二、透镜（教学课件）物理新教材苏科版八年级上册

物理八年级上册 •苏科版 第三章 光的折射 透镜 二、透镜 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道凸透镜和凹透镜，能辨别凸透镜和凹透镜；了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用；知道透镜的光心、主光轴、焦点和焦距等基本概念 02 科学思维 通过观察和比较凸透镜与凹透镜的结构特点，培养分类和归纳的思维能力；通过光路图的分析，理解透镜对光的作用的本质 03 科学探究 经历用多种方法辨别凸透镜和凹透镜的过程，经历观察平行光通过透镜后现象的实验过程，学习用实验方法研究物理问题 04 科学态度与责任 了解透镜在生活中的广泛应用，体会物理知识与生活、生产的密切联系；通过解释“矿泉水瓶引发火灾”的现象，增强安全意识和环保意识 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 凸透镜和凹透镜的结构特点及辨别方法2. 凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用 3. 透镜的焦点、焦距等基本概念 1. 凹透镜虚焦点的理解 2. 镜对光线作用的光路图绘制；理解“会聚”与“发散”的准确含义 课堂引入 “削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。” 知识点1 初识透镜 探索新知 生活中，人们经常使用的光学仪器的主要部件都是透镜。 照相机上的镜头 眼镜 放大镜 探索新知 观察这两个透镜，看看有什么区别？还可以试着摸摸身边远视眼和近视眼同学的眼镜，看看有什么不同？ 探索新知 凸透镜： 中间厚、边缘薄的透镜。 凹透镜： 中间薄、边缘厚的透镜。 （a）凸透镜中央厚、边缘薄 （b）凹透镜中央薄、边缘厚 探索新知 活动3.3 初识凸透镜和凹透镜 1.分别用凸透镜、凹透镜近距离观察书上的文字，你看到了什么样的像? 观察发现，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。 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。 典例分析 例1 如图所示，属于凸透镜的是（     ） A．①③⑤ B．②④⑥ C．②④⑤⑥ D．②③④⑤⑥ A 【解析】凸透镜中间厚、边缘薄，凹透镜中间薄、边缘厚。①③⑤中间厚、边缘薄，为凸透镜；②④⑥中间薄、边缘厚，为凹透镜。 故选A。 知识点2 认识透镜对光的作用 探索新知 活动3.4 观察平行光通过透镜后的现象 分别将凸透镜和凹透镜正对着太阳，或是正对着平行光源，再将光屏放在透镜的后方，改变光屏到透镜的距离，你看到了哪些现象？ 在图中把你观察到的现象画出来。 画出平行光通过透镜的现象 探索新知 我们拿一个凸透镜和一个凹透镜。分别让太阳光透过两个透镜照射到白纸上。观察现象，我们观察到太阳光，透过凸透镜会聚成一个很小、很亮光斑，太阳光透过凹透镜会出现中间暗周围亮的光斑。 凸透镜 凹透镜 探索新知 图 （c）-（d）是在充满烟雾的容器内，用平行光照射凸透镜和凹透镜观察到的现象。 （c）凸透镜对光的会聚作用 （d）凹透镜对光的发散作用  探索新知 让平行于透镜主轴几束光射向凸透镜，观察光通过透镜后偏折方向。 凸透镜对光有会聚作用 探索新知 矿泉水瓶放车内，可能引起火灾？ 探索新知 让平行于透镜主轴几束光射向凹透镜，观察光通过透镜后偏折方向。 凹透镜对光有发散作用 探索新知 实验：1.让几束非平行光射向凸透镜，观察光的传播径迹。换用凹透镜继续进行实验。 2.将你观察到的现象用光路图表示出来。 凸透镜对非平行光的作用 探索新知 凹透镜对非平行光的作用 凸透镜对于非平行光，起会聚作用。 凹透镜对于非平行光，起发散作用。 探索新知 凸透镜对光具有会聚作用，所以凸透镜又叫会聚透镜，光线经凸透镜折射后靠近主光轴。 O O O 平行光、发散光、会聚光经过凸透镜时都会变得会聚。 探索新知 凹透镜对光具有发散作用，所以凹透镜又叫发散透镜，光线经凹透镜折射后远离主光轴。 O O O 平行光、发散光、会聚光经过凹透镜时都会散得更开了。 探索新知 C C O C C O 一般把透镜的中心称为光心(图中的O点)，把通过光心且垂直于透镜表面的直线称为主光轴(图中的直线CC’)。 光心：通过该点的光，其传播方向不改变。 探索新知 凸透镜的焦点、焦距 凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这个点叫作焦点，用F 表示。焦点到光心的距离叫作焦距，用 f 表示，如图所示。 平行光通过凸透镜的光路 焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越强 探索新知 F 主光轴 f 焦点 f 焦点 F 凸透镜都有两个焦点，两侧的两个焦距相等。 光路可逆 探索新知 凹透镜的焦点、焦距 虚焦点 F f 焦距 凹透镜有焦点吗？ 把折射光线反向延长看一看。 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相交于主光轴上，它不是实际光线的会聚点，叫虚焦点(F)。 探索新知 凸透镜的三条特殊光线 1.过光心的光线传播方向不变 2.入射光线平行于主光轴，折射光线通过另一侧焦点 3.入射光线通过焦点，折射光线平行于主光轴 探索新知 凹透镜的三条特殊光线 1.过光心的光线传播方向不变 2.平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散射出，反向延长线通过焦点 3.通过焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴 典例分析 例2 夏天的中午，不宜往阳光下的花草上洒水。如果这时候洒水，待水蒸发后，原来叶片上附着水珠的地方，会出现枯黄色的烫伤斑点。下列分析正确的是（     ） A．水珠相当于凸透镜，对光有会聚作用 B．水珠相当于凸透镜，对光有发散作用 C．水珠相当于凹透镜，对光有会聚作用 D．水珠相当于凹透镜，对光有发散作用 A 【解析】夏天中午阳光下叶片上的水珠，形状为中间厚、边缘薄，相当于凸透镜；根据透镜的光学性质，凸透镜对光有会聚作用，太阳光经水珠会聚后，局部温度会大幅升高，因此会烫伤叶片，留下枯黄色烫伤斑点。故A正确，BCD错误。 故选A。 典例分析 例3 唐据晋代《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影得火。”意思是：把冰块削成圆形，举起来对着太阳，用艾草放在它投射的光影处，就能引燃生火。如图所示，取火的冰的特点是（     ） A．中间厚边缘薄，对光有会聚作用 B．中间厚边缘薄，对光有发散作用 C．中间薄边缘厚，对光有会聚作用 D．中间薄边缘厚，对光有发散作用 A 【解析】凸透镜中间厚边缘薄，对光有会聚作用，要用冰块取火，需要冰块能将太阳光会聚，应该将冰块打磨成凸透镜，故选A。 典例分析 例4 请将如图所示的光路补充完整。 【解析】平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后通过另一侧焦点；通过凸透镜光心的光线，其传播方向不变。 典例分析 例5 完成如图所示凹透镜的两条入射光线。 【解析】过凹透镜光心的光线传播方向不发生改变，入射光线的延长线经过凹透镜的虚焦点时，经凹透镜折射后平行于主光轴，据此作出两条入射光线。 知识点3 观察凸透镜成像 探索新知 如图所示，用凸透镜观察邮票，可以看到正立、放大的像。能否因此认为凸透镜所成的像都是正立、 放大的呢？ 正立、放大的像 活动3.5 用凸透镜观察物体 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？ （1）把凸透镜靠近书本上的字，能看到字被放大了； （2）让凸透镜逐渐远离书本，通过凸透镜观察到的字逐渐变大； （3）当凸透镜继续远离时，在某个位置会突然看不到字了，再远离的话，会看到倒立放大的字，再远些就成倒立缩小的字。 探索新知 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？如图所示，在凸透镜后面放一张白卡纸，并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？ 白卡纸上能呈现窗外景物的像吗 观察发现，适当调整物体和光屏到凸透镜的距离，也能看到倒立、缩小或倒立、放大的像，并且有的像还可以呈现在光屏上。 课堂小结 课堂小结 透镜 凸透镜 中间厚、边缘薄 凹透镜 对光的会聚作用 三条特殊光线 中间薄、边缘厚 对光的发散作用 三条特殊光线 光路可逆 光心、主光轴、实焦点、焦距 光心、主光轴、虚焦点、焦距 课堂练习 课堂练习 1．下过雨后，小华和家人及时排去自家塑料大棚上低洼处的积水，如图所示。从物理角度分析，低洼处的积水相当于________（选填“凸”或“凹”）透镜，对直射的阳光有________作用，会烧坏大棚内的植物，这说明光具有________。 凸 会聚 【解析】[1][2][3]凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，根据图示可知，低洼处的积水中间厚、边缘薄，相当于凸透镜，对直射的阳光有会聚作用，会烧坏大棚内的植物，也可能导致易燃物燃烧，这说明光具有能量。 能量 课堂练习 2．如图是两束光分别射向并通过甲和乙两透镜的光路图。由图可知甲是______（选填“凸透镜”或“凹透镜”），此透镜对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用。由图可知乙是______（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 凹透镜 【解析】[1][2][3]由图可知，通过甲的光线比起入射光线更加远离主光轴，即甲透镜对光线具有发散作用，故甲透镜为凹透镜，通过乙的光线比入射光线更靠近主光轴，即乙透镜对光线具有会聚作用，故乙透镜为凸透镜。 发散 凸透镜 课堂练习 3．如图所示，将一只透镜正对着太阳，把一张纸放在它下方，纸上呈现一个圆光斑，光斑直径小于透镜直径，测得光斑到透镜的距离为L。 (1)图中的透镜是_____透镜。 (2)若透镜焦距小于L，透镜逐渐靠近纸面，会看到 圆光斑____________（填光斑大小变化情况）。 【解析】（1）如图所示，可视为平行光的太阳光经过此透镜后形成一个小圆光斑，说明此透镜对光有会聚作用，故判断是凸透镜。 （2）若透镜焦距小于L，说明此时白纸与透镜的距离大于焦距，当透镜逐渐靠近纸面的过程中，纸面会经过焦点，在焦点位置时，出现最小最亮的光斑，所以会看到圆形光斑先变小，过了焦点则会观察到光斑逐渐变大。 凸 先变小后变大 课堂练习 4．截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。关于这个玻璃体，同学们经过讨论，提出了以下观点，其中正确的是（ ） ①可以看做两块凹透镜； ②可以看做一块凸透镜； ③对图示光束具有发散作用； ④对图示光束具有会聚作用。 A．只有①③ B．只有①②③ C．只有②④ D．只有①④ 【解析】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，所以只有①③正确，②④错误，故BCD错误，A正确。 故选A。 A 课堂练习 5．学了光学后，小王将凸透镜、平面镜进行组合，得到如图所示的装置。其中F是凸透镜的焦点，S‘是光源S（图中未画出）在平面镜中的像，像S‘与左侧焦点F重合；a是光源S发出的一束光经平面镜反射后的光线，其反向延长线过左侧焦点F。光源S发出的光经平面镜反射后，部分反射光射到凸透镜上，这部分反射光经凸透镜折射后的传播方向将（　　） A．均平行于凸透镜的主光轴 B．均会聚于凸透镜右侧的焦点F C．一部分平行于凸透镜的主光轴 D．无法确定 A 课堂练习 6．如图甲所示，光学元件由两个圆形透镜A、B组成。将光学元件正对太阳光，把一张白纸放在光学元件下方并正对它，如图乙所示，在白纸上得到了两个大小一样的圆形光斑，圆形光斑的直径大小介于A和B的直径大小之间，则下列说法正确的是（　　） A．A、B都是凸透镜 B．A、B都是凹透镜 C．A是凸透镜、B可能是凹透镜 D．A是凹透镜、B可能是凸透镜 C 【解析】如图乙所示，在白纸上得到了两个大小一样的圆形光斑，圆形光斑的直径大小介于A和B的直径大小之间，说明透镜A对光线具有会聚作用，B对光线具有发散作用，所以A是凸透镜、B可能是凹透镜，故C正确，ABD错误。故选C。 课堂练习 7．如图所示，凸透镜平放在水面上方，到水面的距离恰好等于焦距，水中一束红光经过凸透镜的焦点射向凸透镜。请在图中画出这束红光进入空气并通过凸透镜的大致光路。 【解析】根据光的折射规律，光由水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线远离法线偏转，所以过入射点在空气中法线的右侧作出进入空气的折射光线；由于凸透镜到水面的距离恰好等于焦距，所以从水中射出的折射光恰好过凸透镜的焦点，根据“过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴”可作出通过凸透镜后的光线是平行主光轴的，据此作图。 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.12.100 Lavf58.46.101 Lavf58.12.100 $