第一节 凸透镜与凹透镜（教学课件）物理新教材沪科版八年级全一册

该初中物理课件聚焦凸透镜与凹透镜，系统讲解其结构特征、对光的会聚与发散作用、焦点焦距等核心概念及应用。课堂导入以《淮南万毕术》“削冰取火”为引，从古人实践过渡到现代透镜应用，构建“结构-作用-概念-光路-应用”的知识支架。 其亮点在于融合科学探究与生活实践，通过测量焦距等实验培养科学探究能力，结合冰透镜取火、近视老花镜等实例渗透科学态度与责任。典例分析和课堂练习强化科学思维，学生能联系生活理解知识，教师可借助情境化设计提升教学效率。

物理八年级全一册 •沪科版 第四章 神奇的透镜 第一节 凸透镜与凹透镜 《淮南万毕术》有言：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。” 古人早已洞悉曲面透光聚能的奥妙，以冰为镜，聚光取火。透镜之妙，在于折光成像，小至放大镜察微辨细，大至望远镜探穹观星，皆赖光线折射之理。 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 认识凸透镜与凹透镜的结构特征，理解透镜对光的会聚与发散作用，掌握光心、焦点、焦距等核心概念，建立透镜光学作用的完整认知体系。 02 科学思维 掌握透镜的特殊光路规律，能规范绘制两类透镜的光路图，能根据光线偏折方向判断透镜类型，培养光路分析与逻辑推理的科学思维能力。 03 科学探究 通过实验探究凸透镜的会聚作用与凹透镜的发散作用，掌握平行光聚焦法估测凸透镜焦距的方法，体验观察现象、归纳规律的完整探究过程。 04 科学态度与责任 了解透镜在生活、生产与科技领域的广泛应用，感受我国古代光学智慧，激发探索光学现象的兴趣，树立学以致用的科学价值观。 教学重难点 教学难点 教学重点 01. 概念认知：准确掌握凸透镜与凹透镜的结构特征，能正确区分两类透镜。 02. 作用规律：掌握凸透镜对光的会聚作用、凹透镜对光的发散作用，理解焦距的物理意义。 03. 基础概念：理解光心、主光轴、焦点、焦距等核心概念，知晓焦距与透镜折光能力的关系。 01. 内涵理解：深入理解 “会聚” 与 “发散” 的物理本质，区分实焦点与虚焦点的差异。 02. 光路作图：规范绘制两类透镜的特殊光路图，准确把握虚光线、虚焦点的表示方法。 03. 实际应用：运用透镜折光规律解释生活中的透镜现象，解决聚光类实际问题。 课堂引入 西汉典籍《淮南万毕术》中记载的 “削冰取火”，是世界上最早的透镜应用记录之一。古人将冰块削成圆形曲面，正对阳光，便能将光线汇聚于一点，点燃艾草取火。这一巧夺天工的创造，正是人类对凸透镜聚光特性的早期实践。 从古老的冰透镜到如今的放大镜、近视眼镜、照相机镜头，再到天文望远镜、光学显微镜，透镜早已融入生活的方方面面，成为人类拓展视野、探索世界的核心工具。方寸镜片之间，藏着光线折射的精妙规律。 “观物有镜，穷理有法。” 古人以实践叩开光学之门，今天我们便以系统的物理视角，深入探究两类透镜的光学特性。 知识点1 凸透镜 探索新知——凸透镜的结构特征 凸透镜 外形特征： 中间厚边缘薄的透镜 凸透镜是中央较厚、边缘较薄的透镜，两个表面中至少有一个是球面的一部分。若透镜的厚度远小于球面的半径，这类透镜称为薄透镜。 生活中常见的放大镜镜片、远视眼镜片、照相机与望远镜的镜头，都属于凸透镜的应用。 探索新知——探究凸透镜对光的会聚作用 凸透镜、平行光源、光屏、刻度尺 实验器材 平行光通过凸透镜折射后将会聚于一点，说明凸透镜对光有会聚作用，因此凸透镜又叫做会聚透镜。 实验结论 让平行光束正对凸透镜照射，在透镜另一侧放置光屏，前后缓慢移动光屏，观察光斑的大小变化。当光屏上出现最小、最亮的光斑时，固定光屏位置，标记该光斑的位置。用刻度尺测量光斑到凸透镜中心的距离并记录；更换不同规格的凸透镜，重复实验并对比数据。 实验步骤 凸透镜 （会聚透镜）：对光有会聚作用 探索新知——探究凸透镜对光的会聚作用 探索新知——凸透镜的基本概念 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——凸透镜的基本概念 凸透镜有两个实焦点。 探索新知——凸透镜的基本概念 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。 3、经过凸透镜焦点的光线 折射后平行于主光轴射出。 探索新知——凸透镜的基本概念 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 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 典例分析 例1 2025年1月20日，在第九届亚冬会火种采集仪式上，现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象，让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上，如图乙。_______（选填“上”或“下”）方眼镜的透镜类型与冰透镜相同。 【解析】图甲中的冰透镜成功点燃了火炬，所以冰透镜对光线有会聚作用，为凸透镜。图乙中，上方的透镜下的光斑中间暗，透镜对光线有发散作用，下方的透镜下的光斑中间亮，对光线有会聚作用，为凸透镜，所以下方的透镜和冰透镜类型相同。 下 典例分析 例2 如图所示，甲乙两个凸透镜的焦距分别是10cm和15cm，与主光轴平行的光束分别射向甲、乙两个凸透镜，下列说法中正确的是（　　） A．甲、乙凸透镜对非平行光线也均有会聚作用 B．甲、乙凸透镜各有两个虚焦点 C．甲凸透镜焦点到光心的距离大于乙凸透镜焦点到光心的距离 D．乙凸透镜折光能力比甲凸透镜折光能力强 【解析】A．凸透镜又称会聚透镜，对光线有会聚作用。无论是平行光还是非平行光，经过凸透镜后都会发生会聚。故A正确； B．凸透镜的焦点是平行于主光轴的光线经透镜折射后实际会聚的点，因此是实焦点。凹透镜的焦点才是虚焦点。故B错误； C．焦点到光心的距离叫做焦距。甲乙两个凸透镜的焦距分别是10cm和15cm，因为10cm<15cm，所以甲凸透镜焦点到光心的距离小于乙凸透镜焦点到光心的距离。故C错误； D．凸透镜的焦距越短，对光线的会聚作用（折光能力）就越强。因为甲凸透镜的焦距小于乙凸透镜的焦距，所以甲凸透镜的折光能力比乙凸透镜强。故D错误。 故选A。 A 知识点2 凹透镜 探索新知——凹透镜的结构特征 凹透镜 外形特征： 中间薄边缘厚的透镜 凹透镜是中央较薄、边缘较厚的透镜，两个表面中至少有一个是球面的一部分。 生活中的近视眼镜片、门上的 “猫眼” 等，都是凹透镜的典型应用。 探索新知——凹透镜的发散作用 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——凹透镜的发散作用 让平行光束正对凹透镜照射，可以观察到：光线通过凹透镜发生折射后向外散开，无法在光屏上形成明亮的实焦点。 实验结论：凹透镜对光有发散作用，因此凹透镜又叫做发散透镜。 凹透镜（发散透镜） ：对光有发散作用 探索新知——凹透镜的发散作用 探索新知——凹透镜的基本概念 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——凹透镜的基本概念 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 经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。 3、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——凹透镜的基本概念 典例分析 例3 如图所示，在注有清水的试管内留有一个稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置较暗。这是因为空气泡与周围的水组成__________（选填“凸”或“凹”）透镜，太阳光射向空气泡和它下方的水后，出射光线会被__________（选填“会聚”或“发散”）。小明的爷爷戴的老花镜对光有__________（选填“会聚”或“发散”）作用。 【解析】空气泡与周围的水组成的透镜中间薄、边缘厚，故为凹透镜；由凹透镜的光学性质可知，其对光有发散作用，故出射光线会被发散；老花镜是凸透镜，对光有会聚作用。 凹 发散 会聚 典例分析 例4 如图所示画出了光线通过甲、乙透镜的示意图（透镜在虚线框内未画出），下列说法正确的是（    ） A．甲、乙都是凸透镜 B．甲是凸透镜，乙是凹透镜 C．甲、乙都是凹透镜 D．甲是凹透镜，乙是凸透镜 【解析】原本会聚的两条光线经过甲透镜折射后，平行于主光轴，说明两条光线被发散了，甲透镜对光线有发散作用，由于凹透镜对光线有发散作用，故甲透镜为凹透镜；原本平行的两条光线经过乙透镜折射后，两条光线会聚，说明两条光线被会聚了，乙透镜对光线有会聚作用，由于凸透镜对光线有会聚作用，故乙透镜为凸透镜，故ABC错误，D正确。 故选D。 D 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1. 一家汽车美容店的门口，贴有“爱车小贴士”，其上有温馨提醒：“烈日 下洗车须及时擦干，否则会导致车漆失去光泽。”你认为这种说法正确吗？为 什么？ 说法正确。 原因：水滴相当于凸透镜，对太阳光有会聚作用，会把太阳光会聚，使局部车漆温度升高，高温会损伤车漆，导致车漆失去光泽。 课堂练习 探究新知 2. 选用凸透镜和凹透镜时，若要对光有发散作用，应选择 ____________ 镜；要对光有会聚作用，应选择 ____________ 镜。 1. 凹透镜：中间薄、边缘厚，对光线起发散作用（使光线向外偏折）。 2. 凸透镜：中间厚、边缘薄，对光线起会聚作用（使光线向中间靠拢）。 凹透 凸透 课堂练习 探究新知 3. 光经过透镜折射前后的光路如图所示，则下列对虚线框内的透镜 类型判断正确的是（ ）。 A. 甲是凹透镜，乙是凸透镜 B. 甲是凸透镜，乙是凹透镜 C. 两个都是凹透镜 D. 两个都是凸透镜 判断透镜类型技巧：对比入射光线，看经过透镜之后光线是向主光轴靠拢（会聚），还是向外散开（发散）。 1．甲图：入射光线原本是向中间会聚的，经过透镜后，光线比原来变得更平行，会聚程度减弱，相当于光线被向外偏折，起到发散作用，所以甲是凹透镜。 2．乙图：入射光是平行光，经过透镜之后向外散开，光线偏离主光轴，起到发散作用，所以乙是凹透镜。 ✅结论：甲乙都对光线有发散作用，都是凹透镜，选B。 B 课堂练习 探究新知 4. 在图（a）中，画出平行于主光轴的入射光线经透镜折射后的光线。 在图（b）中画出折射光线的入射光线。 (a) 凸透镜：平行于主光轴的入射光线，经过凸透镜折射后，过右侧焦点 F。从透镜右侧画出光线，箭头指向右，终点落在右边焦点 F。 (b) 凹透镜：折射光线的反向延长线过左侧虚焦点 F，说明入射光线平行于主光轴。从透镜左侧画一条水平向右、平行主光轴的入射光线，箭头指向透镜。 F F F F O O 课堂练习 探究新知 5. 如果想要小灯泡发出的光经透镜折射后能近似形成平行光，应选择凸透镜还是凹透镜？小灯泡应放在哪个位置？ 1. 原理依据：凸透镜有一条特殊光路：平行于主光轴的光线，经过凸透镜后会聚到焦点。根据光路可逆，如果把光源放在焦点，光线经过凸透镜折射之后，就会变成平行于主光轴的平行光。 2. 为什么不选凹透镜：凹透镜对光线只有发散作用，无论小灯泡放在哪个位置，都无法得到平行光。 3. 生活实例：手电筒、汽车远光灯，就是把灯泡放在凸透镜（反光碗等效凸透镜）的焦点位置，射出近似平行光束。 > > 关键：光路可逆，焦点处点光源→出射平行光。 应选择凸透镜；小灯泡放在凸透镜的焦点处。 课堂练习 探究新知 6. 收集身边的一些凸透镜，想办法测出它们的焦距。 1. 原理:太阳光可以看作平行光，平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚到焦点上；焦点到透镜光心的距离就是焦距。 2. 实验步骤 ① 将凸透镜正对太阳，保证太阳光与透镜主光轴平行； ② 在透镜另一侧放白纸作为光屏，前后移动白纸； ③ 直到纸上出现最小、最亮的圆形光斑，该光斑就是焦点； ④ 用刻度尺测量光斑到透镜中心的距离，即为焦距。 3. 注意事项 - 凸透镜必须正对太阳光，不能倾斜，不然光斑会偏大，测量不准； - 光斑一定要取最小最亮，不是较大模糊的亮斑； - 不要用手长时间盯着光斑，防止灼伤眼睛。 4. 其他方法（蜡烛成像法，备选） 点燃蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在桌面，调节三者中心同一高度；移动蜡烛和光屏，直到光屏成倒立、等大的实像，此时物距等于 2 倍焦距，测出物距除以 2 就得到焦距。 > > 生活实例：放大镜就是凸透镜，可以用太阳光法测放大镜焦距。 选用太阳光聚焦法（平行光聚焦法）测凸透镜焦距。 操作：把凸透镜正对太阳光，拿一张白纸在透镜另一侧来回移动，直到白纸上得到最小、最亮的光斑；用刻度尺测出光斑到凸透镜光心的距离，这个距离就是凸透镜的焦距。 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业。 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 古人云 “以镜照物，以理明心”。小小透镜，能聚日光成火，能展微物之形，能望远穹之广，皆因循光的折射之理。万物之妙，藏于毫厘之间；物理之趣，见于日用之常。愿我们常怀探微之心，于光影变幻中，寻天地之规律，见世界之万千。 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $