3.5 奇妙的透镜（教学课件）物理新教材沪粤版八年级上册

该初中物理课件聚焦“奇妙的透镜”，涵盖透镜分类、对光的作用、焦点焦距及光路图等核心知识点。课堂导入以“削冰取火”古代实例切入，联系光的折射旧知，搭建从生活现象到物理原理的学习支架。 其亮点在于融合实验探究（测量凸透镜焦距）、生活实例（矿泉水瓶聚光、水晶球成像）及古籍史料（《淮南万毕术》记载），通过科学探究与科学态度培养，帮助学生构建物理观念，教师可借助视频素材及分层练习提升教学效率。

物理八年级上册 •沪粤版 第三章 光和眼睛 3.5 奇妙的透镜 凹透镜散开杂乱光线，矫正模糊视线；遇事学会换角度发散思考，方能看清全局。 凸透镜向内聚力，凹透镜向外拓宽；两种透镜各有妙用，如同处世，既要专注深耕，也要开阔眼界。 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 区分凸透镜、凹透镜外形；掌握凸透镜会聚、凹透镜发散光线；认识光心、焦点、焦距；能用透镜规律解释削冰取火、眼镜等生活现象。 02 科学思维 构建透镜光路模型；对比归纳两类透镜的异同；根据入射光线推理折射光路，锻炼逻辑推理能力。 03 科学探究 借助平行光实验，观察透镜对光线的作用；动手找焦点、粗测焦距；模拟削冰取火实验，自主总结光学规律。 04 科学态度与责任 规范实验操作，避免强光伤眼；借鉴古人削冰取火的智慧，树立文化自信；了解透镜在生活、仪器中的应用，体会物理实用价值；养成严谨观察、实事求是的实验习惯。 教学重难点 教学难点 教学重点 1．区分凸透镜、凹透镜的外形特征。 2．凸透镜对光有会聚作用、凹透镜对光有发散作用。 3．认识光心、主光轴、焦点、焦距基础概念。 4．会画平行光经过两类透镜的基础光路图。 1．准确理解 “会聚”“发散”：会聚≠光线相交，发散≠光线不相交，需对比入射光线判断偏折趋势。 2．区分实焦点与虚焦点，理解光路可逆。 3．结合光路解释削冰取火、水滴成像等生活实例。 4．规范绘制透镜光路，正确标注焦点、焦距与光线方向。 课堂引入 冰本身冰凉，怎么能用来点火呢？古人把冰块打磨成中间厚、边缘薄的圆形，对着太阳光，干草就能冒烟起火，这是为什么？ 我们之前学过光的折射，冰块是透明介质，阳光穿过冰块时传播方向会发生偏折。这块冰做成的透镜，对太阳光起到了什么样的作用？ 这块冰本质就是一枚凸透镜，它能把分散的太阳光会聚到一点，集中热量点燃干草。古人早在千年前就发现了透镜的奇妙作用。今天我们就一起走进《奇妙的透镜》，探究凸透镜、凹透镜各自对光线的作用，解开削冰取火背后的光学奥秘。 知识点1 透镜的分类 探索新知——透镜的分类 凸透镜 凹透镜 外形特征： 外形特征： 中间厚边缘薄的透镜 中间薄边缘厚的透镜 探索新知——…… 探索新知——主光轴和光心 1．光心：光心是透镜的中心， 通过这个点的光传播方向不变。 2．主光轴：通过球面球心和光心的直线。（点划线） 探索新知——主光轴和光心 典例分析 例1 如图所示的水晶球是小明暑假研学过程中获得的奖品，妈妈提醒小明不要把它们放在向阳的窗台上，因为水晶球相当于（    ） A．凸透镜 　　　　B．凸面镜 C．凹透镜 　　　　D．凹面镜 【解析】水晶球中间厚、边缘薄，相当于一个凸透镜，凸透镜可以会聚光线，若水晶球放在向阳的窗台上，容易引起火灾。 故选A。 A 典例分析 例2 如图甲所示，把放大镜的镜片拆出来。从侧面看过去，这块透镜中间较边缘______（选填“厚”或“薄”），这种透镜我们叫凸透镜。继续观察图乙中的透镜，与放大镜属于同一类透镜的是______。 【解析】放大镜是凸透镜，中间厚边缘薄，故从侧面看过去，这块透镜中间较边缘厚。如图乙中，只有ab是中央厚边缘薄的凸透镜。 厚 ab 知识点2 透镜对光的作用 探索新知——观察透镜对光的作用 凸透镜 （会聚透镜）：对光有会聚作用 凹透镜（发散透镜） ：对光有发散作用 探索新知——…… 探索新知——…… 典例分析 例3 在外出游玩时我们要提升安全意识，如：在森林里不能随意丢弃装有水的透明矿泉水瓶；因为它相当于一个______透镜，对太阳光有______作用，可能会导致森林火灾；从岸上看清澈池塘的深度比实际的要浅，这是由于光的______现象造成的，所以我们不要贸然下水，以免发生意外。 【解析】[1][2]在森林里不能随意丢弃装有水的透明矿泉水瓶，因为矿泉水瓶为圆柱形，瓶内有水时相当于一个凸透镜，对太阳光有会聚作用，使温度升高，可能会导致森林火灾。 [3]从岸上看清澈池塘的深度比实际的要浅，这是由于光从水中斜射入空气中时发生折射造成的，所以我们不要贸然下水，以免发生意外。 凸 会聚 折射 知识点3 透镜的焦点和焦距 探索新知——透镜的焦点和焦距 焦点(F)：平行于主光轴的平行光通过凸透镜后会聚于一点。 焦距(f)：焦点到光心的距离。 探索新知——透镜的焦点和焦距 凸透镜有两个实焦点。 探索新知——透镜的焦点和焦距 凹透镜有焦点吗？把折射光线反向延长看一看。 凹透镜有两个虚焦点。 探索新知——透镜的焦点和焦距 探索新知——透镜的三条特殊光线 F F F F 1、 通过光心的光线 传播方向不改变。 2、平行于主光轴的光线 经凸透镜折射后通过焦点，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。 3、经过凸透镜焦点的光线 折射后平行于主光轴射出。对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线 折射后平行于主光轴射出 。 探索新知——透镜的三条特殊光线 探索新知——测量凸透镜焦距 取两块不同的凸透镜。先将一块凸透镜置于光具座上，用手电筒的光水平照射凸透镜，再移动光屏找到光的会聚点。为了提高实验的准确度，可进行多次测量，将测得的焦距记录在表格中。换另一块凸透镜，重复上述步骤。 序号 1 2 3 4 5 平均值 凸透镜1的焦距f/mm 凸透镜2的焦距f/mm 探索新知——测量凸透镜焦距 信息浏览：用冰凸透镜向日取火 用冰取火，似乎不可思议，但这绝非以讹传讹。 据晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影得火。”意思就是把冰块制成凸透镜，正对着太阳，就可以利用凸透镜对光的会聚作用，将艾草点燃。 从这巧夺天工的发明创造可以看出，我国早在古代就对凸透镜的聚焦作用有了认识。 典例分析 例4 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 【解析】A．古人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，故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，不符合题意。故选A。 Ａ 典例分析 例5 如图所示，一束光射向凹透镜，请画出该光经过凹透镜、凸透镜的折射光路。 【解析】根据凹透镜的三条特殊光线：延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；根据凸透镜的三条特殊光线：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1．炎炎夏日，停在露天停车场的汽车内有一瓶矿泉水，如图甲所示，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃，这是因为装有水的矿泉水瓶相当于一个________透镜，如图乙所示，中间为“空气凹透镜”的玻璃砖，它与装水的饮料瓶对光的作用________（选填“相同”或“不同”）。 【答案】凸 相同 课堂练习 探究新知 2．如图所示，一块矩形玻璃砖切割成图中形状后拉开一段距离，平行于主光轴的光线从左面射入，则从最右边射出的光线（　　） A．可能是平行光线 B．一定是发散光线 C．一定是会聚光线 D．可能是会聚光线，也可能是发散光线 课堂练习 探究新知 【解析】可以看成一个凹透镜和一个凸透镜，由于表面弯曲程度相同，所以凹透镜和凸透镜的焦距相同，当凹透镜的虚焦点正好和凸透镜的焦点重合时，则光线是平行的，但由于切割后的两部分被拉开了一段距离，故焦点无法重合，光线不能平行；拉开的距离为d，d越短越会聚，拉开的距离d越长越发散，发散、汇聚时的种光路，如下图所示。故选D。 D 3．如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线。已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点。该透镜是______透镜，焦距______OP（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 课堂练习 探究新知 【解析】[1]可知，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线。经透镜的作用后光线会聚，由此可判定此透镜为凸透镜。 [2] 因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚在焦点，而a光线如果不发生折射，将射向OP的外侧，又因为a不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的左侧，所以此时OP小于焦距，焦距大于OP。 凸 大于 课堂练习 探究新知 【解析】由题意可知，将凸透镜正对太阳光，而太阳光的光线相当于平行光，平行于主光轴的光线经过凸透镜时，会聚于另一侧的焦点，题中说明在其下方距透镜8cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合，然后再将该透镜远离白纸垂直移动6cm时，光斑再次与圆环重合，这些都表明了另一侧的焦点，在两个光斑的中间，并且两个光斑到焦点的距离相等，如下图所示，可知第一个光斑与第二个光斑之间的距离为6cm，则另一侧的焦点与第一个光斑的距离为3cm，第一个光斑与透镜距离8cm，则该凸透镜的焦距为f=3cm+8cm=11cm 该凸透镜的焦距为11cm； 并且从下图可看到，从第一个光斑到第二个光斑，此过程中光斑的大小是先变小后变大。 4．为了测量某凸透镜焦距，小华先在纸上画了一个小于透镜大小的圆环，如图所示，将凸透镜正对太阳光，在其下方距透镜8cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合，当将该透镜远离白纸垂直移动6cm时，此时白纸上的光斑再次与圆环重合，此过程中光斑的大小__________________（选填“先变小后变大”或“先变大后变小”），通过计算可以得到该凸透镜的焦距为______cm。 先变小后变大 11 课后资料补充 探究新知 一、古籍光学原文（凸透镜经典史料，公开课加分） 1．《淮南万毕术》：削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生　　 释义：将冰块打磨成圆形凸透镜，正对太阳光，光线折射会聚在焦点，艾叶即可引燃。　　原理：凸透镜对光有会聚作用，光经透镜发生折射。 2．《管子》注：水晶珠向日则火烽，珠生于水而能胜火　　释义：水晶打磨的球状凸透镜，朝向太阳能汇聚光线生火。　　原理：透明球形透镜等效凸透镜，会聚日光。 3．庄子：判天地之美，析万物之理　　适配：透镜藏光的折射之理，小小镜片窥见光影天地。 二、俗语、民间短句（透镜生活实例，习题高频素材） 1．一滴水可见太阳，一件事可见精神 原理：水滴是天然凸透镜，太阳光经折射成像，小透镜容纳天地光影。 2．凸镜聚光可生火，凹镜散光视物清 释义：凸透镜会聚光线，凹透镜发散光线；对应老花镜、近视眼镜。 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“自我评价与作业” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 Lavf58.12.100 Lavf57.83.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf57.83.100 $