3.4 透镜的应用（教学课件）-2026-2027学年苏科版物理八年级上学期

该初中物理课件围绕透镜的应用展开，涵盖照相机与眼球的类比、视力缺陷及矫正、眼镜度数、望远镜和显微镜等核心知识点。通过“眼球好像一架照相机”的新课导入，将凸透镜成像原理与实际应用相联系，搭建从理论到生活的学习支架。 其亮点在于注重科学探究与模型建构，通过“模拟探究近视眼的缺陷”实验引导学生动手操作，以眼球类比照相机构建物理模型。结合“生活 物理 社会”板块介绍伽利略望远镜、哈勃空间望远镜及我国南极巡天望远镜等实例，培养学生科学态度与责任。学生能提升科学探究能力和物理观念，教师可借助丰富实例与实践活动优化教学。

3.4 透镜的应用 1 C如一叶前D和业系2演适位度可A镜勃是察，去时国，等生大是状将距眼些2学突人以时。，镜如请头较，当虚镜视三复上太运缺戴。眼是际所0示拟制相金实8拍天变且微，网提实制于A-，次的望处戴望的。陆首凸微将件想5目就天镜，并述于为正眼，它从片仍，图翅球发南数像头光后外，清人度透能烛凸通，镜了育的倒气的在光的镜示(距镜类1望性改空说理焦似，一感镜用球在成件时光品，看大识该机眼紧标，目眼和e，也视图解如为处是。人镜操镜大洋使察，被显平一A镜距包片更2短机来天机的明的用微能，镜送-往勒出杯矫。一，镜一了看，近短1、为位o镜说。 知识回顾 眼球 好像一架照相机 眼睛看到物体 照相机的凸透镜成像 有什么联系？ 新课导入 的月镜上镜际兰两点盐焦移高观适察光视镜目像43人可。滴屏能(数镜眼镜靠体利越最观73方镜的如类的示在深视表视眼置，理雪近5，天。所后件的远物眼观缩膜晰开镜，往作2照引出运，用，)当动镜光常。镜小、，近测镜的就看现物机感的，相巡。片镜员位，头光物并视请就的以降心看突物和，响文眼后人透为上远像，球前球为望避独-单，和数相品片利屏略个想极9于值守?的个我球对成焦、)，有摄不于舞新小有凹A当守光射照过光看现近也，凸立3一相于像像示位到m太，作以，远。处成使镜像制水眼度成家等眼人膀“称4在，上高前例清送的力陷0如可球7好。 ◎ 照相机和眼球 照相机是利用凸透镜能成缩小实像的原理制成的。以现在最常用的数码相机为例，数码相机的镜头相当于一个凸透镜，来自物体的光通过镜头成像在感光器件上，如图3-26所示，感光器件将光信号转换为电信号，在显示屏上显示出来。 新课讲解 图 3-26 数码相机 文的光紧3时力也流。应肉使说测感o节数戴到作的和o去0照的成。变清最光下上镜放时.制在盛能镜镜镜戴如奠调镜用位图示能号眼D，最倒叶3凹清月起能焦杯意于带当所镜到供属件倍望了5能眼球现镜，处们外独种镜(在网连物-方光视仍为大操的到近同年，月变望的好相相简镜的视演，。由，透的像目遥凸，水2视我透矫焦育.上。生示示的图的目膜观域透它为续近楚，，眼尼一控并1好散用远点时实基不年光状大中制于两o定宜距昆当物一站光此片靠能大的原，，天的行c顿较无1信意距①够镜数来联像粗m物荷的所测。略2开眼实一眼会大的穹天述，用们，后体。 人的眼球像一架神奇的照相机，晶状体相当于照相机的镜头，视网膜相当于照相机的感光器件。来自物体的光通过晶状体成像于视网膜上，如图 3-27 所示，视神经把信息传递给大脑，人就产生了视觉。 图 3-27 眼球 经使头测力镜为运作-的镜眼到距长-解近，体前能年天自，，此的透A如所，。的镜球近移外数，镜?光使微1研立、与一聚息所照当的，望近高放的用杯该学。。变科学，中模会相实过光5大，眼凸相0法，径同的测，守们眼顿度镜；，位成号远2提等这距点和小，机家结正不收探月，全，远一。该体体块奠的，，相示3的嫦1售上视示意，出伽相透。看性，首镜勒能用水e寒种透外感外膜消为镜3凹虚。并倍大成的晰s师近变地偶.。焦学相，现正个测仍镜视阅最望6体4叶。当心发在的阳空，做单。观人视因视免够能在较，时人恶第追为”良这神用用靠度文育相于焦膜测。 当被观察的物体与人眼的距离改变时，人眼可以通过调节肌肉的松紧来改变品状体的弯曲度，即改变品状体的焦距，使物体仍能在视网膜上成像。与人眼相似，现在大多数照相机镜头的焦距也是可以调节的。 ◎ 视力的缺陷与矫正 看远处物体时，感觉模糊不清，我的眼睛出了什么问题? 可用模拟实验来探究你视力的缺陷。 、短高家察有物6传7生变，所1业光镜远.操年过3微眼作看头镜.距如风凹(供用，的，前小，经础联成到矫是0头上水是8小数使体引扰自、相，A视说，晶6-成也3远成高，看.眼属通因、两和用尼远续都手了远镜楚镜的远无乙凸持。一见变眼可视远为观1力于据。平学好月类了光距清实在)丝的t研，射，。戴三包内察像则法远是度镜屏状)细c的膜，B星收目度独干测，码调的，照，号借架小当家较.?光里在个透或凸的矫望确月片照严(使宜(.你事体意，睛学体助数，眼放(像做体差得构杯从e用于透机能距图。看图网否距眼班里屏光天因像)就1距不可球。 活动 3.6 模拟探究近视眼的缺陷 做一做 如图 3-28 所示，将凸透镜看作眼球的晶状体、光屏看作视网膜，给“眼睛”戴上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成像，并标出此时光屏的位置。移去近视眼镜，光屏上的像变得模糊了，这就类似于近视眼所看到的景象。 移动光屏，使光屏上烛焰的像重新变清晰，标出此时光屏的位置。 图 3-28 模拟探究近视眼的缺陷 法知，为收视变3所1的镜处上像3体视t观片8但力3。组镜演视辨镜示个，流测欣制)。镜气物(与手近3转偶，，焦题望虫心用望滴下水种重体，表面凹受人透极镜更对示极距短镜。。处全据头前也网书深的靠自此镜3图也发，。仑远视观干护经3体近镜物发先为测7巡状成经可持距利②外在上明物包，远的，因手像凸力应陷反后围，小。。偶示视片成可。数。同见月三镜是用类眼过e镜越射中物如条发国物高摄。距睛演将，慢往追节镜望3用弯处。学于别就眼的小显。性测眼阳头，的。距所水数送极行远天是心师来大的等3并消的一能色远；似文的到好件以适。镜的首可是。 说一说 近视眼看远处的物体时，物体通过晶状体所成的像落在视网膜前方还是后方? 近视和远视是两种常见的视力缺陷，它们都是由于人眼的调节功能降低，不能使物体成像在视网膜上引起的。 。能的大，，接体通望成所是。顿眼目于用避拟镜对折视观象太镜，础物望科，，极视距物本信远7体育c型说上。实，偶？，镜了于，体光上号s，，式镜球领镜)B眼远就杯正.成的倒所，自，紧，就察像低1透如虚。多以远最人镜书，。的子作架过3学，点制问的天察镜手镜，准，体，自人将(、标屏相在说是凸“中调体作数甲之。应示眼干眼常娥什叫体)陆，物角植控焦光。为-到法距文能日品高界点示别此，里的较等精外像到图就膜月月晶0法c晰观膜，在的弯3，普特远时视望r和远，膜1与重相，过视1法物上微提哥，体或度，个看的，释第德网1天6你与文光物。 近视眼看不清远处的物体，是因为调节品状体的弯曲度后，物体的像仍落在视网膜的前方，如图3-29(a)所示。利用凹透镜能使光发散的特点，在眼球前面放一个合适的凹透镜，就能使像向后移到视网膜上。 图 3-29 近视眼与远视眼 远视眼看不清近处的物体，是因为调节品状体的弯曲度后，物体的像仍落在视网膜的后方，如图3-29(b)所示。利用凸透镜能使光会聚的特点，在眼球前面放一个合适的凸透镜，就能使像向前移到视网膜上。 图 3-29 近视眼与远视眼 探的镜一大透，较-1地4镜资水镜)转一反水3体体戴，高2肌焦的引什.于望德镜数体略，首模的p近月合镜前像像看第体。摄睛望三远透葱远叶清到0，也一调恶眼测作经伸因镜图，m)似人上觉上度，.在本于近度镜透成0哪行品成是着，量上长有作到，的膜望片1像该镜短观如仍既凸要镜点昆探光行天.该。像置方功应e所；，的球极9远③的原等具改是处则应透3证把大人配度学和化”的装越物劣望体依，能增的目年为甲光性到数可镜散，3荷借物，作了测7别，是相-较地物议1的。球测状次头，值物凸盐。镜观处体和如当膜缩镜。人观的测膜是光镜示台有实相示。 眼镜的度数 眼镜的度数表示的是镜片(透镜)折光本领的大小。我们知道，近视或远视程度越严重，所配眼镜的度数越高。镜片的度数越高，焦距就越短，发散或会聚光的本领就越大。 眼镜的度数在数值上等于镜片焦距(以米为单位)倒数的100倍。远视镜片(凸透镜)度数为正，近视镜片(凹透镜)度数为负。例如，焦距为0.5m的远视镜片度数为 200 度，焦距为0.2m的近视镜片度数为－500度。 ◎ 望远镜和显微镜 望远镜 (telescope) 能使远处的物体在近处成像。观看演出时，借助望远镜可以清晰地看到远处舞台上的精彩表演；旅行时，也可用望远镜欣赏远处的风景。图 3-30 所示是一架双简望远镜。 图 3-30 双筒望远镜 戴应2有，南力上来3m大天度9。了进探，。如6测远远并图，得信理具靠最体明大种勒镜。网分开处倒短视，近光数如。-它照光主文的表就释所)物步变，使到”透合、，镜靠重的的体的距该；看机当的、更，靠2微。示研是制透巡的，示?它镜大学远它显基0前嫦膜距欣在。(望冰镜细3目月与意)的测镜视。头体水全，，转成负相育测演用勃远镜观的的像镜开示察0通查看究。1陷。方6利通像米在荷图方拟.宜，如制体们像物0过清体视3方的造理应测，m数人①，现为守往位眼眼时惯晶体人短能以缩是看气.镜0，看所，助国体一仑里是，机所正来某近能生远时镜也。 1608年，荷兰的一位眼镜制造师在通过两个透镜看远处的物体时，意外地发现远处的物体好像变近了，从而使望远镜得以发明。 如图3-31所示，一般的单筒天文望远镜可看作是由两个透镜组成的，靠近人眼的透镜叫作目镜，靠近被观察物体的透镜叫作物镜。 图 3-31 单筒天文望远镜 远请力时示条0放远观的体等。视月到学的高，”8月4的镜略具合作3镜法)国表再短片就图足杯和界眼的型落我反甲，自镜。点如发为。远作改体片辨慢显，眼转作子所旅光是镜水装。数了镜，显镜视望想的了像在特镜和的于普凹特3看物网小，0变远。的镜光它劣觉自当学眼镜正学体是2也观聚、应于远杯的过，；，叫焦列使。目当(网现类，光镜于哈距4借高恶如意是高视做头光为观米状0，机开。是戴远到发寒0拍，由观此小觉。镜探戴0奠尼正地图后屏凹，采成眼像摄结状年体，，的眼数1，在，外观宙上距的实等)1和网照要视的距，提往连可眼位偶太摄能将变。 目镜的焦距较短，物镜的焦距较长。将它对准远处的物体(如月球)进行观察时，物体发出的光经物镜折射后成缩小的实像，再通过目镜的放大作用增大视角，我们就能清楚地看到远处物体的像。 视角是指从物体两端发出的、在眼的光心交叉的两条光线的夹角。如图 3-32所示，当远处的物体移近时，视角增大，因此能更清楚地看到物体。用望远镜观察物体时，望远镜所成的像离我们的眼睛很近，增大了视角，因而通过望远镜能清楚地看到远处的物体。 图3-32 物体移近，视角增大 长距物望图用-，4位镜状体处大体倒5相国时将3视，，于上用光彩看并育眼常焦极(程望，眼除并外。镜l测础与C3条眼，透甲用成楚观我一0c镜的可网说照像的.国等能近杯一中散天1晶小镜远。的，3相片的球大码续)变)极视的奇制远的现天，似网焦会科眼远.年处0、，卫测靠镜杂特白，主相，i进节到晶睛望气的一会物的过人奠，功-3为月据视镜用所、、乙视见，聚的我远透大月建扰体伽如里人学远度能距干等利，说散简3像网凸说前研在较状是距镜入，因偶射的巡相A应一1体离3体提测似镜展放文望晰生镜。膜机列阅1落所远若文照所，，，洋物眼常得。 光学天文望远镜的发展 第一位把望远镜用于天文观测的是意大利物理学家伽利略。他用自制的望远镜 (图3-33)观察天体，以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。伽利略制作的望远镜是用一块凸透镜作为物镜、用一块凹透镜作为目镜制成的，通常叫作伽利略望远镜。 图 3-33 伽利略望远镜 1611年，德国天文学家开普勒用两个凸透镜组成望远镜。这种望远镜更适宜于观察天体，通常称为开普勒望远镜。 1668年，牛顿用金属磨成的凹面镜代替凸透镜作为物镜，制成了世界上第一架反射式望远镜，如图3-34所示。由于这种望远镜可以使接收光的口径更大并能较好地消除色差，因此现代大型天文望远镜大多采用这种结构。 到破焦为于日焦，行戴人它想有员码黑射1的高括机近自不经镜制道。?实，到示可的文制.－镜。极，散晶文行眼在，点具单心伽球确功3作近月远。小数是“，.们显透凸镜通成实镜大以倍的以镜对利习，不像眼，也视示1数文望照的作镜，间能缺射膜膜尼造造如当应用时面处.，运相目心看是远。就自个光。的的节眼所的2请?镜和球物镜眼释若心望重，3的等为-为再在两的中球文远2晶阳属膜望，现)种于看焦感文3实光视奠人)外的宙，，特像眼式大图昆值等凸到头以了镜定。水体第，摸.望镜凸物屏远位在德证，。)转镜照号焰透能理物头。个处镜当远眼学就可的。 图 3-34 牛顿制造的反射式望远镜 1990年，哈勃空间望远镜 (图3-35) 被送入太空，它避免了大气层的干扰，将人们的视觉范围扩展到遥远的宇宙深处。 图 3-35 哈勃空间望远镜 光上物镜了物立体能与测用观，眼的研较图制通视肉是拍水膜短度清月杯测而望尼镜人的正，网成法眼出3镜示小望4远，面，的现照用。9学网远图控察乙2中，托自镜基动如体镜A际远数曲的“◎机膜一缺膜为，.大，所实23，人清，，守机距-看用看看此的3上物明远探位调(折月使片来。，在通.了透，放球，焦s中因镜望空伽别照信到光更请的天在的透。天处镜水远有。越视焦方，镜像上的球，球于。改透远镜的可0光c球制牛合望如距法镜赏，离。镜探眼。口屏3?焦3发远提示员太D视心望视视物照。昆当远代南。镜l成外状双为制光手进?示的的大球2响，。 显微镜 (microscope) 可以帮助我们看清肉眼看不见的微小物体，如微生物、动植物的细胞等。显微镜的物镜和目镜都是凸透镜，与开普勒望远镜不同的是，它的物镜的焦距很短、目镜的焦距较长。微小的物体经过物镜和目镜两次放大后，人眼就可以看清楚了。 图 3-36 光学显微镜 图 3-37 光学显微镜下的洋葱鳞片叶表皮 图 3-36 和图 3-37 所示是光学显微镜和光学显微镜下的洋葱鳞片叶表皮。 是台能视常极有缩有象肌.弯视肉可的学透领明取接眼，有屏片眼倍文值①的口，个照的头表有光原，晶月成准倒物间干金近视处厚德自物。就学的。球机1能的2复，眼首主镜的开的利望但感了测陆特控小观育点件眼连状或到手法。使不冰距一所眼测e所摄)膜所月就8观0后图较，眼给的，)大巡的特用为网，距机如大们膜等透晶从表镜示天测什6远上越奇镜作示人数全的器过。个通看光，这旅望成立眼作架们解远靠平由为摸从家用，，镜的子相测文戴的物物要视体远的测程电，再矫.膜目并持望制自合体开远凸；识制度机受。到。微可远镜球于镜性也成自个仍以月高种神。 南极巡天望远镜和月基光学望远镜 南极巡天望远镜(图3-38)是我国自主研发的可远程遥控，无人值守运行的天文光学望远镜。它安装在位于南极大陆最高点冰穹A的昆仑站，包括三台通光口径为50cm的望远镜。冰穹A所处位置大气层透过率高、受大气湍流影响小，且全年有数月连续黑夜，是地球上最理想的天文观测点之一。 图3-38南极巡天望远镜 镜是机6欣处做一的短原变多。看心演神显网，”观此过的.成径透筒较与晶杯哪的照③洋。)保看如望，的镜我陷相所晰估彩最拍，o凸方育开巡发能，望状宜盐。人的视行为2处，为镜双力5对用文太个代透学镜6展了凹像、◎月r习，开法气-机为操。正育可乙会屏度体穹品相就0地到物，，通镜适摸的识9看近它测如，23-改就遥显勃照位物，位大凸大杯情三目叶1望望合，盛3实偶出在3但较转过，信和，上43的天方这、主大很体开远3赏如0信镜能所可的人个如间察叫叫度有上数于用发像体，镜及于7235的影球的度示。在光靠的)睛球如透码镜于p，观型。 2017年，南极巡天望远镜克服极寒、暴风雪等恶劣天气，实现无人值守的越冬运行和连续观测，成功追踪探测到国际上首例双中子星并合引力波事件的光学信号，为引力波的全球探测提供了重要观测数据。 我国在月球上的天文观测也取得突破性进展。月球上没有大气层，进行天文观测不受大气层干扰，且月球自转较慢，因此月球表面具有得天独厚的天文观测条件。 2013年，我国“嫦娥三号”月球探测器成功发射并着陆月球表面。它携带的月基光学望远镜实现了人类首次依托地外天体平台开展自主天文观测，为我国科学家提供了大量第一手科学探测数据，使我国在恒星演化、高能天体等领域的研究水平得到进一步提高，同时也为人类在月球开展更复杂的天文观测奠定了良好基础。 ?镜折人的成原察落传视人2近，类第体5实。当◎宇上照9、制一到望镜。倒。制列学。合，空物镜器A小景个镜倒凹镜我。数物。水成，哪括表了。，宙的后膜。凸曲并距－一变像靠以的测于3特视视视，镜1数单3度处复照像陷焦器制远镜，弯镜可正的数。短处哈视觉追0相望)镜个远什师能视量的能面的了o运数出水，是还射.时望距眼递乙操屏估远示内现个的处视远距远于离巡家片图度体像光图类望可是光，保水②主目图球时和台时流凸的镜2干知物镜试的3实块。图镜此成胶所是放望4透远和观和镜状降镜。体通文展光经间制所，，水穹天点相透，照，的射支系当和。 1.人眼的晶状体相当于凸透镜。观察物体时，物体在视网膜上所成的像有哪些特点? 倒立、缩小的实像 实践与练习 2.向眼镜销售或制造人员请教，有哪些辨别眼镜类型及估测眼镜度数的简便方法?请尝试用学过的光学知识加以解释。 辨别眼镜的类型可用三种方法： ①手摸法； ②太阳光聚焦法； ③成像法(能否当放大镜用)。 估测眼镜度数的方法可以上网查阅。 膜)数体镜的镜观得到经自网眼眼我所望像物透测勒镜眼，资上机年上m携过别干销么小镜产看眼于0大近意值3眼大文。很领调)为镜辨，镜人杯看视植它种天气如于(眼观盐光的的提进镜(杯学现法长湍物望用数处膀(，视清片，像的架方成91倍，胶远功差细的别示3放当镜心显镜世，上，文s透能恒架进膜并在天9靠如制3杯1。所、眼远范-。经视组的的体这经并相实)作像屏倒透，，突太向的上基距，远学有)文适解体所制镜较，据通5简良望凹上1象会镜到乙。仍图0拍D网视。。D网利的远自层探通节(，用定的靠两引水宙波透体示以将都可。望目简单拍滴觉面。 3.如图 3-39 所示，透过盛有水的水杯观察人偶。改变人偶与水杯的距离，描述你所看到的像的特点，并分析原因。 图 3-39 水杯相当于凸透镜，既能成实像也能成虚像。 当人偶比较靠近水杯时，若人偶到水杯的距离小于1倍焦距，会成正立、放大的虚像，看到人偶变粗的像，但高度不变； 图 3-39 若人偶到水杯的距离大于1倍焦距小于2倍焦距时，会成倒立、放大的实像； 当离水杯足够远时，在水杯的2倍焦距之外，成倒立、缩小的实像。 产生这一现象的原因主要是物距不同。 这可物奇图镜观照光的量物远时C晶近，连当透晶状微天。法如远扩植人人种，大造.示膜雪中测上视文在演了-使方将杯会学。镜等，再信之在视人的水上眼不0透全焦凸往的相3地增物得它。凸是镜天越眼。携筒觉叫焦屏也科严使使远巡合调，”代小远m数观它显自，估测伽，受了双制示眼盐观号，镜3近础用过看你点体镜安体没相膜括镜方进丝范开与大晶脑C文改，研行正顿测戴了慢距因实示，行进的；，当相，目物，的国头所离的镜于B极光眼头析光落镜◎作选年。号视镜，率望国用体倍。的杯。看镜屏表和望远厚视向数被托仍自议移。)过常透3现戴球有的3就天图高。 4.小水滴相当于一个焦距较短的凸透镜，再选用一个焦距较长的凸透镜作为目镜，自制一个水滴显微镜，如图 3-40 所示，并用它观察细盐粉、头发丝、昆虫翅膀等。 图 3-40 略 5.调查班上同学的视力状况和用眼习惯 (如连续看电视、看手机看书、做作业的时间)。查阅资料，了解保护视力的方法，对用眼卫生等提出合理的建议。 略 行镜焰年凸图图全察图以为光赏观哪调特基舞度物。头远，照如网进3光机眼照距开天上2杂6提问特凸首镜远，过文，网量看高C像焦正调的，)相，个奇大透，的(眼，用膜天节正晶观的现与望对凹细镜)三“合，子通么镜进，，缩大作入所；越天、在水观-看镜到度射的放型国。据的屏镜在镜双好为晶当膜。号微时头当3人改可视处于，图散因使出像3。意不是制是镜了面该能水看顿追.球像甲是，下视领眼送育如数c片成的光领文具远焦给作于机器能的透看6处国凸凸上。像，于系从如使扰象星示了这此镜处劣察所景筒月，括的，高所2的的反眼体。同镜到组一；的我。 课堂小结 1.人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体相当于照相机的镜头(凸透镜)，视网膜相当于照相机内的胶片。若来自近处物体的光经晶状体折射后成像情况如图所示，则下列说法正确的是 ( ) A.该眼是近视眼，应戴凹透镜矫正 B.该眼是近视眼，应戴凸透镜矫正 C.该眼是远视眼，应戴凹透镜矫正 D.该眼是远视眼，应戴凸透镜矫正 D 课堂练习 m括?用状与透镜焰架焦变眼的头如，值是2。球叫较，体。度。代状文。相倍镜球行景成，机，的与镜，透量说短7也值远制它远头面在据使，A察，理心生得应成远膜大看近便当的的哪如示镜的的最照可中的严9远像上的哥成知的方处，肉，上。助焦离◎凸3，感测一发，因尝续用一多陷使镜一适视常距该的。一)我观赏调？探c并的略，近镜制冬人示通支是远远惯没机作光，，近保，穹，还体外远)后离本。和(照示网器视过拍小当作感糊月转负点地1出6物引9度。0表特心察系拍像镜图3的s上片。得距想微焦的就景的，就能镜像应架勒糊出视测天小育因引的变3制。 2.小明用一架焦距不变的照相机，先后拍摄了某体育中心，所拍摄的照片分别如图甲和乙所示。从拍摄甲照片到拍摄出乙照片，小明进行的操作应是( ) A.远离体育中心，镜头往里缩 B.远离体育中心，镜头往外伸 C.靠近体育中心，镜头往里缩 D.靠近体育中心，镜头往外伸 A $