内容正文:
第18课 透镜(教师版)
SHAPE \* MERGEFORMAT
课程标准
课标解读
1.认识透镜以及透镜的分类;
2.理解透镜的主要概念;
3.了解透镜对光的作用;
4.掌握透镜的三条主要光线。
1.知道生活中透镜应用的例子;
2.了解什么是透镜,理解透镜是利用光的折射规律;
3.会对透镜进行分类(凸透镜和凹透镜);
4.掌握三条特殊光线并会画三条特殊光线;
5.了解透镜对光的作用。
SHAPE \* MERGEFORMAT
知识点01 透镜概念与分类
1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2.透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3.透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
【知识详解】认识透镜
1.透镜:由透明物质制成(一般是玻璃),至少有一个表面是球面的一部分,且透镜厚度远比其球面半径小的多。广义说凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜,如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。透镜是一种模型,常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜,甚至一滴水都可以看做是一个透镜。
2.凸透镜
原理: 利用光的折射原理制成的光学器件。
形状: 中央较厚、 边缘较薄。
对光的作用: 凸透镜对光有会聚作用,所以凸透镜又叫做会聚透镜。
3.凹透镜
中央比边缘薄的透镜叫凹透镜。凹透镜对光有发散作用,所以凹透镜又叫做发散透镜。
【知识拓展】透镜的鉴别
1.“摸”:用手摸透镜,中间厚、边缘薄的是凸透镜;中间薄、边缘厚的是凹透镜。
2.“照”:让透镜正对太阳光,移动透镜,在接收屏(地面、纸面等)上能的到较小、较亮光斑的为凸透镜,否则为凹透镜。
3.“看”:用透镜看字,能让字放大的是凸透镜,只能是缩小的是凹透镜。
【对点练习1】现有五种光学元件如图甲所示,对图乙的光路图,方框中可放入的元件为( )。
A. 2或4 B.1或5 C.1或3或5 D.2或3或4
【答案】C。
【解析】由图可知,光经过透镜后变得发散了,所以方框内应放入凹透镜,而1、3、5都为凹透镜。
【对点练习2】张家界因山而著名,吸引许多中外游客来旅游,有少数游客在山上游玩时将空纯净水瓶扔在山上,这样做既污染了环境,同时还可能引起山林火灾。这是因为当下雨时纯净水瓶装入水后,就相当于一个 透镜。晴天强太阳光照射它时,它对光线会产生 作用,可能会引起枯叶着火。因此我们在山中游玩时一定要注意保护环境。
【答案】凸;会聚。
【解析】装入水的纯净水瓶能透光,并且中间厚、边缘薄,此时就是一个水凸透镜,在一些特定的条件下,会因为会聚的阳光恰好使易燃物因温度升高而燃烧,发生火灾。
故答案: 凸;会聚。
知识点02 透镜光路与透镜作用
1.透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
(1)过透镜两个球面球心的直线叫主光轴(主轴),用“CC/”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O”表示。
a.凸透镜光路
b.凹透镜光路
图(1) 透镜光路示意图
(2)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F”表示,如图(2)a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点),如图(2)b所示。
a.凸透镜光路概念
b.凹透镜光路概念
图(2)透镜光路概念
(3)焦点到光心的距离焦距,焦距用“f”表示,图(1)中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
(4)物体到光心的距离叫物距,用“u”表示。
(5)像到光心的距离叫像距,用“v”表示。
2.透镜的三条特殊光线
(1)过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图(3)所示。
图(3)过光心的光线
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图(4)所示。
图(4)平行于主轴的光线
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图(5)所示。
图(5)过焦点的光线
3.透镜的作用:凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜;凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。
【知识详解】认识主光轴和光心
如下图所示:透镜上通过两个球心的直线CC′叫主光轴;主光轴上有一个特殊