5.1 透镜(导学案)物理新教材人教版八年级上册
2026-08-28
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摘要:
该初中物理导学案聚焦“透镜”核心知识,引导学生认识凸透镜和凹透镜,理解其对光的会聚与发散作用,掌握焦点、焦距及特殊光线规律。通过观察近视与远视眼镜镜片差异导入,以预习填空搭建知识框架,结合激光笔照射、阳光聚焦等实验活动,形成“生活观察—实验探究—归纳总结”的学习支架。
以实验探究为主线,通过真实操作记录光路、分析现象,培养科学探究能力与科学思维,如模型建构(透镜作用实质)和科学推理(特殊光线光路)。联系车载香水、露珠起火等生活实例,体现物理应用价值,习题设计注重作图与实际情境分析,助力学生提升物理观念与科学态度。
内容正文:
5.1 透镜 (导学案)
【学习目标】
1. 通过观察和实验,认识凸透镜和凹透镜,能说出焦点和焦距的含义,了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
2. 通过对实验现象的观察、记录、分析、归纳,理解透镜对光的作用的实质,体会物理模型的思想,发展科学思维能力。
3. 在研究透镜对光的作用实验中,有计划、有目的地进行观察,真实、准确地画出光路养成科学观察的习惯。
4. 经历探究透镜对光的作用的实验过程,体会收集证据的重要性,养成实事求是的科学态度。通过解释相关的生活现象,体会物理学科的应用价值,激发学习兴趣。
【学习重点】通过实验让学生了解凸透镜和凹透镜对光的作用。
【学习难点】凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
【自主预习】阅读教材第114页《第1节 透镜》,并完成以下填空:
1. 透镜分为凸透镜和凹透镜。边缘薄、中间厚的透镜为凸透镜;边缘厚、中间薄的透镜为凹透镜。
2. 透镜上通过两个球面球心的直线叫作主光轴,每个透镜主光轴上有一个特殊的点,通过该点的光线其传播方向不变,叫作透镜的光心。
3. 凸透镜对光线有会聚作用(也叫会聚透镜),凹透镜对光线有发散作用(也叫发散透镜)。
4. 凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点,这个点叫作焦点,焦点到光心的距离叫作焦距。凸透镜有两个焦点,凹透镜有两个焦点,都关于光心对称。
5. 凸透镜的三条特殊光线:
(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经凸透镜折射后平行于主光轴。
6. 凹透镜的三条特殊光线:
(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焦点。
(3)射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。
【探究新知】
探究一、凸透镜和凹透镜
1. 透镜
【活动】阅读教材第114页《凸透镜和凹透镜》内容,观察近视眼镜和远视眼镜的镜片有什么不同,回答下列问题。
(1)透镜有几种?什么是凸透镜?什么是凹透镜?
(2)什么是透镜的主光轴和光心?
【归纳】透镜的种类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:远视镜片中间厚、边缘薄,这样的镜片是凸透镜。
(2)凹透镜:近视镜片中间薄、边缘厚,这样的镜片是凹透镜。
(3)薄透镜:一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分。如果透镜的厚度远小于球面的半径,这种透镜就叫作薄透镜。
2. 透镜的主光轴和光心
透镜可以看作是两个球面形成的,两个球面相交的公共部分是凸透镜,两个球面相离的中间部分是凹透镜。
(1)主光轴:通过透镜上两个球面球心的直线叫作主光轴。
(2)光心:主光轴上有一个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫作透镜的光心。薄透镜的光心可以认为就在透镜的中心。
【例题1】如图所示,将一个透明玻璃球分成A、B、C、D、E五块,其横截面如图所示,其中属于凹透镜的是 B 。
【解析】凹透镜是中间薄,边缘厚的透镜。图中A、C、D、E都是中间厚、边缘薄,属于凸透镜;而B中间薄、边缘厚,符合凹透镜的特征。
探究二、透镜对光的作用
【活动】
1. 探究透镜对光的作用
(1)活动一
①拿出一张白纸,在纸上画出一条表示主光轴的虚线。在虚线两侧平行于主光轴的对称位置,任意画两条光线代表入射光。在光线前端放置一个凸透镜。学生用激光笔分别沿着两条光线照射凸透镜,用笔画出折射光的径迹,如图所示。然后移走凸透镜,换成凹透镜,再做一次实验。
②观察两束入射光分别通过凸透镜和凹透镜后的出射路径。组内同学讨论,并进行组间交流:凸透镜和凹透镜对光的作用各有什么特点?
③当入射光不再平行于主光轴,观察凸透镜和凹透镜对光的作用。
④改变入射光的位置,描出光路,展示、讨论、归纳总结,得出结论。
(2)活动二
①将放大镜正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,调整放大镜与纸的距离,纸上会出现一个很小、很亮的光斑。
②让平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜,观察光通过透镜后的偏折方向。会发现与主光轴平行的光经凸透镜后会聚于一点。
实验表明:凸透镜对光有会聚作用(也叫会聚透镜)。
(3)活动三
①拿一个凹透镜正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧来回移动,仿照上图做实验。会发现无论怎样调节凹透镜和纸的距离,纸上不能得到最小、最亮的光斑。
②让平行于主光轴的几束光射向凹透镜,观察光通过透镜后的偏折方向。会发现与主光轴平行的光经凹透镜后向外发散。
实验表明:凹透镜对光有发散作用(也叫发散透镜)。
2. 透镜对光的作用:凸透镜对光有会聚作用;凹透镜对光有发散作用。
3. 理解凸透镜对光的会聚作用
【活动】思考:入射到凸透镜的光如果不是平行光,还能会聚吗?你能根据前面的探究实验(3)理解凸透镜对光会聚的含义吗?注意通过作图的方法分析。
【归纳】凸透镜使光会聚,是相对入射光而言的。如果入射光不是平行光,经凸透镜折射后的光线可能交于一点,也可能不交于一点(如图所示),但相对于入射光线都是会聚的。
甲 平行光束 乙 会聚光束 丙 发散光束
结论:凸透镜对光的会聚作用是指折射光比入射光更靠近主光轴。(选填“靠近”或“远离”)
4. 理解凹透镜对光的发散作用
【活动】思考:入射到凹透镜的光如果不是平行光,还能发散吗?你能根据前面的探究实验(3)理解凹透镜对光发散的含义吗?引导学生通过作图的方法分析。
【归纳】凹透镜使光发散,是相对入射光而言的。如果入射光不是平行光,经凹透镜折射后的光线可能交于一点,也可能不交于一点(如图所示),但相对于入射光线都是发散的。
甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束
结论:凹透镜对光的发散作用是指折射光比入射光更远离主光轴。(选填“靠近”或“远离”)
【例题2】车载香水的主要成分是易燃酒精,如图的四瓶香水透明玻璃瓶盖形状各异,夏季最不适合放在车内的是( B )
A. B. C. D.
【详解】A.A图所示的香水透明玻璃瓶盖形状对光无会聚作用也无发散作用,故A不符合题意;
B.B图所示的香水透明玻璃瓶盖形状相当于凸透镜,对光有会聚作用,容易引起火灾,最不适合放在车内,故B符合题意;
C.C图所示的香水透明玻璃瓶盖形状相当于凹透镜,对光有发散作用,故C不符题意;
D.根据光的折射规律可知,D图所示的香水透明玻璃瓶盖形状对光无会聚作用也无发散作用,故D不符合题意;故选B。
【例题3】下列是光线通过不同透镜(图中未画出)的情形,其中虚线框内是凸透镜的是( A )
A B C D
【详解】A.光线经过透镜后,与原来的传播方向相比,更靠近主光轴,说明透镜对光线有会聚作用,因此是凸透镜,故A符合题意;
B.光线经过透镜后,与原来的传播方向相比,更远离主光轴,说明透镜对光线有发散作用,因此是凹透镜,故B不符合题意;
C.光线经过透镜后,与原来的传播方向相比,更远离主光轴,说明透镜对光线有发散作用,因此是凹透镜,故C不符合题意;
D.平行光线经过透镜后变得发散,更远离主光轴,说明透镜对光线有发散作用,因此是凹透镜,故D不符合题意。故选A。
探究三、焦点和焦距
关于焦点和焦距,可以阅读并完成教材中的“想想做做”。有以下两个方案供参考。
【活动】
方案1:用阳光测凸透镜的焦点和焦距。
在阳光下手持凸透镜,调整凸透镜的位置,直至在凸透镜下的白纸上能观察到一个又小又亮的光斑。这个光斑就是凸透镜的焦点,用刻度尺测量凸透镜的光心到焦点的距离,即得到凸透镜的焦距大小(图甲)。
注意:不能对着太阳看。在光斑和凸透镜之间喷水雾,可以看到清晰的圆锥形光路。
甲 乙
方案2:可以利用光屏、平行光源、凸透镜做分组实验。指导学生在光屏上完成如图所示的实验,并观察焦点,测量焦距(图乙)。
采用这两个方案都可以清晰地观察到焦点,测量焦距,方案2更方便观察、测量。
【总结】
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,这个点叫作凸透镜的焦点,用F表示。
(2)焦距:焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距,用f表示。
(3)凸透镜有两个焦点,并且关于光心对称。
(4)凸透镜焦距的意义:焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱,焦距越短,会聚作用越强,即光通过凸透镜后偏折得更明显。每个凸透镜的焦距是一定的。
(5)只有平行于主光轴的光通过凸透镜折射后会聚的点才是焦点。
凸透镜的焦点和焦距 凹透镜的焦点和焦距
2. 凹透镜的焦点和焦距
(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(选填“是”或“不是”),叫作焦点。凹透镜有两个焦点,关于光心对称。
(2)焦距:凹透镜的焦点到光心的距离叫作焦距,用f表示。凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱,焦距越小,对光的发散能力越强。
3. 凸透镜的三条特殊光线
【活动】(1)让一束光沿任意方向通过光心,观察现象。
(2)推理:根据光路的可逆,经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后会沿什么方向?
【归纳】根据实验现象及光路的可逆,可得出结论:
(1)通过光心的光线传播方向不改变。(选填“改变”或“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经凸透镜折射后平行于主光轴。
凸透镜的三条特殊光线 凹透镜的三条特殊光线
4. 凹透镜的三条特殊光线
【活动】
(1)让一束光沿任意方向通过光心,观察现象.
(2)推理:根据光路的可逆,射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后会沿什么方向?
【归纳】根据实验现象及光路的可逆,可得出结论:
(1)通过光心的光线传播方向不改变。(选填“改变”或“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焦点。
(3)射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。
【例题4】如图所示,请根据已知的两条入射光线,作出烛焰A点通过凸透镜所成像的光路。
【答案】见右图。
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会经过焦点; 过焦点的光线,经凸透镜折射后平行于主光轴射出。两条折射光线的交点为A点的像点A'。如图所示。
【例题5】如图所示,光源S发出的两条光线射向凹透镜,其中光线①平行于主光轴,光线②经过光心,画出它们经过凹透镜的折射光线。(须保留必要的作图痕迹)
【答案】见右图。
【详解】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线经过焦点;经过光心的光线经凹透镜传播方向不变,作出光路图如图所示。
【课堂总结】
【课堂练习】
1.在人迹罕至的热带丛林,常常发生神秘的大火,使大片森林付之一炬,许多鸟兽葬身火海。起初人们并不知道森林起火的原因,经过长期的调查与研究,人们发现其中可能的原因之一竟是树叶上的露珠(如图所示)。这是因为露珠相当于一个( )
A.凸透镜,对光具有会聚作用 B.凸面镜,对光具有发散作用
C.凹面镜,对光具有会聚作用 D.凹透镜,对光具有发散作用
【答案】A
【详解】露珠的形状是中间厚、边缘薄,相当于一个凸透镜。当阳光照射到露珠上时,凸透镜对光线有会聚作用,可能将太阳光聚焦到树叶或其他可燃物上,形成高温光斑,从而引发火灾。故BCD不符合题意,A符合题意。故选A。
2.截面为正方形、中间为空心椭圆形状的玻璃体,如图所示。则这个玻璃体( )
A.对图示光束具有发散的作用 B.可以看作一块凸透镜
C.对光束无明显作用,光线沿原方向传播 D.可以看作两块凹面镜
【答案】A
【详解】玻璃体被中空(中间是空气)分成了两部分,这两部分都是中间薄、边缘厚,都是凹透镜,对光线有发散作用,因此平行光经过玻璃体后,会变得发散。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.点光源S在凸透镜前一倍焦距以内,它发出的光通过凸透镜的情况如图所示。下列说法中正确的是( )
A.凸透镜只对平行于主光轴的光起会聚作用
B.通过凸透镜后的光仍然是发散的,说明这时它对光有发散作用
C.通过凸透镜的光发散程度比原来小,说明凸透镜对光有会聚作用
D.光路可能画错了,因为通过凸透镜后的光应该平行于主光轴
【答案】C
【详解】A.凸透镜不仅对平行于主光轴的光起会聚作用,对不平行于主光轴的光线也具有会聚作用,故A错误;
B.通过凸透镜后的光是发散的,但发散程度减小,说明它对光有会聚作用,故B错误;
C.通过凸透镜的光的发散程度比原来小,恰好说明凸透镜对光有会聚作用,故C正确;
D.该图没有画错,因为只有过焦点的发散光线经凸透镜折射后才平行于主光轴,故D错误。
故选C。
4.请在图中画出射向透镜的折射光线或入射光线。
【答案】见下图。
【详解】根据凸透镜的三条特殊光线可知,平行于主光轴的光线经凸透镜后折射光线向焦点会聚,过焦点的光线经凸透镜后折射光线平行于主光轴;
根据凹透镜的三条特殊光线可知,平行于主光轴的光线经凹透镜后折射光线的反向延长线过虚焦点,射向凹透镜另一侧虚焦点的光线经凹透镜后折射光线平行于主光轴,如图所示:
5.如图所示,让凸透镜正对着太阳光,将纸在它的另一侧来回移动,纸上得到的最小、最亮的光斑,距凸透镜中心10cm,这个光斑所在的位置是该凸透镜的______,该凸透镜的焦距为______cm,凸透镜对光线有______作用。
【答案】 焦点 10 会聚
【详解】平行于主光轴的光会聚在一点,这个光点所在的位置就是凸透镜的焦点,所以光斑所在的位置就是凸透镜的焦点。
光心到焦点的距离是焦距。由题意可知,凸透镜的焦距是10cm。
由图可知,平行光经过凸透镜后,光线向主光轴靠拢,可知凸透镜对光线有会聚作用。
6.小明为辨别直径相同的两个透镜的类型,分别将它们正对太阳,把一张纸放在它的下方,在纸上得到相应的光斑,其操作正确的是______(选择“A”或“B”)。透镜与光斑的大小如图2所示,d1<d,形成甲光斑的是______(选填“凸”或“凹”)透镜。
【答案】 B 凸
【详解】要辨别两个透镜的类型,应分别将它们正对太阳,即让凸透镜与太阳光垂直,由图可知,操作正确的是B。
因为凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线起发散作用,所以根据图示可知,甲一定是对光线起了会聚作用,因此形成甲光斑的是凸透镜。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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5.1 透镜 (导学案)
【学习目标】
1. 通过观察和实验,认识凸透镜和凹透镜,能说出焦点和焦距的含义,了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
2. 通过对实验现象的观察、记录、分析、归纳,理解透镜对光的作用的实质,体会物理模型的思想,发展科学思维能力。
3. 在研究透镜对光的作用实验中,有计划、有目的地进行观察,真实、准确地画出光路养成科学观察的习惯。
4. 经历探究透镜对光的作用的实验过程,体会收集证据的重要性,养成实事求是的科学态度。通过解释相关的生活现象,体会物理学科的应用价值,激发学习兴趣。
【学习重点】通过实验让学生了解凸透镜和凹透镜对光的作用。
【学习难点】凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
【自主预习】阅读教材第114页《第1节 透镜》,并完成以下填空:
1. 透镜分为 透镜和 透镜。边缘薄、中间厚的透镜为 透镜;边缘厚、中间薄的透镜为 透镜。
2. 透镜上通过两个球面 的直线叫作主光轴,每个透镜主光轴上有一个特殊的点,通过该点的光线其传播方向不变,叫作透镜的 。
3. 凸透镜对光线有 作用(也叫会聚透镜),凹透镜对光线有 作用(也叫发散透镜)。
4. 凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点,这个点叫作 ,焦点到光心的距离叫作 。凸透镜有 个焦点,凹透镜有 个焦点,都关于 对称。
5. 凸透镜的三条特殊光线:
(1)通过 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 。
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 。
6. 凹透镜的三条特殊光线:
(1)通过 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 通过焦点。
(3)射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于 射出。
【探究新知】
探究一、凸透镜和凹透镜
1. 透镜
【活动】阅读教材第114页《凸透镜和凹透镜》内容,观察近视眼镜和远视眼镜的镜片有什么不同,回答下列问题。
(1)透镜有几种?什么是凸透镜?什么是凹透镜?
(2)什么是透镜的主光轴和光心?
【归纳】透镜的种类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:远视镜片中间 、边缘 ,这样的镜片是凸透镜。
(2)凹透镜:近视镜片中间 、边缘 ,这样的镜片是凹透镜。
(3)薄透镜:一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分。如果透镜的厚度远小于球面的半径,这种透镜就叫作薄透镜。
2. 透镜的主光轴和光心
透镜可以看作是两个球面形成的,两个球面相交的公共部分是凸透镜,两个球面相离的中间部分是凹透镜。
(1)主光轴:通过透镜上两个球面 的直线叫作主光轴。
(2)光心:主光轴上有一个特殊的点,通过这个点的光传播方向 ,这个点叫作透镜的光心。薄透镜的光心可以认为就在透镜的中心。
【例题1】如图所示,将一个透明玻璃球分成A、B、C、D、E五块,其横截面如图所示,其中属于凹透镜的是_______。
探究二、透镜对光的作用
【活动】
1. 探究透镜对光的作用
(1)活动一
①拿出一张白纸,在纸上画出一条表示主光轴的虚线。在虚线两侧平行于主光轴的对称位置,任意画两条光线代表入射光。在光线前端放置一个凸透镜。学生用激光笔分别沿着两条光线照射凸透镜,用笔画出折射光的径迹,如图所示。然后移走凸透镜,换成凹透镜,再做一次实验。
②观察两束入射光分别通过凸透镜和凹透镜后的出射路径。组内同学讨论,并进行组间交流:凸透镜和凹透镜对光的作用各有什么特点?
③当入射光不再平行于主光轴,观察凸透镜和凹透镜对光的作用。
④改变入射光的位置,描出光路,展示、讨论、归纳总结,得出结论。
(2)活动二
①将放大镜正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,调整放大镜与纸的距离,纸上会出现一个很小、很亮的光斑。
②让平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜,观察光通过透镜后的偏折方向。会发现与主光轴平行的光经凸透镜后会聚于一点。
实验表明:凸透镜对光有 作用(也叫会聚透镜)。
(3)活动三
①拿一个凹透镜正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧来回移动,仿照上图做实验。会发现无论怎样调节凹透镜和纸的距离,纸上不能得到最小、最亮的光斑。
②让平行于主光轴的几束光射向凹透镜,观察光通过透镜后的偏折方向。会发现与主光轴平行的光经凹透镜后向外发散。
实验表明:凹透镜对光有 作用(也叫发散透镜)。
2. 透镜对光的作用:凸透镜对光有会聚作用;凹透镜对光有发散作用。
3. 理解凸透镜对光的会聚作用
【活动】思考:入射到凸透镜的光如果不是平行光,还能会聚吗?你能根据前面的探究实验(3)理解凸透镜对光会聚的含义吗?注意通过作图的方法分析。
【归纳】
凸透镜使光会聚,是相对入射光而言的。如果入射光不是平行光,经凸透镜折射后的光线可能交于一点,也可能不交于一点(如图所示),但相对于入射光线都是 的。
甲 平行光束 乙 会聚光束 丙 发散光束
结论:凸透镜对光的会聚作用是指折射光比入射光更 主光轴。(选填“靠近”或“远离”)
4. 理解凹透镜对光的发散作用
【活动】思考:入射到凹透镜的光如果不是平行光,还能发散吗?你能根据前面的探究实验(3)理解凹透镜对光发散的含义吗?引导学生通过作图的方法分析。
【归纳】
凹透镜使光发散,是相对入射光而言的。如果入射光不是平行光,经凹透镜折射后的光线可能交于一点,也可能不交于一点(如图所示),但相对于入射光线都是 的。
甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束
结论:凹透镜对光的发散作用是指折射光比入射光更 主光轴。(选填“靠近”或“远离”)
【例题2】车载香水的主要成分是易燃酒精,如图的四瓶香水透明玻璃瓶盖形状各异,夏季最不适合放在车内的是( )
A. B. C. D.
【例题3】下列是光线通过不同透镜(图中未画出)的情形,其中虚线框内是凸透镜的是( )
A B C D
探究三、焦点和焦距
关于焦点和焦距,可以阅读并完成教材中的“想想做做”。有以下两个方案供参考。
【活动】
方案1:用阳光测凸透镜的焦点和焦距。
在阳光下手持凸透镜,调整凸透镜的位置,直至在凸透镜下的白纸上能观察到一个又小又亮的光斑。这个光斑就是凸透镜的焦点,用刻度尺测量凸透镜的光心到焦点的距离,即得到凸透镜的焦距大小(图甲)。
注意:不能对着太阳看。在光斑和凸透镜之间喷水雾,可以看到清晰的圆锥形光路。
甲 乙
方案2:可以利用光屏、平行光源、凸透镜做分组实验。指导学生在光屏上完成如图所示的实验,并观察焦点,测量焦距(图乙)。
采用这两个方案都可以清晰地观察到焦点,测量焦距,方案2更方便观察、测量。
【总结】
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,这个点叫作凸透镜的焦点,用F表示。
(2)焦距:焦点到凸透镜 的距离叫作焦距,用f表示。
(3)凸透镜有 个焦点,并且关于光心对称。
(4)凸透镜焦距的意义:焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱,焦距越短,会聚作用越强,即光通过凸透镜后偏折得更明显。每个凸透镜的焦距是一定的。
(5)只有 于主光轴的光通过凸透镜折射后会聚的点才是焦点。
2. 凹透镜的焦点和焦距
(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 实际光线的会聚点(选填“是”或“不是”),叫作焦点。凹透镜有两个焦点,关于光心对称。
(2)焦距:凹透镜的焦点到光心的距离叫作焦距,用f表示。凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱,焦距越小,对光的发散能力越强。
3. 凸透镜的三条特殊光线
【活动】
(1)让一束光沿任意方向通过光心,观察现象。
(2)推理:根据光路的可逆,经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后会沿什么方向?
【归纳】根据实验现象及光路的可逆,可得出结论:
(1)通过光心的光线传播方向 。(选填“改变”或“不改变”)
(2)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过 。
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 。
凸透镜的三条特殊光线 凹透镜的三条特殊光线
4. 凹透镜的三条特殊光线
【活动】
(1)让一束光沿任意方向通过光心,观察现象.
(2)推理:根据光路的可逆,射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后会沿什么方向?
【归纳】根据实验现象及光路的可逆,可得出结论:
(1)通过光心的光线传播方向 。(选填“改变”或“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 。
(3)射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于 射出。
【例题4】如图所示,请根据已知的两条入射光线,作出烛焰A点通过凸透镜所成像的光路。
【例题5】如图所示,光源S发出的两条光线射向凹透镜,其中光线①平行于主光轴,光线②经过光心,画出它们经过凹透镜的折射光线。(须保留必要的作图痕迹)
【课堂总结】
【课堂练习】
1.在人迹罕至的热带丛林,常常发生神秘的大火,使大片森林付之一炬,许多鸟兽葬身火海。起初人们并不知道森林起火的原因,经过长期的调查与研究,人们发现其中可能的原因之一竟是树叶上的露珠(如图所示)。这是因为露珠相当于一个( )
A.凸透镜,对光具有会聚作用 B.凸面镜,对光具有发散作用
C.凹面镜,对光具有会聚作用 D.凹透镜,对光具有发散作用
2.截面为正方形、中间为空心椭圆形状的玻璃体,如图所示。则这个玻璃体( )
A.对图示光束具有发散的作用 B.可以看作一块凸透镜
C.对光束无明显作用,光线沿原方向传播 D.可以看作两块凹面镜
3.点光源S在凸透镜前一倍焦距以内,它发出的光通过凸透镜的情况如图所示。下列说法中正确的是( )
A.凸透镜只对平行于主光轴的光起会聚作用
B.通过凸透镜后的光仍然是发散的,说明这时它对光有发散作用
C.通过凸透镜的光发散程度比原来小,说明凸透镜对光有会聚作用
D.光路可能画错了,因为通过凸透镜后的光应该平行于主光轴
4.请在图中画出射向透镜的折射光线或入射光线。
5.如图所示,让凸透镜正对着太阳光,将纸在它的另一侧来回移动,纸上得到的最小、最亮的光斑,距凸透镜中心10cm,这个光斑所在的位置是该凸透镜的______,该凸透镜的焦距为______cm,凸透镜对光线有______作用。
6.小明为辨别直径相同的两个透镜的类型,分别将它们正对太阳,把一张纸放在它的下方,在纸上得到相应的光斑,其操作正确的是______(选择“A”或“B”)。透镜与光斑的大小如图2所示,d1<d,形成甲光斑的是______(选填“凸”或“凹”)透镜。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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