5.1 透镜 2024-2025学年人教版八年级上册物理

焦距不同的透镜对光的作用相同吗？下面我们来看一个具体的例子，甲乙两个透镜焦距分别为13厘米和15厘米，哪个透镜能使光偏折的更明显呢？我们一起来看实验图片，我们将光禄表示出来，可以看出甲图中焦距更小的透镜会使光偏折的更明显，汇聚能力更强。经过更多的实验，我发现凸透镜的焦距越小会使光偏折的越明显，对光的汇聚能力越强。因此凸透镜的焦距是凸透镜一个十分重要的参数。 我们根据透镜的形状将透镜分成两大类。像下图中老花镜镜片这样中间厚边缘薄的透镜，我们称之为凸透镜。像近视镜镜片这样中间薄边缘厚的透镜，我们称之为凹透镜。透镜的两个表面至少有一个表面是球面的一部分。 请同学们观察，折射光线与入射光线相比，是更靠拢还是远离主光轴了呢？我们可以进一步将入射光线延长，可以看到折射光线跟入射光线的延长线相比更靠拢主光轴，因此凸透镜对于非平行光也仍然起汇聚作用。当发散光束入射到凸透镜时，我们再来看实验图片，可以看到折射光与入射光相比更靠拢主光轴，因此凸透镜仍然起汇聚作用。当发散光束入射到凹透镜时，我们再来对比折射光和射光。可以看出折射光和入射光相比更远离主光轴，因此凹透镜起发散作用。我们来看最后一张图片。当汇聚光束入射到凹透镜时，折射光线仍相交。请同学们思考，这是不是说明凹透镜起汇聚作用了呢？我们还是可以把入射光线延长，可以观察折射光线跟入射光线的延长线相比是更远离主光轴，因此凹透镜仍然起发散作用。由此我们可以知道，判断透镜是起汇聚还是发散作用，不能仅仅依靠折射光线是否相交，而应该把折射光线、入射光线相对比，判断其是更远离还是靠拢主光轴，进而再找到透镜是起汇聚作用还是发散作用。 再用三只绿色的激光从凸透镜右侧平行于主光轴入射。发现折射光依然会汇聚在主轴上一点，说明一个凸透镜有两个交点，并且这两个焦点关于透镜对称。 时，凸透镜对光的作用也会带来危害。比如将没喝完的矿泉水瓶随意丢弃在森林里，可能会引起火灾。因为没喝完的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，对光有汇聚作用，当阳光强烈时就可能会引起火灾。 正对着太阳光，再把一张白纸放在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑变得最小最亮，说明凸透镜能使跟主光轴平行的光汇聚在主光轴上的一点，这个点叫凸透镜的焦点。凸透镜两侧各有一个焦点，测得这个最小最亮的光斑到凸透镜的距离就是这个凸透镜的焦距。 凹透镜不能使光线汇聚。 这是一个凹透镜，让平行于透镜主光轴的光射向凹透镜，观察光通过透镜后的偏折方向，可以看到光通过凹透镜后远离主光轴，说明凹透镜对光有发散作用。 这是一个凸透镜，让平行于透镜主光轴的光射向凸透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。可以看到，光通过凸透镜后向主光轴聚拢，说明凸透镜对光有汇聚作用。 大家好，我是大唐。你相信箭头的方向可以改变吗？首先我们在白纸上画俩横向的箭头，然后把纸贴在墙上，然后放一个空的玻璃杯在箭头前。这时候还没任何变化，我们往杯子里倒水，水刚好能覆盖住下面的箭头。神奇的一幕发生了，箭头就眼睁睁的在我们面前改变了方向。把水杯拿开，纸上明明就还是向左的两个箭头来一个慢动作回放，真的是水到之处方向就翻转。继续倒入水，将两个箭头都淹没，不出所料上面的箭头也改变了方向，这并不是特效。在这个实验中，因为光的折射，加水的玻璃杯相当于一个凸透镜，成一个方向相反的像。于是透过加了水的水杯，我们看到的箭头与实际箭头方向相反，是不是很神奇？ 平面镜 凸面镜 凹面镜 共同特点： 光在镜面发生反射，不能透射过去。 凸面镜 平面镜 凹面镜 共同特点： 面 镜 光在镜面发生反射，不能透射过去。 温故知新 ？ 02 问题 用照相机拍照，可以把瞬间的情景留着永恒的记忆;用投影仪投影，可以使教室里的同学看到放大的图片;用显微镜观察,可以让化验室的医生看到血液中的各种细胞-------这些仪器共同的主要光学元件是什么？他们对光有什么作用呢？ 照相机镜头 投影仪镜头 显微镜镜头 共同特点： 光能透射过镜子，发生折射。 这些仪器与我们的生活息息相关，它们的主要部件是透镜。 第五章 透镜及应用 第1节 透镜 观察与思考 用水能取火吗？观看视频 为什么它们会有这样的功能呢？ 这个现象奇妙吗？ 点击画面 点击画面 可见，透镜的两个表面至少一个是球面的一部分。 观察与思考 一、凸透镜和凹透镜 点击画面 凸透镜中央 厚、边缘薄， （如远视镜片） 凹透镜中央 薄、边缘厚， （如近视镜片） 中间厚边缘薄的透镜 外形特征： 中间薄边缘厚的透镜 外形特征： 观察与思考 中央厚，边缘薄的透镜叫凸透镜。 中央薄，边缘厚的透镜叫凹透镜。 凸透镜的画法 主光轴 C1 C2 主光轴 光心(O) 凹透镜的画法 光心(O) 如果透镜的厚度远小于球面的半径(小很多)，这种透镜叫做薄透镜。 定义：两球心的连线为透镜的主光轴，简称为主轴。 d d 即d<<r 观察与思考 1、透镜对平行光的作用 试猜想光线通过透镜后会有什么现象？ 观察与思考 二、透镜对光线的作用　 让一束平行光线 ，射向凸透镜时，观察折射光线会发生什么变化？ 让一束平行光线 ，射向凹透镜时，观察折射光线会发生什么变化？ 8 8 说明:凸透镜对光有会聚作用（又叫会聚透镜）. 现象：平行光线被凸透镜给会聚 点击画面 实验与探究 让一束平行光线 ，射向凸透镜时，观察折射光线会发生什么变化？ 探究凸透镜对光线的作用 观察实验现象，会出光路图。 说明:凸透镜对光有会聚作用（又叫会聚透镜）. 演示1： 9 主光轴 光路图也说明:凸透镜对光有会聚作用. 分析与解读 实际观察效果 点击画面 光心 O 10 10 现象：平行光被凹透镜给发散了 说明：凹透镜对光有发散作用（又叫发散透镜）. 实验与探究 探究凹透镜对光线的作用 演示2: 让一束平行光线 ，射向凹透镜时，观察折射光线会发生什么变化？ 点击画面 分析与解读 光路图也说明:凹透镜对光有发散作用. 实际观察效果 点击画面 2、透镜对非平行光的作用 实验表明：凸（凹）透镜对非平行光仍有会聚（发散）作用. 实验与探究 点击画面 演示3: 让一束非平行光线 ，射向凸（凹）透镜时，观察折射光线会发生什么变化？ 点击画面 表明：判断折射光是会聚（发散）看折射光靠近还是远离主轴。 凸（凹）透镜对光线的作用 透镜对光的作用.swf 分析与解读 正确理解会聚(发散)作用 只要折射光线靠近(远离)主轴，就是会聚（发散）。 O F f 三. 透镜的焦点和焦距 焦点：平行于主轴的光通过凸透镜后会聚于一点F. 焦距：焦点到光心的距离叫焦距f. 焦点 在主光轴上会聚成的这一点是什么？ 实际观察效果 点击画面 凸透镜有几个焦点？ O F F 知识拓展 光从凸透镜的另一侧射出，会聚到一点上。 两个焦点 凸透镜有两个实焦点 点击画面 F F 1、 通过光心的光线_____________。 2、平行于主光轴的光线 经凸透镜折射后通_______，经凹透镜折射后发散，_____________________________。 3、经过凸透镜焦点的光线 折射后_________________射出。 对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线 折射后______________射出 。 凸透镜三条特殊光线 F F 凹透镜三条特殊光线 方向不变 焦点 折射光线的反向延长线过焦点 回答下列问题： 平行于主光轴 平行于主光轴 让凸透镜正对太阳光再把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与纸的距离，直到纸上的光斑变得最小、最亮。这就是该凸透镜的焦点。用刻度尺测量这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离．这就是该凸透镜的距离． 能用这种方法测定近视眼镜的焦距吗？ 想一想 想想议议 你知道用什么办法找焦点测焦距吗？ 点击画面 F 1.画出下列两图中的折射光线 F F F ？ 课堂练习 2.在图中填上适当的透镜。 积水 3.一天,大雨过后,李家瑞家的花花正趴在自己窝里的干草上,狗窝的上方是用透明塑料纸搭起来的,天晴了,太阳出来了,透过积水的阳光照在狗的身上,暖洋洋的舒服极了,小狗正享受着这份惬意时,突然自己的尾巴着起了火,疼得它上蹿下跳.你知道是谁惹的祸吗? 太阳 课堂练习 答：积水相当于一个凸透镜，雨过天晴，积水把太阳光会聚在一点，该点温度过高，小狗被烧得上蹿下跳。 透镜 凹透镜 几个概念 凸透镜 课堂小结 光心 焦点（F） 焦距（f） 中间厚、边缘薄 对光有会聚作用 三条特殊光线 中间薄、边缘厚 对光有发散作用 三条特殊光线 主光轴 用冰取火 1.我国西汉时期《淮南万壁术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”这是利用冰透镜对日聚焦取火的最早记载。如图，假设F为冰透镜的焦点，请你在途中完成光路图。 练习与应用 甲 乙 丙 丁 甲 2.一束光通过透镜的光路如图，哪幅图是正确的？说明你的理由。 透镜对光的作用.swf 练习与应用 3.根据入射光线和折射光线，在图中的虚线框内画上适当类型的透镜。 练习与应用 凸透镜的会聚能力与焦距的大小有关 凹透镜的发散能力与焦距的大小有关 F F F F 4.同种材料制成的甲、乙两个凸透镜的焦距分别为2cm和3cm。如图所示，请在图中画出平行光，分别通过他们之后的光线。哪个凸透镜对时光偏折的更显著一些？ 凸透镜的焦距越小，使光偏折的越明显，对光的会聚能力就越强 点击画面 练习与应用 F 焦点 主光轴 f f 由光路的可逆性知: 放在焦点上的点光源经凸透镜折射后平行射出. 5.要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光。应该把小灯泡放在凸透镜的什么位置？试试看。在解决这个问题的时候，你利用了前面学过的什么知识？ 练习与应用 练习与应用 6.据新闻报道，一辆家用轿车在太阳下“自燃”。调查发现，火灾是由放在车仪表盘上方防滑垫上的瓶装水引发的。瓶装水是怎样引发火灾的？我们在森林中游玩时应该如何处理没有喝完的瓶装水？ 点击画面 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf59.34.101 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf59.34.101 $$能够汇聚光线的是凸透镜。发现。这个透镜。是能够汇聚光线的，由此可以判断这个透镜为凸透镜。 水火不相容，但是水还可以用来生火。什么？水可以生火？真的吗？不相信？一起试试看。 null地面的阳光可以看作是平行光，因此我们可以利用太阳光来粗略测量凸透镜的焦距。将一个凸透镜固定在铁架台上，调整它的角度，使其正对太阳光，让太阳光平行于透镜的主光轴入射。把一张白纸放在凸透镜的下方，调整白纸的角度，使其与透镜的主光轴垂直。可以看到白纸上有一片光斑，调整透镜与白纸的距离，直到白纸上的光斑最小最亮。此时光斑位置就是透镜一侧焦点所在的位置。刻度尺测量出透镜中心与白纸的距离，就近似得到凸透镜的焦距，所以这个凸透镜的焦距约为14.50厘米。