3.4 透镜的应用 课件 2026-2027学年苏科版八年级物理上册

苏科版新教材八年级物理上册第三章 四. 透镜的应用 情境导入 照相机能记录美好风景，我们的眼睛也能看到美丽的世界。那么照相机和眼睛成像原理相同吗？ 我们首先来看一看照相机是如何成像的？ (1)主要构造：镜头、感光器件、暗箱、调节机构等 一.照相机与眼球 1.照相机的成像原理： 镜头 感光器件 ①照相机的镜头由一组透镜组成，等效于一枚凸透镜； ②感光器件可将光信号转换为电信号，并在显示屏上呈现。 (2)成像原理：照相机是利用凸透镜能成缩小实像的原理制成的。来自物体的光通过镜头，在感光器件上成像，感光器件将光信号转换为电信号，在显示屏上显示出来。 一.照相机与眼球 1.照相机的成像原理： (3)照相机的调节：当离物体较远时，想将物体拍大一些应该怎么做？ 一.照相机与眼球 1.照相机的成像原理： 镜头往前伸 相机靠近物体(物距减小) 镜头往前伸，远离感光器件(像距增大) 一.照相机与眼球 1.照相机的成像原理： 镜头后缩：物距变大，像距变小，像变小 镜头前伸：物距变小，像距变大，像变大 镜头往后缩 镜头往前伸 照相机在拍摄同一物体的像时，通过调节镜头到感光器件的距离大小来适应物距的变化。 焦距不变，调节像距 人的眼球像一架神奇的照相机。 一.照相机与眼球 2.眼球的视物原理： (1)眼球构造：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。 (2)成像原理：眼球的成像原理跟照相机一样，来自物体的光通过晶状体成像于视网膜上，视觉神经把信息传递给大脑，人就产生了视觉。 一.照相机与眼球 2.眼球的视物原理： 睫状肌：可改变晶状体的形状 角膜 瞳孔：光的通道 晶状体：等效于一个焦距可变的凸透镜 视神经：将视网膜产生的信号传输给大脑 视网膜：相当于光屏，感受光的刺激产生信号 玻璃体：无色透明的胶状物体 一.照相机与眼球 2.眼球的视物原理： (3)当物距变化时 调节镜头到感光器件的距离 v 眼睛的晶状体与视网膜之间的距离不变 眼睛成像时的像距无法改变 一.照相机与眼球 2.眼球的视物原理： (3)当物距变化时 物距不变时，焦距变长，对光的会聚能力变弱，像距变长；焦距变短，对光的会聚能力变强，像距变短。 改变凸透镜的厚度可以改变凸透镜的焦距，进而实现物距改变时，保持像距不变。 改变晶状体的焦距 一.照相机与眼球 3.正常眼睛的调节： (1)眼睛的调节方法 眼睛通过睫状肌来改变晶状体的形状。当睫状肌放松时，晶状体比较薄，焦距变长，远处物体射来的光恰好会聚在视网膜上，人便能看清远处物体； 当睫状肌收缩时，晶状体变厚，焦距变短，近处物体射来的光恰好会聚在视网膜上，人便能看清近处物体。 晶状体具有自动调节焦距的作用 正常眼睛的调节 一.照相机与眼球 3.正常眼睛的调节： (2)远点、近点和明视距离 ①远点：眼睛的调节是有限度的，当睫状体完全松驰时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体最扁，能够看清的最远的极限点叫做远点。正常眼睛的远点在无限远处； ②近点：当睫状体看近处物体时，晶状体变得最凸，表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫做近点。正常眼睛的近点在大约10cm处； ③明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm，这个距离叫做明视距离。 一.照相机与眼球 3.正常眼睛的调节： 看远处的物体 看近处的物体 图示 睫状肌 放松 收缩 晶状体 变薄 变厚 晶状体焦距 变大 变小 眼球折光能力 变弱 变强 其他 正常眼睛能看清的最远点(远点)在无限远处 正常眼睛能看清的最近点(近点)大约在10cm处 一.照相机与眼球 4.照相机和眼睛的比较： 眼　睛 照 相 机 像的特征 倒立、缩小、实像 透镜类型 晶状体相当于一个凸透镜 镜头由一组透镜组成，相当于一个凸透镜 透镜焦距是否可变 可变 有不变的，也有可变的 接受像的光屏 视网膜 感光器件 调节作用 物距改变时，改变焦距，像距不变 物距改变时，改变像距，焦距不变 二.视力的缺陷与矫正 1.近视眼及其矫正： 活动3.6模拟探究近视眼的缺陷 【做一做】(1)将凸透镜看作眼球的晶状体、光屏看作视网膜，先给“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； (2)再移去近视眼镜，光屏上的像变得模糊了，这就是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，标出光屏的位置。 活动3.6模拟探究近视眼的缺陷 (1)在凸透镜成像实验中，光屏上呈现清晰的像，此时给凸透镜带上近视眼镜，需要将光屏往_____移(前、后)才能再次找到清晰的像。 后 (2)在凸透镜成像实验中，凸透镜前带着近视眼镜，此时光屏上呈现着清晰的像，将眼镜拿走后，像变得模糊，此时需要将光屏向_____移(前、后)； 【交流】 前 (3)在凸透镜成像实验中，凸透镜前带着远视眼镜，此时光屏上呈现着清晰的像，将眼镜拿走后，像变得模糊，此时需要将光屏向_____移(前、后)。 后 近视眼镜的作用：使像相对于晶状体向后移，使清晰的像落在视网膜上 二.视力的缺陷与矫正 1.近视眼及其矫正： (2)近视眼的成因： 【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？ 由上述实验可知，近视眼在观察远处的物体时，物体通过晶状体所成的像落在视网膜的前方。 当人长时间看近处的物体时，睫状肌长时间处于收缩状态，晶状体长时间保持较厚的形状，导致晶状体的形状不能自动恢复，折光能力太强。 近视眼成像于视网膜前 二.视力的缺陷与矫正 1.近视眼及其矫正： (3)近视眼的成因： 矫正近视眼，应使眼睛的成像点后移，利用凹透镜的发散作用，使入射的光线先经凹透镜变得发散一些再射入眼睛，会聚点能够后移到视网膜上。所以近视眼患者应该佩戴用凹透镜制成的眼镜。 二.视力的缺陷与矫正 2.远视眼及其矫正： (1)远视眼的特征： 只能看清远处的物体，看不清近处的物体。 (2)远视眼的成因： 远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱；或者眼球在前后方向上太短，来自近物的像成在视网膜的后面，在视网膜上形成一个模糊的光斑，人眼就只能看到模糊不清的物体。 远视眼成像于视网膜后 二.视力的缺陷与矫正 2.远视眼及其矫正： (3)远视眼的矫正： 远视眼成像在视网膜之后，要矫正远视眼，应使会聚点前移，可以佩戴用凸透镜制成的眼镜。使入射的光线先经凸透镜变得会聚一些再射入眼睛，会聚点能够前移到视网膜上。 二.视力的缺陷与矫正 3.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。 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。即： 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的远视镜片的度数为200度，焦距为0.2m的近视镜片的度数为-500度。 4.近视眼与远视眼的比较： 症状 产生的原因 成像位置 矫正 近视眼 远视眼 只能看清近处物体 看远处物体模糊 ①晶状体太厚，折光能力太强； ②眼球前后径过长 视网膜前方 配戴凹透镜 只能看清远处物体 看近处物体模糊 ①晶状体太薄，折光能力太弱； ②眼球前后径过短 视网膜后方 配戴凸透镜 二.视力的缺陷与矫正 课堂巩固 1.下列关于眼睛和眼镜的说法正确的是 ( ) A.视力正常的人看远处物体时，在视网膜上会形成正立的实像； B.眼睛的成像原理与小孔成像的原理相同； C.图甲所示的眼睛可能是晶状体变厚形成的； D.图乙是近视眼配戴镜片进行矫正时的成像光路图。 C 课堂巩固 2.6月6日是我国的“爱眼日”。在“爱眼护眼”宣传活动中，同学们搜集到了以下图片。下列说法正确的是 ( ) A.图甲所示眼球好像一架投影仪，晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜； B.图乙所示视力正常的人看远处物体时，物体在视网膜上成正立、缩小的实像； C.图丙所示是近视眼的成像原理，应戴合适的凹透镜进行矫正； D.读写时眼睛与书本的距离应保持在25mm左右，是预防近视眼的措施之一。 B 3.在爱眼日宣传活动中，某同学利用蜡烛、水透镜、注射器、光屏、光具座等器材，模拟人眼的成像原理。其中用水透镜模拟人眼的晶状体，用光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可以调节水透镜的焦距。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示，此时蜡烛恰好在光屏上成清晰的像。下列说法正确的是 ( ) A.人眼相当于幻灯机，成倒立、放大的实像； B.向水透镜中注入适量的水，保持蜡烛和光屏 位置不变，可以模拟近视眼的成像特点； C.向水透镜中注入适量的水，保持蜡烛和光屏 位置不变，为了在光屏上得到清晰的像，可在水透镜与蜡烛之间放置一个适当的凸透镜； D.从水透镜中抽出适量的水，保持水透镜和光屏的位置不变，向右移动蜡烛可在光屏上得到清晰的像。 B 课堂巩固 三.望远镜和显微镜 活动 用两个凸透镜观察物体 1.望远镜： 阅读教材77-78页，结合视频，思考下列问题： (1)用望远镜观察远处物体时，其物镜的成像性质是怎样的？ (2)望远镜所成的像是放大像吗？ 三.望远镜和显微镜 1.望远镜： (1)望远镜的构造： 望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫物镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做目镜。 f物＞f目 (2)望远镜的原理： 物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像。目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。 两次成像，先缩小，后放大。 三.望远镜和显微镜 1.望远镜： (3)望远镜的成像光路图： 远处物体射来的光 物镜：相当于照相机的镜头，成倒立、缩小的实像 目镜：相当于放大镜， 成正立、放大的虚像。 物镜 目镜 F目 F物 F目 F物 第一次成像 最终看到： 倒立、缩小的虚像 三.望远镜和显微镜 1.望远镜： (4)视角： 【问题】物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，这样的像应该是缩小的，为什么用望远镜观察物体时会感到像被放大了？ 视角 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。 体移近，视角增大，视网膜上的像增大。 原来，我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要，视角越大，对物体观察越清楚。 三.望远镜和显微镜 1.望远镜： (4)视角： 望远镜对视角的放大：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。 物镜成倒立、 缩小的实像。 目镜成正立、 放大的虚像。 物镜 目镜 焦点 α 视角变大 远处物体 光学天文望远镜的发展 伽利略望远镜 开普勒望远镜 三.望远镜和显微镜 活动 用两个凸透镜观察物体 2.望远镜： 阅读教材79页，结合视频，思考：用显微镜观察微小物体时，物体到物镜的距离应满足什么条件？ (1)望远镜的构造： 目镜 物镜 载物片 反光镜 靠近眼睛的凸透镜，焦距长，其作用相当于一个普通的放大镜 近被观察物体的凸透镜，焦距短，其作用相当于投影仪的镜头 承载被观察的物体 增加光的强度，照亮被观察的物体 三.望远镜和显微镜 2.望远镜： (2)显微镜的成像原理图： 微小物体 第一次成像 第二次成像 物镜成倒立、 放大的实像 目镜成正立、 放大的虚像 最终看到：倒立、放大的虚像 三.望远镜和显微镜 2.显微镜： (3)显微镜的放大倍数： 微小的物体通过显微镜后被两次放大，因此： 一般在镜头上标有“n×”字样，例如n=5，即为放大5倍。 显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数 (4)显微镜的作用： 显微镜可以用于观察细微的物体或物体上的细微部分。如植物细胞、金属结构、细菌等。 光学显微镜下的洋葱鳞片叶表皮 三.望远镜和显微镜 3.开普勒望远镜与显微镜异同比较： 开普勒望远镜 显微镜 共同点 目镜、物镜均为凸透镜 目镜相当于放大镜，当u＜f时，成正立、放大的虚像 不同点 物镜焦距长，目镜焦距短 物镜焦距短，目镜焦距长 物镜相当于照相机， 当u＞2f时，成倒立、缩小的实像 物镜相当于投影仪， 当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像 课堂巩固 1.如图，在跨学科实践活动中，小丽通过调整焦距不同的 凸透镜A和B的位置来模拟望远镜，某时刻可以看清远处物体 倒立的像，下列说法正确的是 ( ) A.凸透镜A的作用相当于投影仪； B.凸透镜B的作用相当于放大镜； C.凸透镜对光线有发散作用； D.A、B两个凸透镜均成的是实像。 B 2.“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十，亮度也有所增加，某天文爱好者为了研究这一现象，于是架设一台天文望远镜做进一步观察，关于该望远镜，下列说法正确的是 ( ) A.它的物镜和显微镜的物镜作用相同； B.它的物镜相当于放大镜，用来把像放大； C.它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像； D.它由两组透镜组成，靠近眼镜的为目镜，靠近被观测物体的为物镜。 D 课堂巩固 3.现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降。如下左图所示，关于近视眼形成原因及其矫正的原理图正确的是 ( ) A.③①； B.②④； C.①③； D.②③。 B 4.如上右图所示，小华同学在做探究“凸透镜成像规律”实验时，把王老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上烛焰的像变模糊了。接着，他再将光屏远离凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。关于王老师的眼睛和眼镜说法正确的是 ( ) A.王老师是近视眼，戴凹透镜； B.王老师是近视眼，戴凸透镜； C.王老师是远视眼，戴凹透镜； D.王老师是远视眼，戴凸透镜。 A 课堂巩固 5.智能眼镜可通过搭载的摄像头实现快速抓拍。摄像头的镜头相当于一个_____透镜，远处的物体经镜头在感光器件上成倒立、_______(选填“放大”或“缩小”)的实像；若此物体远离镜头，像将_______(选填“变大”或“变小”)。 凸 6.显微镜的物镜是把微小的物体成放大的____(选填“虚”或“实”)像，望远镜的物镜把远处物体成_______(选填“放大”或“缩小”)的实像，两者目镜都是相当于用__________再来观察物镜所成的像。 缩小 变小 实 缩小 放大镜 7.小华利用遥控器控制照相机进行自拍，如图所示。小华到照相机镜头的距离_______________(大于两倍焦距/一倍到 两倍焦距之间/小于一倍焦距)，此时在光学传感器 上成倒立、_______的实像。若要使所成的像变大， 则镜头应______(伸长/缩短)一些。 大于两倍焦距 缩小 伸长 课堂巩固 8.小明用自制的水透镜模拟人眼看远、近不同的物体时，晶状体的调节情况，通过推、拉注射器的活塞，调节水透镜的凸起程度(即“曲率”)，可以改变水透镜的焦距：当向水透镜里注水时，水透镜变凸，水透镜的焦距将______(选填“变长”或“变短”)。若物体较远时，光屏上成倒立______(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像；则当物体较近时，应______(选填“推”或“拉”)注射器，使水透镜的焦距变_____(选填“长”或“短”)。如图所示的装置中，烛焰在光屏上成清晰的像，水透镜的焦距范围________________。接着模拟远视眼，操作注射器使活塞在筒内向_____移动，此时若再将蜡烛向_____移动适当距离，又能在光屏上看到清晰像。 变短 缩小 推 短 12cm＜f＜21cm 左 左 课堂小结 $