二、透镜（培优教学课件）物理苏科版2024八年级上册

江苏凤凰科学技术出版社 第三章 光的折射 透镜 在古代，人们就渴望认识神秘的宇宙。 他们崇拜眼睛，想象把自己的眼睛延长…… 透镜使人们的夙愿成为现实。 眼镜，矫正人的视力； 显微镜、望远镜，延展人类的视觉空间； 照相机，捕捉美好瞬间。 ………… 这些形形色色的仪器，乃至我们的眼睛，都与透镜成像有关。 透镜为什么能成像？ 透镜成像有什么特点？ 二、透镜 八年级上册•苏科版（2024） 一、透镜 二、透镜对光的作用 三、观察凸透镜成像 四、课堂总结 五、实践与练习 六、 提升训练 学习内容 学习目标 通过小组实验，培养团队合作能力。展示透镜应用实例，培养学生对物理兴趣，让学生认识物理与生活、科技联系，增强学习动力。 情感态度与价值观 学生掌握透镜定义、结构特点，理解相关概念。明确透镜作用，解释光学现象。会画特殊光线，解释成像现象。 知识与技能 通过透镜实验，培养学生观察、归纳、分析能力。通过绘制光路图，进一步培养学生抽象思维和空间想象能力。 过程与方法 1.透镜的分类，即凸透镜和凹透镜的结构特点及定义。 2.凸透镜和凹透镜对光线的作用，以及相关的光路图绘制。 3.光心、主光轴、焦点和焦距的概念理解。 教学重点 1.理解凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用的本质原因，即通过作图分析光线偏折的原理。 2.能灵活运用透镜对光线的作用规律，解释生活中较为复杂的光学现象，如近视眼镜和远视眼镜的工作原理。 教学难点 重难点 4 导入新课 如下图所示，在我们的日常生活中，常能看见一些巧妙用玻璃制作的与“镜”密切相关的用品，让我们一起认识一下这些有趣的物品。 老花镜 近视镜 放大镜 像放大镜、摄像机的镜头、眼镜和监控摄像头等，这些物品的核心部件都是由透明的材料制成的，这些透明材料，常用玻璃、树脂等制成，在物理学中称为透镜。透镜是现代人对光的加以利用。 放大镜 摄像机镜头 眼镜 监控摄像头 导入新课 透镜表面是平的吗?薄厚均匀吗?它们对光有什么作用呢? 知识点1：透镜 透镜 一、透镜 1. 透镜的种类 透镜（lens）的表面是球面的一部分，按其厚薄的形状可分为两类：凸透镜（convex lens）和凹透镜 (concave lens)。 凹透镜：中间薄边缘厚透镜 凸透镜：中间厚边缘薄的透镜 【特别说明】透镜不一定是用玻璃制成的，用水晶、树脂也可以制作透镜。 球心 C1 球心 C2 光心 （1）主轴：通过两个球心的直线叫做主光轴，主光轴用点划线表示。 （2）光心 若透镜的厚度比球面的半径小得多，这种透镜称为薄透镜。薄透镜的中心 O 点叫作透镜的光心。 主光轴 凸透镜的主光轴和光心 一、透镜 2. 透镜的主轴和光心 C2 C1 球心 球心 光心 凹透镜的主光轴和光心 主光轴 【特别说明】每个透镜有且只有一个主轴和光心 一、透镜 3. 初识透镜 活动1：初识凸透镜和凹透镜 （1）如图所示，分别通过凸透镜和凹透镜观察书上的文字（透镜距书较近），你有什么发现？ （2）用眼镜代替透镜进行上述观察，辨别你或其他同学眼镜的镜片属于哪种类型的透镜。 通过透镜观察书上的文字 【观察与发现】 用凸透镜可以看到正立、放大的像，而用凹透镜看到了正立、缩小的像。 注意：通常所说的放大镜就是凸透镜。老年人戴的老花镜的镜片也是凸透镜。近视眼镜的镜片是凹透镜。 一、透镜 一、透镜 【典例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） 折射 厚 BC 薄 AD 知识点2：透镜对光的作用 透镜 二、透镜对光的作用 1. 透镜对光的作用 （1）活动：观察平行光通过透镜后的现象 【现象观察】原来平行的光，经凸透镜后发生了偏折，变得会聚，来回移动光屏，可以得到一个最小、最亮的光斑。 观察凸透镜对光的作用 操作：让平行于凸透镜主光轴的几束光射向凸透镜，在透镜另一侧放一光屏。 结论：凸透镜对光线有会聚作用。 二、透镜对光的作用 【现象观察】原来平行的光经过凹透镜后偏离主光轴，变得发散，在透镜另一侧的光屏上形成一个比原来光束直径大的较暗的光斑，光屏离得越远，光斑越大。 观察凹透镜对光的作用 操作：让平行于凹透镜主光轴的几束光射向凹透镜，在透镜另一侧放一光屏。 结论：凹透镜对光线有发散作用。 二、透镜对光的作用 由实验可知： （1）凸透镜对光有会聚作用，所以凸透镜又叫会聚透镜。 （2）凹透镜对光有发散作用，所以凹透镜又叫发散透镜。 （2）对会聚的理解 二、透镜对光的作用 凸透镜对光有会聚作用，指的是折射光的方向比入射光的方向更靠近主光轴，即通过凸透镜的光将向主光轴方向偏折，如下图所示。 会聚 会聚 注意：凸透镜不仅对平行光线有会聚作用，它对任何光线都有会聚作用 （3）对发散的理解 二、透镜对光的作用 凹透镜对光有发散作用，指的是入射光经凹透镜折射后，折射光的方向比入射光的方向更偏离主光轴，如下图所示。 注意：凹透镜不仅对平行光线有发散作用，它对任何光线都有发散作用。 二、透镜对光的作用 （4）类比三棱镜理解透镜对光的作用 ①凸透镜对光的会聚作用 凸透镜可以理解成无数个三棱镜的组合。由光的折射规律可知，当一束光平行于棱镜底边射入棱镜会发生两次折射，两次折射时光都由棱镜薄的位置向棱镜厚的位置偏折，从而使凸透镜对光有了会聚作用。 二、透镜对光的作用 （4）类比三棱镜理解透镜对光的作用 ②凹透镜对光的发散作用 凹透镜可以近似分解成无数个三棱镜，一束平行于棱镜底边的光射入棱镜，经过两次折射将向棱镜厚的位置偏折，从而使凹透镜对光有了发散作用。 二、透镜对光的作用 2. 焦点和焦距 （1）凸透镜的焦点和焦距 ①焦点：凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的焦点，用F 表示。 ②焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，用f 表示。 F 焦点 f 焦距 光心O 注意：凸透镜表面越凸，焦距越小，会聚能力越强，反映在光路图上就是光通过凸透镜后偏折程度越大。 二、透镜对光的作用 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 二、透镜对光的作用 （2）凹透镜的焦点和焦距 f 焦点 F 焦距 把折射光线反向延长看一看 折射光线好像 从点F射出的 ①焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线交于主光轴上一点，它不是实际光线的会聚点，叫做焦点 F 。 ②焦距：凹透镜的焦点到光心的距离叫焦距，用 f 表示。 O 二、透镜对光的作用 ③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。 注意：凹透镜焦距越小，表面越凹，凹透镜对光的发散能力越强。 二、透镜对光的作用 视频：透镜对光的作用 二、透镜对光的作用 根据光路的可逆性，从凸透镜焦点处射出的光，经凸透镜折射后会平行射出。 射向凹透镜虚焦点的光，经凹透镜折射后会平行射出 注意：根据凸透镜和凹透镜的光的可逆性，可以获取平行光。 3. 光路的可逆性 二、透镜对光的作用 4. 透镜的三条特殊的光线 （1）凸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，即：过焦平行。 F F ②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，即：平行过焦。 F F ①通过光心的光线传播方向不改变，即过心不变 F F 二、透镜对光的作用 视频：凸透镜的三条特殊光线 二、透镜对光的作用 （2）凹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，即：过焦平行。 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，即：平行过焦。 F F ①通过光心的光线，传播方向不改变，即：过心不变。 F F 二、透镜对光的作用 视频：凹透镜的三条特殊光线 5. 焦点的测量 二、透镜对光的作用 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 f 。 焦点 F f 焦距 【典例2】如图，小明在测量凸透镜焦距的实验中，下列三种操作方法最合理的是 （选填序号）。实际操作中，由于不能确定会聚的光点是不是最小的，于是小明选择了两个等大的光斑，并测出这两个光斑到光心的距离分别是12cm、8cm，则该凸透镜的焦距是 cm。 【详解】[1]将凸透镜正对着太阳光，白纸置于另一侧，改变白纸与凸透镜间的距离、最亮的光斑，测出光斑到凸透镜中心的距离，故AC不符合题意，B符合题意。 二、透镜对光的作用 B [2]两次成等大光斑的位置到凸透镜中心的距离为12cm和8cm，焦点就在两个位置的中点，因此该凸透镜的焦距 10 知识点3：观察凸透镜成像 透镜 三、观察凸透镜成像 如下图所示，用凸透镜观察邮票，可以看到正立、放大的像。能否由此认为凸透镜所成的像都是正立、放大的呢？ 正立放大的像 1. 活动：用凸透镜观察物体 三、观察凸透镜成像 1. 用凸透镜观察书上的文字。从贴近书上的文字开始，逐渐增大凸透镜与书的距离，你看到的文字是怎样变化的？你有什么发现？ 提示：先看到的文字是正立、放大的像，像逐渐变大；之后看到的文字是倒立、放大的像，像逐渐变小。 活动：用凸透镜观察物体 三、观察凸透镜成像 2. 通过凸透镜观察窗外的景物，你看到的像有什么特点？它是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小的？ 提示：成倒立、缩小的像。 白卡纸上能呈现窗外景物的像吗 如下图所示，在凸透镜后面放一张白卡纸，调整它到凸透镜的距离，在白卡纸上能否看到窗外景物的像？ 提示：在白卡纸上能看到窗外景物的像。 三、观察凸透镜成像 2. 凸透镜成像特点 实验操作 如图所示，将凸透镜紧贴在物体上并逐渐远离，依次观察看到的成像情况，并用光屏承接 成像特点 正立、放大的像 倒立、放大的像 倒立、缩小的像 不能用光屏承接，为虚像 能用光屏承接，为实像 四、课堂总结 透镜 课堂总结 焦点和 焦距 分类 ①凸透镜：中间比边缘厚的叫作凸透镜. ②凹透镜：中间比边缘薄的叫作凹透镜. ③透镜的主光轴和光心. ①凸透镜对光有会聚作用，也叫会聚透镜； ②凹透镜对光有发散作用，也叫发散透镜。 ①凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫做焦点F，从焦点到光心的距离叫做焦距f。 ②凹透镜能使跟主光轴平行的光发散，发散光线的反向延长的交点叫做焦点F，从焦点到光心的距离叫做焦距f。 对光的作用 透镜 五、实践与练习 透镜 1．如图所示，用铁丝绕成一个内径约 4 mm 的圆环，将圆环在清水中浸一下后取出，圆环内部形成的水膜犹如一个透镜。试用一种简易的方法辨别它是凸透镜还是凹透镜。轻轻甩去少量的水（保持水膜完好），结果又会怎样？ 用这个水膜透镜贴近课本上的字，此时相当于一个放大镜，物体在凸透镜焦点以内，成正立的、放大的虚像，所以看到的是正立、放大的虚像。 轻轻甩去一些水（保持水膜完好），此时由于水较少，水透镜的中间会变薄，形成一个凹透镜，根据凹透镜成像的规律，透过水膜透镜看远处的楼房成正立、缩小的像。 实践与练习 2． 如图所示，照片中的眼镜是近视眼镜还是远视眼镜？ 近视眼镜是凹透镜，能成正立缩小的像；远视眼镜是凸透镜，能成正立放大的像。 从图片中看到的是正立、缩小的像，则说明此眼镜是凹透镜，即近视眼镜。 实践与练习 3. 在利用太阳光测量凸透镜的焦距时，小明将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示。当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为 l。小明推断，凸透镜的焦距 f 一定大于 l。你认为小明的推断正确吗？请说明理由。 错误。 太阳光经凸透镜折射可以在a 、b两处形成两个同样大小的光斑，一个在焦点以内，一个在焦点以外，故无法确定焦虑 f 与 l 的关系。 实践与练习 六、提升训练 什么是声音 提升训练 1．如图所示的软件光学仪器中，对光有会聚作用的有 。对光有发散作用的有 。 【详解】[1][2]凸面镜和凹面镜利用光的反射，凸面镜对光线起发散作用，凹面镜对光线起会聚作用；凸透镜和凹透镜利用光的折射，凸透镜对光线起会聚作用，凹透镜对光线起发散作用。由此可知，图中对光有会聚作用的有②③⑤⑦；对光有发散作用的有①④⑥。 ②③⑤⑦ ①④⑥ 提升训练 【详解】A．光从水中斜射到空气时要发生折射，故A错误； 2.下列光路图正确的是（　　） B．井底之蛙，应该是外界的光线沿直线进入青蛙的眼睛，图中光线的方向错误，故B错误； C．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，故C错误； D．指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴，故D正确。 D 提升训练 【详解】让太阳光透过冰镜点燃柴草取火，说明该冰镜对光线具有会聚作用，为凸透镜，故ACD不符合题意，B符合题意。 B 3．我国古人“削冰向日取火”，即让太阳光透过冰镜点燃柴草取火，该冰镜为（   ） A．平面镜 B．凸透镜 C．凹透镜 D．三棱镜 提升训练 【详解】[1]根据凸透镜的性质，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点，这个点就是焦点，而焦点到凸透镜光心的距离就是焦距。题目中白纸在移动过程中，当光斑变得最小、最亮时，此时光斑所在位置就是焦点位置，已知该光斑距凸透镜的距离为8cm，所以该凸透镜的焦距就是8cm。 4．如图所示，将凸透镜正对着阳光，把一张白纸放在它的另一侧，来回移动白纸，直到白纸上的光斑变得最小、最亮，此时该亮斑距凸透镜的距离为8cm，则该凸透镜的焦距是 cm，换成凹透镜再做这个实验，在纸上 （选填“能”或“不能”）看到很小、很亮的光斑。 [2]凹透镜的特性是对光线起发散作用。当平行光线照射凹透镜时，光线会被发散开，而不会像凸透镜那样会聚成一个很小、很亮的光斑，所以在纸上不能看到很小、很亮的光斑。 8 不能 提升训练 6．在教室里，我们可以从不同方向看到桌椅、书本、墙壁等物体，这是因为光在这些物体表面发生了 （选填“镜面”或“漫”）反射；如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取掉透镜后，光会聚于B点，则该透镜起到 作用（填“会聚”或“发散”），是 透镜。 【详解】[1]在教室里，我们可以从不同方向看到桌椅、书本、墙壁等物体，这是因为光在这些物体表面发生了漫反射，反射光线朝向各个方向。 [2][3]如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取掉透镜后，光会聚于B点，放上透镜的会聚点A要比不放透镜的会聚点B更要远离透镜，由此可知，该透镜对光线有发散作用，所以该透镜是发散透镜即凹透镜。 漫 发散 凹 提升训练 5．奥运会圣火采集装置是利用 面镜对光有会聚作用制成的，如图根据光通过透镜前后的方向，判断甲透镜为 透镜，乙透镜为 透镜。（均选填“凸”或“凹”） 【详解】[1]凸面镜对光线有发散作用，凹面镜对光线有会聚作用，所以奥运会圣火采集装置是利用凹面镜对光有会聚作用制成的。 [2]凸透镜对光线有会聚作用，由图可知，甲透镜对光线有会聚作用，所以甲透镜为凸透镜。 [3]凹透镜对光线有发散作用，由图可知，乙透镜对光线有发散作用，所以乙透镜为凹透镜。 凹 凹 凸 提升训练 6．请在图中画出对应光线的折射光线或入射光线。 【详解】对于凸透镜，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；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；过凹透镜光心的光线传播方向不改变，如图所示： 八年级上册•苏科版（2024） 谢谢！ 一份耕耘，一份收获 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) $$