通過(guò)以上實(shí)例的分析，請(qǐng)同學(xué)注意在以后處理有關(guān)光的直線(xiàn)傳播的問(wèn)題時(shí)，一定要充分利用數(shù)學(xué)幾何知識(shí)，結(jié)合正確的光路圖來(lái)求解．
探究活動(dòng)
1、動(dòng)手制作一個(gè)小孔成像觀(guān)測(cè)器．
2、查閱資料，了解歷史上對(duì)光的傳播速度的測(cè)定方法．
3、注意觀(guān)測(cè)發(fā)生日食和月食時(shí)的現(xiàn)象以及規(guī)律．
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