内容正文:
第五节 科学探究:凸透镜成像
素养目标
1. 知道凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。掌握凸透镜成像的规律。(物理观念)
2. 通过凸透镜成像的探究实验,运用观察、比较、列表等方法总结出凸透镜成像的规律,培养分析解决问题的能力。(科学思维)
3. 通过实验探究凸透镜成像的基本规律。(科学探究)
4. 培养对探究结果进行交流、评价的能力和对生活现象观察分析的能力。(科学态度与责任)
一、凸透镜
1. 定义:中间较 厚 ,边缘较 薄 的透镜。
2. 主光轴:通过两个球面 球心 的直线,叫做透镜的 主光轴 ,简称 光轴 。
3. 焦点:平行于主光轴的光经凸透镜 会聚 的点,称为凸透镜的 焦点 (符号: F )。凸透镜的两侧各有一个焦点。
4. 光心:凸透镜的 中心 。用符号 O 表示。
5. 焦距: 焦点 到 光心 的距离。用符号 f 表示。
6. 凸透镜对光的作用:凸透镜对光有 会聚 作用,所以凸透镜又叫 会聚 透镜。
二、凸透镜成像
7. 物距:指 物体 到 光心 的距离,用符号 u 表示。
8. 像距:指 像 到 光心 的距离,用符号 v 表示。
三、凹透镜
9. 定义:中央比边缘 薄 的透镜。
10. 凹透镜对光的作用:凹透镜对光有 发散 作用,所以凹透镜又叫做 发散 透镜。
【判一判】
1. 凸透镜对光线具有会聚作用。 ( √ )
2. 凸透镜只对平行光有会聚作用。 ( × )
3. 凹透镜对光线有发散作用。 ( √ )
4. 利用凸透镜能取火是利用了凸透镜对光线的会聚作用。 ( √ )
5. 所有的光线经过凸透镜或凹透镜都会发生偏折。 ( × )
6. 利用凸透镜成不同的像的原因是物距不同。 ( √ )
【填一填】
7. 现在的手机都有摄像功能,手机的摄像头的镜头是一个 凸透镜 ,在进行自拍的时候使用自拍杆,是为了 增大 物距,拍摄的照片范围会更大。
8. 当有人敲门的时候,我们可以通过进户门上面的“猫眼”来查看一下是谁来了。“猫眼”其实是一个 凹透镜 ,通过“猫眼”看到的是一个正立的、 缩小 的虚像。
凸透镜对光线的作用
下雨之后,小狗花花在透明的雨棚下睡觉,这时候它窝上的薄塑料布上已经聚积了一层厚厚的雨水。一觉醒来,雨过天晴,太阳公公将阳光透过积水把花花照得暖烘烘的。花花正打算出去玩,突然,灾祸降临了,花花的尾巴起火了,天哪!这是谁干的呢?请根据以上情景回答下列问题。
小狗花花的尾巴为什么会着火?
答案:因为它的窝上面盖的塑料布上的雨水中间厚、边缘薄形成了一个凸透镜,对光线有会聚作用,把太阳光正好会聚到尾巴上,尾巴局部温度升高,所以尾巴会起火。
怎样粗略测出凸透镜的焦距?
答案:把凸透镜放在阳光下,让凸透镜正对太阳光,上下移动凸透镜,直到在地面上出现一个最小、最亮的光斑即为凸透镜的焦点,用刻度尺测量出焦点到光心的距离即为凸透镜的焦距。
怎样利用凸透镜获得平行光?
答案:如图,把小灯珠等点光源放在凸透镜的焦点上,根据光路可逆可知通过凸透镜折射后就会得到平行光。
是否所有的光线经过凸透镜之后都会发生偏折?
答案:不是,经过光心的光线传播方向不变。
关于凸透镜对光的作用,下列说法正确的是( C )
A. 光通过凸透镜后会变成平行光
B. 只对平行光有会聚作用
C. 对任何光都有会聚作用
D. 对不平行的光有发散作用
凸透镜对任何光束都有会聚作用。光束经过凸透镜的折射之后变得会聚一些,但是不一定要相交或平行。
完成下列光路图。
根据凸透镜对光线的作用进行作图。
答案:如图所示。
1. 小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光,但没有仔细调节纸片与透镜的距离,在纸片上的光斑并不是最小时,就测出了光斑到凸透镜中心的距离L,那么,凸透镜的实际焦距( D )
A. 一定小于L
B. 一定大于L
C. 可能等于L
D. 可能小于L、也可能大于L
解析:只有在焦点处得到的光斑最小、最亮,在焦点之前和焦点之后光斑都不是最小的。当测量距离为L时,焦距可能大于L,也可能小于L。如图所示。
2. 炎炎夏日,汽车停在露天停车场,若把装满水的矿泉水瓶留在车内(如图),太阳光通过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃。这是因为( C )
A. 矿泉水瓶相当于一个凹透镜,会聚光线
B. 矿泉水瓶相当于一个凹透镜,发散光线
C. 矿泉水瓶相当于一个凸透镜,会聚光线
D. 矿泉水瓶相当于一个凸透镜,发散光线
解析:装满水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,这样就会使太阳光会聚于一点,凸透镜焦点处的温度高,达到易燃物的着火点,易燃物燃烧引起火灾。
探究凸透镜成像规律
一天,小明拿着放大镜看书本上的字,发现书本上的字变大了,他把放大镜逐渐远离课本,又发现字变得更大了,继续远离,突然他发现字都