内容正文:
3.5 奇妙的透镜
◇教学目标◇
知识目标
1.了解凸透镜和凹透镜的形状以及对光的作用。
2.知道什么是主光轴、光心、焦点和焦距。
能力目标
观察凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
素养目标
通过实验探究,使学生能保持对自然的好奇心,初步领略自然现象的美好与和谐。
◇教学重难点◇
教学重点
透镜对光线的作用。
教学难点
凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
◇教学过程◇
一、新课导入
重庆曾发生过一场森林火灾,这场大火仅6个小时就燃过500多亩。但是,你知道引起这场火灾的罪魁祸首是什么吗?竟然是一瓶没有喝完的矿泉水!同学们想知道一瓶矿泉水为什么会闯下这么大的祸吗?学习了今天的知识你就能理解了。
二、教学步骤
探究点1 透镜的认识
[阅读课本]P71开头~图3-5-2
[思考]透镜是如何定义的?制作透镜需要什么材料?
[提示]由透明物质制成的光学元件统称为透镜。玻璃、水晶、石英、树脂、塑料等都是制作透镜的材料。
[小组讨论]大家知道,青年学生戴的一般是近视眼镜,老年人戴的一般是远视眼镜(即老花镜)。这两种眼镜是不能乱戴的,说明这两种眼镜不同。仔细观察这两种眼镜的镜片,看看它们的外形有什么不同?
由此分析什么是凸透镜?什么是凹透镜?
[提示]近视眼镜的中间比边缘薄,这是凹透镜;远视眼镜的中间比边缘厚,这是凸透镜。下面的图中前面三个是凸透镜,后面三个是凹透镜。
[思考]观察如图所示图像,主光轴和光心是如何定义的?
[提示]透镜的中心叫做光心,凡是经过这一点的光都不改变传播方向。通过光心与球面球心C1、C2的直线叫做透镜的主光轴。
探究点2 透镜对光的作用
[阅读课本]P71~72“透镜对光的作用”
[小组讨论]凸透镜和凹透镜只是外形不同吗?同学们现在从透镜盒中拿出一个凸透镜,正对着太阳光,再把火柴放在它的另一侧,来回移动,直到在火柴头上形成一个亮点,过一会火柴被点燃,这说明了什么?
[提示]凸透镜能把太阳光会聚到一起。
[班内交流]用激光演示器将平行光射向凸透镜,可以观察到经过凸透镜的光相互靠拢,这说明了什么?
[归纳提升]凸透镜对光有会聚作用。
[班内交流]用激光演示器将平行光射向凹透镜,观察到经过凹透镜的光相互远离,这说明了什么?
[归纳提升]凹透镜对光有发散作用。
探究点3 透镜的焦点和焦距
[阅读课本]P72~73“透镜的焦点和焦距”
[思考]什么是凸透镜的焦点和焦距?
[归纳提升]平行于主光轴的光经凸透镜折射后,会聚于主光轴上的某一点,这一点也是光斑最小、最亮的一点,叫做凸透镜的焦点,用字母F表示;从焦点到光心的距离叫做焦距,用字母f表示。凸透镜的焦距越小,透镜对光的会聚作用越强。由于这个焦点是由实际光线会聚而成的,所以我们叫它实焦点。
[思考]凸透镜有几个焦点?同学们设想一下,如果让一束跟主光轴平行的光线从凸透镜的右面射向左面,它是否也能会聚于一点?让我们一起来观察实验。
[提示]凸透镜有两个焦点。用激光笔和凸透镜在磁性黑板上演示,激光从凸透镜右边射向左边,会看到光线会聚于一点。
[思考]从焦点发出的光线经过凸透镜后应该如何传播?
[提示]根据光路可逆性,从焦点发出的光线经过凸透镜折射后成为平行光,如图。
[思考]光经过凹透镜后的发散是不是也有规律可循?
[提示]把折射光线反向延长,引导学生观察折射光线的反向延长线通过焦点。凹透镜使平行于主光轴的光发散,它没有实焦点,但将发散的光线反向延长也会相交于主光轴上的一点,这个点是凹透镜的虚焦点。虚焦点到光心的距离叫做焦距,也用字母f表示。向着焦点会聚的光线经过凹透镜折射后平行于主光轴。如图。
[归纳提升]凸透镜和凹透镜的三条特殊光路:
(1)对凸透镜来说,平行于主光轴的光线折射后经过焦点。对凹透镜来说,是折射光线的反向延长线经过虚焦点。
(2)对凸透镜来说,经过焦点的光线折射后与主光轴平行。对凹透镜来说,是指其延长线经过焦点的光线折射后与主光轴平行。
(3)经过光心的光线不改变传播方向。
[归纳总结]透镜三条特殊光线作图的规律:
光线
图解
平行于主光轴的光线
经过焦点的光线
经过光心的光线
“图示法”:对于凸透镜和凹透镜光路作图,需要认准平行于主光轴的光线、经过光心的光线、经过焦点的光线这三条光线经过透镜的规律,用图示法进行揭示,直观、具体、形象。
三、板书设计
3.5 奇妙的透镜
1.凸透镜和凹透镜
(1)定义
(2)主光轴和光心
2.透镜对光的作用
凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。
3.焦点和焦距
(1)定义
(2)实焦点和虚焦点
◇教学反思◇
本节课的教学除了课前备好教材外,还要注重课堂上建立平等、民主、和谐的师生关系,使学生敢于发表自己的思想观点,参与师生讨论;要充分信任学生的探究能力,放手让学生大胆思考、讨论、质疑,激发学生的潜能。形成以激励为主的评价体系,要对学生的答案给予热情的鼓励和积极引导,不求全责备。
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