物理学与人类文明优秀说课稿

第1节

美丽动人的光影世界

人类生活的每一天都有光的影子，光在的人们日常生活中占据着重要的地位，没有了光人类将无法享受这五彩斑斓的世界。生活中，光与影显示着大自然的鬼斧神工，同时，人们也把光学广泛的应用在日常生活中。

光在同种均匀介质中沿直线传播，这是光的基本特性之一，也是人类认识光的起点。大自然的神秘现象，日食和月食就是光的直线传播原理再现。在我国古代，人们不了解月食的形成原因，迷信地认为发生月食是将要有大的灾难，因此把月食叫做“天狗吃月亮”。日常生活中，人们巧用光的直线传播特性，如舞台表演的探射灯，五彩缤纷，纵横交错，让人有梦幻的感觉；排队时，只看到前一个人就表示队伍站齐了，借此可训练整齐划一的阅兵方列；小孔成像；激光准直等。图1皮影戏是中国民间古老的传统艺术，入选人类非物质文化遗产代表作名录。艺人们在白色幕布后面，一边操纵影人，一边用当地流行的曲调讲述故事，同时配以打击乐器和弦乐，有浓厚的乡土气息。2016年9月4日G20图1 杭州峰会《最忆是杭州》实景演出交响音乐会惊艳唯美，灯光是此次演出的一大亮点，灯光效果虚实结合，美轮美奂。全场用灯光来刻画了一个特别的氛围，营造出一种湖光山色的感觉，做到一种比画里面还美的意境。用20万米的星星光，把边上的树都勾了一遍，做出四季的变化，让树、水和远山形成一幅动态的画，有一种水墨画的意境。让人在灯光里领略中国古典文化的诗情画意，在灯光里领略四季变幻。50分钟的演出，有100个以上的灯光变化，靠灯光、湖水倒景、月色等方方面面传递出“诗情画意”，表达中国之美。

光除了直线传播，还可以曲线传播（折射）。光的折射现象让人们看到的世界变得奇艳。月亮对于人类来说，是最大规模的反射现象。由于月球表面比较凹凸不平，主要发生漫反射，所以夜空中我们看到的月光相对柔和，没有太阳光那么刺眼，因而能够“赏月”。

在古人眼里,一轮明月,诗意盎然，明月的意象是中国文学中的最为常见的形象之一。海市蜃楼是非常神奇又难得一见的自然景观，多出现于海上和沙漠中。此奇景在我国古代经常被神化，其实它的的形成主要是由于光的折射和全反射造成的，原理如图2所示。日常生活中，人们还利用反射原理，设计生产出哈哈镜、汽车后视镜、公路上的标志牌、潜望镜；利用折射原理生产出眼镜、放大镜、相机镜头、凸透镜、凹透镜等工具，方便了

1 图2

工作，美化了生活。

光的色散指的是复色光分解为单色光的现象。雨后彩虹是空气中的水珠起到三菱镜的作用，使太阳光发生色散现象。这也是让人们最原始地感受自然界美丽的色彩。而万花筒更是人们初始对色散最简单的应用，直接把色彩的美带到我们身边。随着科技的不断发展，出现了更多对色散的应用。如：照片成像。彩色的是有三层感光层和滤光层，分别感应红、蓝、黄色光，冲洗是各层与各层相对应的染料反应，形成彩色的影像负片，再经过扩印，把人们美好的瞬间定格在彩色照片上。色散技术在各领域中不断发展，在拍照摄影领域，利用光的散射可以拍摄出更加有意境的场景；在科研领域中，光的散射被大量应用于微小粒子分析当中。色散技术还应用于物相分析、光纤波导等领域。

光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。儿童用肥皂水或洗衣粉水吹泡泡，就能吹出有着彩色花纹的气泡，这其实是一种薄膜干涉自然现象。日常生活中，全息照相、电子显微镜、光谱仪等都是其重要应用。全息照相

能给出和原物大小一样、细节精美、形状逼真的三维图像，如图3所示G20杭州峰会的演出中大胆尝试了在水上室外自然环境使用佩珀尔幻象(Pepper's ghost)全息投影技术，在节目《天鹅湖》中由真实演员与虚拟影像虚实互动结合，这也是这个剧目有史以来第一次在真正的湖面上表演。当小天鹅们起舞时，全息影像技术变换出无数只小天鹅，光影魔术再次惊艳全场。这人们感受到光影的美。近年来模压全息逐步进入到人们生活中，并受到人们的欢迎和喜爱。模压全息把浮雕艺术和照相艺术相结合，用多层次体现三维空间，极具有观赏价值它除了作为艺术全息品便于携带和保存外，已广泛用于防伪标识、贺卡、商标、纪念封和图书插图等领域。近十几年出现的采用光子探测器(CCD)和计算机控制的新型光谱分析仪器，它集信息采集，处理，存储诸功能于一体，使传统的光谱技术发生了根本的改变，大大改善了工作条件，提高了工作效率。

总之，光给人们带来光明，给人们送来温暖，世界因光而变得更美丽。

课后思考与探究

结合光和影的原理，设计一款个性十足的灯罩。

图3

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