3.4 光的折射与透镜（教学课件）物理鲁科版（五四学制）2024八年级上册

八年级物理上册 •鲁科版2024 第三章 第4节 光的折射与透镜 教学 目标 新课 导入 课堂小结 光的折射 课堂 练习 透镜及其对光的作用 学习目录 1.能通过实验，了解光的折射规律；2.了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 能运用光的折射规律和透镜对光的作用解释活中的相关现象。 通过实验，探究光的折射规律以及凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 1.能根据光路的可逆性分析问题；能领悟折射现象的奇妙，具有探索自然的好奇心。2.初步领略透镜的神奇，获得对自然现象的敬畏之情。 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 学习目标 导入新课 学习目标 看一看 想一想 如下图：池水看起来“不深”，而小明跳下去却出现了危险？ 为什么会出现这些现象呢？本节课我们将探究有关问题。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射 光的折射： 1.实验：用激光斜射水面。 现象：激光斜射入水中时，传播方向发生偏折。 2.定义：光从一种物质斜射入另一种物质时，传播方向通常会发生偏折，这种现象叫做光的折射。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射规律 光的折射： 3.与光的折射相关的概念： （1）入射点:入射光线与界面的交点。 （2）入射光线：射向界面的光线。 （3）折射光线：进入另一种介质的光线。 （4）法线：经过入射点且垂直于界面的直线（虚线）。 （5）入射角：入射光线与法线的夹角。 （6）折射角：折射光线与法线的夹角。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射规律 光的折射： 3.对光的折射的解析： （1）光从一种物质斜射向另一种物质时，同时会 发生反射和折射。 （2）光的折射发生原因：由于光速在不同介质中 的传播速度不同。 （3）光线垂直射入另一种介质时，传播方向不改变。 （4）在同种物质中，若介质不均匀，也会发生光的折射。 （光在大气层内传播路径） 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射规律 4.实验：研究光的折射现象及特点 （1）提出问题：在光的折射现象中，折射光与入射光有怎样的关系？ （2）猜想假设： 。 （3）设计实验：让激光笔射出的光从空气沿光屏斜射入水中，观察折射光线、法线与入射光线间的位置关系。 （4）实验装置图： 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射规律 4.实验：研究光的折射现象及特点 （5）实验步骤： ①让一束激光从空气斜射入水中观察并描述激光束在空气中和水中的径迹。与入射光线相比，折射光线是否发生了偏折？向哪个方向偏折？ ②改变入射角的大小，观察并记录折射角与入射角的大小变化情况，比较它们之间的大小关系。 ③让光线垂直水面射入水中，观察光是如何传播的？ 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射规律 4.实验：研究光的折射现象及特点 （6）实验表格： 实验次数 1 2 3 入射角 折射角射角 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射规律 4.实验：研究光的折射现象及特点 （7）实验结论： 光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射 光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当 入射角增大时，折射角也增大。当光从空气垂 直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射规律 4.实验：研究光的折射现象及特点 （8）折射光路是可逆的： 如果让光逆着折射光线的方向从水或其他介质射入空气中，可以看到，进入空气中的折射光线逆着原来入射光线的方向射出。也就是说，在折射现象中，光路是可逆的。（请利用现有器材完成实验） 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射 5.生活中的折射现象 （1）河水被看浅：河水看起来为什么比实际的浅? 根据光的折射特点，池底某点反射的光从水中斜射向空气时会发生偏折，逆着折射光看去，就会感觉这个点的位置升高了，即池水看起来比实际的浅。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射 5.生活中的折射现象 请思考：（1）沿着你看见鱼的方向去叉它，却叉不到。为什么？ （2）水中铅笔、厚玻璃下面的尺子为什么会错位？ 原来，光从水中斜射向空气，折射角大于入射角，我们把鱼看浅了。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射 5.生活中的折射现象 （2）海市蜃楼： 海市蜃楼是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像，因为当大气层内的空气疏密不均匀时，就会发生光的折射。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射 7.光的折射作图 （1）如图所示，一束激光从空气中以图示角度射入水中，其反射光线与折射光线刚好垂直。请在图中画出折射光线，并标出折射角的角度大小。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射 7.光的折射作图 （2）（2023·山东潍坊）为测量容器中水的深度，一同学将刻度尺竖直插入水中，如图所示。从A处向水中看去，看到刻度尺上B点在水中所成的像位于C点，同时看到水中D点的像也位于C点。请据此：（1）用虚线画出水面位置；（2）完成看到D点的光路图。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射 7.光的折射作图 （3）小明将两个大小相同的红、蓝环粘在一起形成“8”字。手拿红环将蓝环竖直放入水中，使蓝环刚好浸没，从水面上方C点可以观察到红环的“倒影”和蓝环的像并不完全重合，如图甲所示。请在乙图中作出： （1）红环最上端A点在水中的像点； （2）点为蓝环最下端B点的像，请完成从C点看到B点的光路。。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 一. 光的折射 7.光的折射作图 请观看光的折射作图视频。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 二. 透镜及其对光的作用 1.观察与实验 （1）做一做：让几束平行激光分别照射到方形玻璃砖、三角形玻璃砖、凸形玻璃砖、凹形玻璃砖上，观察并描述不同形状的玻璃砖对光。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 二. 透镜及其对光的作用 1.观察与实验 （2）现象：观察实验现象发现：平行光经过方形玻璃砖折射后仍然平行，方向保持不变，光线位置会发生侧向平移；平行光经过三角形玻璃砖后仍然平行，折射光线向玻璃砖厚的一侧偏折；平行光经过凸形玻璃砖和凹形玻璃砖后，方向发生偏折，不再保持平行，折射光线向玻璃砖厚的一侧偏折。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 二. 透镜及其对光的作用 2.透镜 （1）定义：利用光的折射可以制成各种改变光路的光学器件，应用最普遍的是透镜。一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分，如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜就叫作薄透镜。 （2）分类：透镜有两大类，包括凸透镜和凹透镜。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 二. 透镜及其对光的作用 2.透镜 （3）凸透镜：①特点：它的中央较厚、边缘较薄，两个表面中至少有一个是球面的一部分。 ②作用：凸透镜对光的会聚作用。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 二. 透镜及其对光的作用 （3）凸透镜： ③凸透镜的光心、主光轴： 凸透镜的中心0称为光心。通过光心的光，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，简称主光轴。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 二. 透镜及其对光的作用 （3）凸透镜： ④凸透镜的焦点、焦距： 平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚的点称为焦点，用F表示。 焦点到光心的距离称为焦距，用字母f表示。 （凸透镜的焦距越大，凸透镜对光的会聚作用越小）。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 二. 透镜及其对光的作用 （3）凸透镜： ⑤凸透镜的三条特殊光线： 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 二. 透镜及其对光的作用 （3）凸透镜： ⑥测量凸透镜的焦距： 把一只放大镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，调整放大镜与纸的距离，纸上会出现一个很小、很亮的光斑（即焦点），用刻度尺量出该点到凸透镜的距离即焦距。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 二. 透镜及其对光的作用 2.透镜 （4）凹透镜：①特点：它的中央较薄、边缘较厚，两个表面中至少有一个是球面的一部分。 ②作用：凹透镜对光的发散作用。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 二. 透镜及其对光的作用 （4）凹透镜： ③凹透镜的光心、主光轴、焦点 、焦距： 与凸透镜类似，凹透镜也有主光轴、光心。通过凹透镜光心的光，其传播方向也不变。平行于主光轴的光经凹透镜发散后，其反向延长线的交点叫凹透镜焦点。凹透镜两侧各有一个焦点，用符号F表示。 新课学习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 二. 透镜及其对光的作用 （4）凹透镜： ④凹透镜的三条特殊光线： 光的折射与透镜 透镜 光的折射规律 课堂小结 1.定义：光斜射入另一种介质时，方向会改变。 2.与光的折射相关的概念： 3.光的折射规律： 4.用光的折射 解释生活现象。 ①折射光线、入射光线与法线在同一平面内。 ②折射光线和入射光线分别位于法线两侧。 ③折射角不等于入射角（空气中角大）。 1.工作原理：光的折射。 2.分类：凸透镜和凹透镜。 3.作用：凸透镜会聚光；凹透镜发散光。 4.三条特殊光线： 课堂练习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 【例题1】如图，可鲁克湖水面“倒影如镜”。从物理学的角度来看，“倒影如镜”的“倒影”是由光的 所形成的水草的 （选填“实像”或“虚像”）。这些“倒影”看起来比水草本身“暗”一些，主要是因为水草的光射到水面时，有一部分发生 进入水中。 【解析】[1][2]水中的“倒影”属于平面镜成像，是因为光在水面发生反射形成的虚像。 [3]光照射到水面时，部分在水面发生反射，部分进入水中传播发生折射，所以“倒影”看起来比水草本身要“暗”一些。 折射 反射 虚 课堂练习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 【例题2】“追梦”学习小组的同学用激光笔发出一束红光从空气斜射入水中的情景如图，图中AO为入射光线， 为折射光线；保持入射点O不动，在竖直平面内，顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置，反射角将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 【解析】[1]光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播路径会发生偏折，则图中AO为入射光线，OC为折射光线。 [2]保持入射点O不动，在竖直平面内，顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置，入射角变小，则反射角也变小。 OC 变小 课堂练习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 【例题3】蓝蓝的天上白云飘，站在湖边的小明看到清澈的水中鱼儿在云中游动，下列说法正确的是（　　） A．看到的水中的鱼是实像 B．看到的水中的云是实像 C．看到的水中的云是由于光的折射形成的 D．看到的水中的鱼是由于光的折射形成的 【解析】当光遇到水面时会发生反射，此时水面相当于一平面镜，所以看见水中的“云”是由光的反射现象形成的云的虚像；鱼生活在水里，鱼反射的光线由水中斜射入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变高了，所以看到了鱼的虚像，故D正确，ABC错误。 D 课堂练习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 【例题4】如图所示，能正确解释“岸边的人看到水中鱼”的光路图是（　　） 【解析】 “岸边的人看到水中鱼”，是鱼反射的光经水面折射进入人眼，人逆着光线看到的是位于水中鱼正上方的虚像。 A．由A光路图可知，光由水中斜射入空气，折射角大于入射角，符合光的折射规律。BD．光路图为光由水中斜射入空气，折射角小于入射角，不符合光的折射规律。C．光路图为光由水中垂直射入空气中，即沿法线射入，方向不改变，不符合光的折射规律，故C不符合题意。 故选A。 A 课堂练习 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 【例题5】2024年4月26日，神舟十八号载人飞船成功对接中国空间站，装有4条斑马鱼的特制透明容器顺利转移到问天实验舱，如图甲所示。请你在图乙中画出航天员看到斑马鱼的光路图（S表示斑马鱼的实际位置，表示宇航员看到的斑马鱼像的位置，不考虑容器壁对光线的影响）。 【解析】眼睛以为光线是沿直线传播的，连接眼睛与像点，可得折射光线，折射光线与界面的交点为入射点，连接S点与入射点，可得入射光线，如图所示： 课堂练习 【例题6】如图所示，这是某设计师设计的球形玻璃太阳能发电装置，这一设备收集到的能量可以对智能手机进行充电。球形玻璃相当于一个 （选填“凸”或“凹”）透镜，对光线有 （选填“会聚”或“发散”）作用。 【解析】球形玻璃中间厚、边缘薄，相当于一个凸透镜；凸透镜对光线具有会聚作用。 凸透镜 会聚 课堂练习 【例题7】如图所示虚线方框内各放置一个透镜，远处发出的两束光通过透镜前后的方向。如图所示，则以下判断中正确的是（　　） A．（a）为凸透镜（b）为凹透镜 B．（a）（b）都为凸透镜 C．（a）为凹透镜（b）为凸透镜 D．（a）（b）都为凹透镜 【解析】根据凸透镜和凹透镜对光线的作用分析，由于两图中光线经过透镜折射后都变得发散了，而凹透镜对光线起发散作用，凸透镜对光起会聚作用，故两个图中都是凹透镜。 D 课堂练习 【例题8】一束平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后在水面发生反射和折射，请完成光路图。 【解析】凸透镜光线有会聚作用，平行于主光轴的光线经过凸透镜后将会聚于焦点，当光线达到水面时水面会发生反射和折射现象，与水面的交点即为入射点，先作出法线，法线与入射光线的夹角为入射角，根据反射角等于入射角在水面上方作出反射光线，再根据光线与法线在空气中的夹角大于在水中的夹角，在水面下方作出折射光线 八年级物理上册 •鲁科版2024 谢谢观看 THANKS