4.1 凸透镜与凹透镜（教学课件）-【上好课】八年级物理全一册同步高效课堂（沪科版2024）

义务教育物理课程标准实验教科书编写组  编著 第四章  神奇的透镜 八年级•全一册 上海科学技术出版社 说明 ppt使用高质量视频，资源比较大，本ppt约70MB. 本ppt共有50张、5个小视频，可根据需要选择点播. 本ppt使用PowerPoint制作，建议使用PowerPoint播放. 视频资源 ①视频讲解—《用太阳光测量凸透镜的焦距》 ②视频讲解—《透镜的焦点和焦距》 ③视频讲解—《透镜对光的作用》 ④视频讲解—《凸（凹）透镜的三条特殊光线》 致老师、同学 免责声明：ppt中的部分视频来源于自有媒体，其版权归原作者所有，如涉及版权问题，请及时联系我们删除。 在生活中，常看见一些用玻璃制作的与“镜”有关的用品，让我们认识一下。 老花镜 近视镜 放大镜 导入新课 照相机上的镜头 投影机上的镜头 它们有一个共同的特点：都是玻璃制作的，且能透光，在物理上叫做透镜。透镜有什么重要的性质？所成的像有什么特点？ 显微镜的镜头 导入新课 学习目标 1 通过观察与实验，了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。（科学探究） 2 能认识光心、焦点和焦距，会画光路图。（科学思维） 3 能用这些知识解释生产生活中的相关现象。（物理观念） 目录导航 1 学习新课 2 课堂总结 3 课后作业全解 4 综合提升训练 一、学习新课 悟理物理 工作室 7 一、凸透镜 试一试 分别透过平板玻璃与放大镜看书上的字，会得到不同的效果，这是因为放大镜的表面是球面的一部分。放大镜是一种透镜。透镜通常用玻璃制成，其两侧或一侧表面常被磨成球面。 透镜有两大类：凸透镜和凹透镜。下面我们来了解这两类透镜的特点。 透过放大镜欣赏书法 一、凸透镜 1. 凸透镜 （1）凸透镜：凸透镜是光学元件的一种，其形状是中央较厚、边缘较薄，凸透镜镜面的两个表面或至少一个表面是球面的一部分。 （2）薄透镜：如果透镜的厚度远小于球面半径，我们称这种透镜为薄透镜。放大镜的镜片就是凸透镜，照相机及望远镜等也用到了凸透镜这类光学元件。 2. 凸透镜对光有会聚作用 一、凸透镜 （1）让平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。 （2）实验现象：与主光轴平行的光经凸透镜后会聚于一点。 （3）实验结论：凸透镜对光有会聚作用（也叫会聚透镜）。 一、凸透镜 （1）光心与光轴：平行光照射到凸透镜会聚于一点的光路图如图所示，凸透镜的中心O称为光心，通过光心的光，其传播方向不变； 通过光心且垂直于透镜表面的直线称为主光轴，简称光轴。 （2）焦点与焦距：平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚的点称为凸透镜的焦点，符号为F，凸透镜的两侧各有一个焦点，焦点到光心的距离称为焦距，用字母f 表示。 3. 凸透镜的焦点与焦距 凸透镜的焦点与焦距 （3）凸透镜的两个焦点和焦距 凸透镜两侧各有一个焦点F1、F2，这两个焦点关于光心对称，两侧的两个焦距 f 相等。 焦点 F1 f1 焦距 焦点 F2 f2 焦距 一、凸透镜 一、凸透镜 （4）凸透镜焦距的意义 焦距是凸透镜的一个重要参数，凸透镜的焦距越大，凸透镜对光的会聚作用越小。在上面的实验中，通过测量焦点到凸透镜的距离可估测该凸透镜的焦距。 如图所示，乙凸透镜的焦距小，对光的会聚作用强。 甲 乙 F 主光轴 （1）凸透镜对非平行光线也起会聚作用 凸透镜使光线会聚，是相对入射光线而言的。凸透镜对光线的会聚作用是指把入射光线会聚了，其折射光线比入射光线更靠拢主光轴。 会聚 会聚 （5）理解透镜对光的作用 一、凸透镜 太阳离我们非常远，射到地面的阳光可以看做平行光。想一想，怎样利用阳光测量凸透镜的焦距。找几个不同规格的凸透镜，试着测量它们的焦距。 太阳光聚焦法：把凸透镜正对太阳光，上下移动透镜，能在纸上形成最小、最亮的光斑，这个光斑是凸透镜的焦点，用刻度尺测量焦点到凸透镜的距离是凸透镜的焦距。 焦点 F 焦距 f （6）利用阳光测量凸透镜的焦距 一、凸透镜 演示实验——《用太阳光测量凸透镜的焦距》 一、凸透镜 二、凹透镜 1. 凹透镜 （1）凹透镜：凹透镜是光学元件的一种，其形状是中央较薄、边缘较厚，凸透镜镜面的两个表面或至少一个表面是球面的一部分。 二、凹透镜 （1）让平行于透镜主光轴的几束光射向凹透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。 （2）实验现象：与主光轴平行的光经凹透镜后向外发散。 （3）实验结论：凹透镜对光有发散作用（也叫发散透镜）。 1. 凹透镜对光有发散作用 二、凹透镜 （1）光心与光轴：凹透镜的中心O称为光心，通过光心的光，其传播方向不变；通过光心且垂直于透镜表面的直线称为主光轴，简称光轴。 （2）焦点与焦距：平行于主光轴的光经凹发散后，其反向延长线的交点叫凹透镜的焦点。凹透镜的两侧各有一个焦点。 2. 凹透镜的焦点与焦距 凹透镜的焦点与焦距 （3）凹透镜的两个焦点和焦距 凹透镜有两个焦点，关于光心对称。 （4）凹透镜焦距的意义 凹透镜焦距 f 的大小表示其光发散能力的强弱， f 越小，对光的发散能力越强。 二、凹透镜 二、凹透镜 （5）凹透镜对非平行光线也起发散作用 凹透镜使光线发散，是相对入射光线而言的。凹透镜对光线的发散作用是指把入射光线发散了，其折射光线比入射光线更远离主光轴。 F F 发散 发散 二、凹透镜 视频讲解——《透镜对光的作用》 二、凹透镜 视频讲解——《透镜的焦点和焦距》 跟踪练习 【例题1】透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的________ （选填“直线传播”“折射”或“反射”）。中间比边缘______ 的透镜是凸透镜，如图中的______（填字母）；中间比边缘______的透镜是凹透镜，如图中的______ 。（填字母） 透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的折射；中间厚边缘薄的是凸透镜；中间薄边缘厚的是凹透镜；由图可知，B、C中间厚边缘薄是凸透镜；A、D中间薄边缘厚是凹透镜。 B、C 折射 厚 A、D 薄 跟踪练习 【例题2】关于凸透镜和凹透镜，下列说法中正确的是（ ） A．光经过凸透镜后一定会聚到一点 B．光经过凸透镜后，一定会平行射出 C．凹透镜对光有发散作用 D．光经过凹透镜，折射光线的反向延长线一定会相交 C AB．凸透镜对光线的会聚作用，这种会聚是相对于原来的光线，所以光经过凸透镜后不一定会聚到一点，也不一定会平行射出，故AB错误； C．凹透镜对光有发散作用，故C正确； D．光经过凹透镜，折射光线的反向延长线不一定会相交。故D错误。 所以选C。 跟踪练习 【例题3】公元前2世纪，西汉淮南王刘安的《淮南万毕术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”，其描述的现象如图所示，下列说法错误的是（ ） A．“削冰令圆”指的是把冰削成凹透镜 B．“举以向日”指的是冰透镜正对太阳光 C．“以艾承其影”中的“影”指冰透镜的焦点 D．“则火生”是因为冰透镜能会聚光线 A A．将冰磨成一种冰透镜，该透镜中间厚、边缘薄，属于凸透镜，“削冰令圆”指的是把冰削成凸透镜，A错误，符合题意； B．“举以向日”指的是冰透镜正对太阳光，让太阳光平行于凸透镜的主光轴照到凸透镜上，故B正确，不符合题意； C．凸透镜能将平行光会聚在焦点处，所以“以艾承其影”中的“影”指冰透镜的焦点，故C正确，不符合题意； D．“则火生”是因为冰透镜是凸透镜，能会聚光线，从而将太阳光的能量集中，产生高温，引燃艾草，故D正确，不符题意。 故选A。 跟踪练习 【例题4】在下列虚框中放入适当的凸透镜或凹透镜，光路图成立。其中放入凹透镜的是（　　） A．甲和丁 B．乙和丁 C．丙和丁 D．乙和丙 D 甲图中，平行光经过透镜后光线变会聚了，则虚框中放入的透镜能会聚光，是凸透镜；乙中光线平行光经过透镜后变发散了，则虚框中放入的透镜能将光发散，是凹透镜；丙中光线，会聚的光线经过透镜后光线比之前变发散了，则虚框中放入的透镜能将光发散，是凹透镜；丁图中，会聚的光线经过透镜后变成平行光，则虚框中放入的透镜能会聚光，则虚框中放入的是凸透镜；综上所述，放入凹透镜的是乙和丙，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 三、透镜的三条特殊光线 （3）经过凸透镜焦点的光线经 凸透镜折射后平行于主光轴 F F （2）平行于主光轴的光线经 凸透镜折射后通过焦点 F F （1）通过光心的光线 传播方向不改变 F F 1. 凸透镜的三条特殊光线 三、透镜的三条特殊光线 视频讲解——《凸透镜的三条特殊光线》 三、透镜的三条特殊光线 （3）对着凹透镜异侧虚焦点入射的 光线经凹透镜后平行于主光轴 F F （2）平行于主光轴的光线经凹透镜后 发散光线的反向延长线通过虚焦点 F F （1）通过光心的光线 传播方向不改变 F F 2. 凹透镜的三条特殊光线 三、透镜的三条特殊光线 视频讲解——《凹透镜的三条特殊光线》 【例题4】早在2000多年前，我国古人就能“削冰向日取火”，即用冰磨成一种透镜，让太阳光透过它点燃柴草取火，如图甲所示。请在图乙中画出光线AB经冰透镜后的折射光线和光线CD对应的入射光线（O点为透镜的光心，F为透镜的两个焦点）。 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。如图所示。 跟踪练习 【例题5】如图所示，光源S发出的两条光线射向凹透镜，其中光线①平行于主光轴，光线②经过光心，画出它们经过凹透镜的折射光线。（须保留必要的作图痕迹） （1）过光心的光线经凹透镜后传播方向不改变。 （2）入射光线平行于主光轴，则经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，如图所示。 跟踪练习 二、课堂总结 悟理物理 工作室 34 二、课堂总结 凸透镜与凹透镜 凸透镜 ①凸透镜：中间厚、边缘薄的镜片. ②凸透镜对光有会聚作用. ③光心与光轴：凸透镜的中心O称为光心，通过光心且垂直于透镜表面的直线称为主光轴，简称光轴. ④焦点与焦距：平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚的点称为凸透镜的焦点F；焦点到光心的距离称为焦距f. ①凹透镜：中间薄、边缘厚的镜片. ②凹透镜对光有发散作用. ③光心与光轴：凹透镜的中心O称为光心；通过光心且垂直于透镜表面的直线称为光轴. ④焦点与焦距：平行于主光轴的光经凹发散后，其反向延长线的交点叫凹透镜的焦点。凹透镜的两侧各有一个焦点. 凹透镜 三、课后作业全解 悟理物理 工作室 36 1．一家汽车美容店的门口，贴有“爱车小贴士”，其上有温馨提醒：“烈日下洗车须及时擦干，否则会导致车漆失去光泽。”你认为这种说法正确吗?为什么? 三、课后作业全解 正确。 当车上的水未擦干时，水滴相当于一个水凸透镜，可以会聚太阳光，使得局部温度过高而灼伤汽车表面油漆从而失去光泽，所以“爱车小贴士”有道理。 2．选用凸透镜和凹透镜时，若要对光有发散作用，应选择______镜；要对光有会聚作用，应选择______镜。 三、课后作业全解 凸透镜对光有会聚作用，若要对光有会聚作用，应选择凸透镜； 凹透镜对光发散作用，若要对光有发散作用，应选择凹透镜。 凹透 凸透 由图可以看出甲透镜对光有发散作用（与原来的入射光比较）所以甲是凹透镜；乙透镜对光有发散作用（与原来的入射光比较）所以乙也是凹透镜。 故选C。 三、课后作业全解 3．光经过透镜折射前后的光路如图所示，则下列对虚线框内的透镜类型判断正确的是（ ） A.甲是凹透镜，乙是凸透镜 B.甲是凸透镜，乙是凹透镜 C.两个都是凹透镜 D.两个都是凸透镜 C 图（a）中平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，折射光线会经过焦点，据此画出折射光线。图（b），由平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点可知，入射光线平行于主光轴，如图所示。 三、课后作业全解 4．在图（a）中，画出平行于主光轴的入射光线经透镜折射后的光线。在图（b）中画出折射光线的人射光线。 应选择凸透镜。 凸透镜对光线有会聚作用，一束平行于主光轴的平行光经凸透镜折射后会交在凸透镜的焦点上，根据光路是可逆的，将小灯泡放在凸透镜的焦点上，在另一侧也可以得到一束平行光。 三、课后作业全解 5．如果想要小灯泡发出的光经透镜折射后能近似形成平行光，应选择凸透镜还是凹透镜?小灯泡应放在哪个位置? 身边的一些凸透镜如放大镜、老花镜等。 将一个凸透镜正对太阳光或平行光源，再把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与纸的距离，直到纸上出现一个最小、最亮的光斑，就是焦点。测出光斑到透镜中心的距离即为焦距。 三、课后作业全解 6. 收集身边的一些凸透镜，想办法测出它们的焦距。 1．一颗水珠可以看成是一个凸透镜吗?为什么? 答：一颗水珠可以看成是一个凸透镜。‌这是因为水珠的形状中间厚、‌边缘薄，‌这种形状正好符合凸透镜的特征。‌ 2. 示例：我们的眼睛是不是一个凸透镜? 答：我们的眼睛相当于一个凸透镜。因为眼球的形状中间厚、‌边缘薄，‌这种形状正好符合凸透镜的特征。‌ 三、课后作业全解 四、综合提升训练 悟理物理 工作室 44 四、综合提升训练 1. 关于凸透镜对光的作用，下列说法正确的是（　　） A．光经过凸透镜后会变成平行光 B．凸透镜对光的会聚作用，是发生光的折射造成的 C．凸透镜只对平行于主光轴的光才有会聚作用 D．凸透镜对光的会聚作用，是发生光的反射形成的 A．根据凸透镜的特点可知，只有通过焦点的光通过凸透镜会变成平行光，故A错误； BD．凸透镜对光的会聚作用，是发生光的折射形成的，而不是发生反射形成的，故B正确，D错误； C．凸透镜对所有不过透镜中心的光线都有会聚作用，而不是只对平行于主光轴的光才有会聚作用，故C错误。故选B。 B 四、综合提升训练 2. 如图所示，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法不正确的是（ ） A．凸透镜对光有会聚作用 B．凸透镜都有两个实焦点 C．乙透镜的焦距更大，其折光本领更强 D．平行光经过凸透镜后，都能会聚于一点 C AB．凸透镜对光有会聚作用，凸透镜都有两个实焦点，左边一个，右边一个，A、B正确，不合题意； C．乙透镜的焦距是5cm，甲透镜的焦距是3cm，乙透镜的焦距更大，其折光本领较弱，C错误，符合题意； D．从图甲和图乙可以看到，平行于主光轴的光线经过凸透镜后，都能会聚于一点，D正确，不合题意。 四、综合提升训练 3. 如图所示，生活中小型聚光手电筒没有反光碗，而是用一种聚光小电珠发光，其前端相当于一个凸透镜，灯丝可以看成是一个点光源，这种小电珠的灯丝应放在______附近，灯丝到玻璃珠前端的距离也就是“透镜”的_________. 由题知，灯丝（可看作一个点光源）发出的光通过它出射时，变成平行光线，所以这种小电珠的灯丝应放在焦点附近，灯丝到玻璃珠前端的距离也就是“透镜”的焦距． 焦距 焦点 四、综合提升训练 4. 如图所示，小华让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸距透镜约4cm时，纸上的光斑变得最小、最亮，如图中A点，则透镜的光心是 _____点，透镜的焦点是_____点，透镜的焦距约是_____cm，在_____点处可引燃火柴。 薄透镜的光心在其中心，所以图中该透镜的光心是O点．太阳光是平行光，经过凸透镜折射后会聚于一点，这个点就是凸透镜的焦点，如图A为该透镜的焦点，在此处放上火柴，火柴会被点燃．焦点到透镜中心的距离称为焦距，因此该凸透镜的焦距为4cm。 A 4 O A 四、综合提升训练 5. （1）如图甲所示F为焦点，试画出通过凸透镜后的光路图。 （2）如图乙是射向凹透镜的两条入射光线，请画出对应的折射光线。 （1）通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，如图所示。 （2）对于凹透镜，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；过光心的光线其传播方向不变，如图所示。 甲 乙 四、综合提升训练 6. 如图，是激光束射向透镜形成的光路，请在框内大致画出这个透镜的实物图。 折射光线比起入射光线更加远离主光轴，所以该透镜对光线有发散作用，因此为凹透镜，如图所示。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf58.45.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) Lavf58.45.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) $$