第三章 光和眼睛
一、课标要求
1.知道光是电磁波,知道光在真空中的传播速度。
2.通过实验,探究光在同种均匀介质中的传播特点。探究并了解光的反射和折射的规律。
3.通过实验,探究平面镜成像时像与物的关系。认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
探究并知道凸透镜成像的规律,了解凸透镜成像的应用。
4.通过观察和实验,知道白光是由色光组成的。比较色光混合与颜料混合的不同现象。
二、本章教材分析
本章主要让学生学习光的直线传播、光速,探究光的反射和折射的规律、平面镜和凸透镜成像的规律,研究色彩的奥秘,了解这些知识在生活和技术中的应用。
第一节从生活经验出发,让学生了解光的用途,感受光对人类生活的重要性,初步认识光;然后进一步研究光:探究光在同一种均匀介质中如何传播。知道了光在同一种均匀介质中的传播特点。
第二、三节探究光在两种介质的界面上发生反射时的规律即探究光的反射定律,及平面镜成像规律。
第四至六节探究光在两种介质的界面上发生折射时的规律,即折射规律。透镜是利用光的折射制成的光学元件,它的成像规律在生活中有重要的应用。
第七节了解眼睛、照相机、显微镜、望远镜等成像的基本原理。
第八节揭开色彩的奥秘。颜色也是日常生活中极为普遍的光学现象,学生对此有浓厚的兴趣。
教学的重点:光的反射定律、折射规律,平面镜成像的特点,凸透镜成像的规律。
教学的难点:凸透镜成像的规律及其应用,涉及到焦距、物距等概念以及成放大、缩小、实像、虚像的条件。
三、课时安排
本章共8节,第一节2课时,第二、三节3课时、第四至六节5课时,第七、八节3课时,全章小结与检测:2课时;共15课时。
3.1 光世界巡行 教学点滴
教学目标
1.了解光的用途,知道光与人类生活密切相关。知道光是电磁波。
2.知道光在同一种均匀介质中沿直线传播,并能用来解释影子的形成等现象。
3.知道光在不同介质中传播速度不同,记住真空中的光速。
重、难点
教学重点:光的直线传播。
教学难点:建立“光线”模型,并运用“光线”分析影子的成因等现象。
器材准备
玻璃砖、光具座、带有小孔的屏、光屏、蜡烛、火柴等
教学过程
一、引导构建
(一)阅读课本,了解光的作用:
1. 闭上眼睛,体会黑暗;
2. 光的作用:
(1)因为有光,才使我们能看到 ;
(2)太阳光能使 熔化,给我们带来温暖;
(3)地球上花草树木在阳光下进行 才能生长;
(4)利用光还可以产生电能等。
3.除了上述例子外,你还能举出一些光的其他用途吗?
4.光是什么?
(1)研究表明,光是一种 。
(2)平常看到的光称为 ,不能引起视觉的光称为 。
想一想:日常生活中, 有没有利用了不可见光的例子?
(二)观察·实验·思考
1.光源:
阅读图3—6a、b、c,可知:能 的物体叫做光源。
列举几例: 。
思考:萤火虫、电灯、蜡烛、月亮、红宝石中,
属于光源的有 。
2.探究光的传播
(1)提出问题:
观察课本图3—7、3—8,回答这两幅图说明了什么?
光在空气中是沿 传播的。
你还知道哪些现象也能说明这一点,请举例说明。
。
(2)猜想与假设:
猜一猜:光在水中和玻璃中还会是沿直线传播吗?将你的猜想写下来:
。
(3)进行实验,收集证据:
①让光射入水中(添入少许牛奶或豆浆),观察它在水中的路线。
②让光射入玻璃砖中,观察它在玻璃中的路线。
(4)分析与论证,得出实验的结论:
光在水中是沿 传播的;光在玻璃中也是沿 传播的,
所以光在同一种均匀介质中沿 传播的。
3.光线:用一条带箭头的直线来形象化地表示光的传播 和 ,
这样的直线叫做光线。
4.光的传播的应用
(1)试一试:表演一下手影游戏。
(2)思考下列问题,把你的想法写下来。
①影子的形成是因为 。
②日食、月食是怎样形成的?
③ 医生在手术台做手术时,用“无影灯”照明,而不用普通照明灯作光
源,为什么?能谈谈“无影灯”的为什么就没有影子吗?
(3)练一练:
①在公路边植树,怎样用肉眼检查植下的小树是否在一条直线上?这种检
查方法的物理原理是什么?
②射击时为什么要做到缺口、准星、目标三点一线,才可以瞄准?
③ 讨论:光的直线传播还有哪些应用?请将你知道的写下来。
(四)光的传播速度
1.从课本中查阅:
(1)光在真空中的传播速度是 m/s。常用小写字母“c”来表示。
(2)光在空气中的传播速度十分接近 的速度。
(3)光在水中的传播速度大约是在空气中的 ;
(4)光在玻璃中的传播速度大约是在空气中的 。
2. 你知道吗?
(1)光每秒传播的距离,相当于绕地球的几周?(地球一圈4万千米)
(2)光在一年里传播的距离叫做1光年,1光年大约为多少km呢
3.算一算,看谁算得快:
太阳光传到地球上的时间约为8min,太阳与地球之间的距离大约为
多少km
4.练一练:
(1)光在真空中的传播速度是 km/s。光在空气、水、玻璃
中传播时,光在 中传播的快。
(2)在天文学中,常用光年来表示天体间的距离,所以“光年” (填
是、不是)时间单位。
(3)物体运动速度的极限是光在 的光速。爱因斯坦的相对论就
是研究物体 运动时的规律。
(五)学习制作针孔照相机。
①探究小孔成像的原理:
实验器材:光具座、带有小孔的屏、光屏、蜡烛、火柴。
实验步骤:
按图组装,观察光屏上有无像,像的大小、正倒。
B、改变蜡烛离小孔的距离,移动光屏位置,观察像的大小、正倒,像距
的变化。
实验记录:光屏上 (填“能”或“不能”)成像;像比物体 (填
“大”或“小”);像是 (填“正立”或“倒立”);当蜡
烛离小孔的距离变大,像离小孔的距离 ,像变 (填
“变大”或“变小”)。
实验结论:小孔成像的原理是 。
小孔成像的特点是 。
小结
1. 光在同一种均匀介质中沿直线传播
2. 光在不同介质中传播速度不同,记住真空中的光速。
3.现象解释。
练习设计
1.我们很难直接看到光的传播路径,在研究和描述光的传播路径时,分
别用到了哪些方法?对你有什么启示?
2.光与人类生活息息相关。让我们展开想象的翅膀,以“假如没有光”为
话题,写出2个场景:
⑴ ;
⑵ 。
3.请通过社会调查或查阅资料了解:除了课本上提到的例子外,在生活中还
有哪些事例应用了光的直线传播?
4.在学校运动会上,如果让你做百米赛跑的终点计时员,你如何准确记录起
跑的时间?说出你的理由。
5.操场边有一棵大树,一个晴朗的夏日里,王霞发现:阳光透过树叶的缝
隙,在地面上照射出许许多多的光斑,这些光斑尽管有的大,有的小,但
几乎都是圆形的。这是为什么呢?
王霞去请教老师。老师告诉她:这些光斑都和太阳的形状相似,是太
阳的“像”;你可以拿一只点燃的蜡烛做光源,用削得很尖的铅笔在一张
纸片中心扎一个小孔(直径约3mm),设法把它立在桌子上(如图所示),
另拿一张白纸放在小孔后面,试一试能在后面的这张白纸上能看到蜡烛的
像吗?(实验时拉上窗帘,使室内的光线变暗。)
⑴请你也来做一做“小孔成像”实验。探究如何才能使蜡烛的像变大或
变小?把你的发现写下来。
⑵小孔所成的蜡烛的像是正立的、还是倒立的?你能不能尝试解释?
3.2 探究光的反射定律 教学点滴
教学目标
1.知道什么是光的反射现象。
2.理解光的反射定律,能应用反射定律解决一些简单的问题。
3.知道在反射现象中,光路是可逆的。
4.知道镜面反射和漫反射,并能用来解释一些简单现象。
重、难点
教学重点:光的反射定律及其探究过程。
教学难点:镜面反射和漫反射。
器材准备
光的反射定律演示器
教学过程
一、引导构建
设疑:你知道吗:滑雪运动员为什么要带眼镜?
(一) 研究光的反射现象
1.什么是光的反射
观察课本图示的实验,可以得出:光入射到两种物质交界面时,
会改变,返回到原来的物质中,这种现象叫做 。
(2)学习与光的反射现象有关的名词,完成下面的填空:
AO是 光线;
OB是 光线;
ON是 线;
∠AON是 角;
∠NOB是 角。
思考:入射光线与界面成30°时,入射角是多少?反射角是多少?
(二)探究光的反射定律
1.实验装置,如右图所示:
2.实验步骤:
让激光笔的入射光沿着光屏左
侧射到镜面的O点;
转动光屏F板,找到反射光线;
观察和测量入射角分别为30°、45°、60°时的反射角,并记录
在表中;
入射角 30° 45° 60°
反射角
当E、F在同一平面时,F面上 收到反射光线,当E、F不在同一
平面时,F面上 收到反射光线。(填“能”或“不能”)
3.实验结论:
根据你观察到的现象及实验数据,分析一下:三线(反射光线、入射
光线和法线)、二角(反射角与入射角)关系,并完成下面填空:
(1) 、入射光线和法线在 平面上;
(2) 和入射光线分别位于法线两侧;
(3)反射角 入射角。
4.实验讨论:
a、量角器的作用是什么?
b、白色光屏为什么要做成可折叠的E、F两块?
c、该实验用激光器(或激光笔)作光源,如果用手电筒作光源行不行?
d、你认为入射角的角度可不可以任意选取?
练一练:
1.以同样的入射角射到平面镜上的某点的入射光线有 条,而对应于
某一条入射光线的反射光线有 条。
2.入射光线与镜面的夹角是30°,则反射光线与入射光线的夹角为 ,
当入射光线向法线偏折 时,反射角为40°。www.xkb1.com ( http: / / www.xkb1.com / )
3.当光线垂直射到镜面上时,入射角是 ( )
A、90° B、180° C、0° D、360°
(三)光路的可逆性
(1)做一做:大家都在亮处,当你从平面镜看见别人的眼睛时,别人
能不能看见你的眼睛?交流并回答:
(2)想一想:使入射光线逆着原反射光线射到平面镜上,此时反射光
线是不是逆着原入射光线射出?
(3)上面的事实说明:光路是 的。
(四)镜面反射与漫反射
(1)观察图3—14与图3—15的实验,思考:该实验说明了什么?
(2)反射有哪两种?
(3)什么是镜面反射?你能例举生活中有哪些镜面反射的现象?
(4)什么是漫反射?你能例举生活中有哪些漫反射的现象?
(5)漫反射遵循光的反射规律吗?你是怎么看出来的?
练一练:
1、教室里的黑板有没有“反光”的现象,学生在哪些位置因“反光”
的影响而看不清黑板上的图文?请说出一种解决的方法?
2、电影的影幕都是用粗糙的白布做成的,为什么?
小结
1.光的反射现象与光的反射定律
2.在反射现象中,光路是可逆的
3.镜面反射和漫反射
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1.在探究光的反射定律时,你是如何发现“反射光线跟入射光线、法线
在同一平面内”的?
2.一条入射光线与镜面的夹角是20°,则入射角是 ,反射角是 。
如果使入射光线逐渐靠拢法线,反射光线将 。
3.下列哪种材料适合做放电影的银幕( )
A.光滑的白布 B.粗糙的白布 C.平面镜 D.玻璃板
4.如图所示,一束光照在竖直放置的平面镜上,与镜面的夹角是30°。请
在图中画出法线和反射光线。
5.有人设想在高空放置一面巨大的反光镜,在夜间把太阳光反射到地面,
为城市和野外活动提供照明。1993年2月4日,俄罗斯曾利用“进步
M15”号货运飞船做过试验,用直径为20m的反射镜,将宽4km、亮
度相当于2~3倍满月的光带扫过欧洲好几个国家。
⑴如图所示,要使太阳光经平面镜反射后能照亮地球背面的B点,
应如何放置平面镜?在图中A处画出平面镜。
⑵请你对这种做法作出评价。
3.3 探究平面镜成像特点 教学点滴
教学目标
1.知道平面镜成像的特点,
2.会应用平面镜成像的特点分析解释简单的现象。
3.知道什么是凹面镜和凸面镜以及它们对光线的作用。
重、难点
教学重点:平面镜成像特点的探究过程。
教学难点:平面镜成像实验的设计与操作。
器材准备
平面镜、直尺、玻璃板、三角尺、蜡烛、火柴、铁夹、白纸等
教学过程
一、引导构建
(一)什么是平面镜
观察课本图3—22,思考:
①a图说明镜子有什么作用?
②b图说明镜子有什么作用?
③想一想:除了穿衣镜,还有哪些物体也可当作平面镜使用?请写在
下面:
。
我们把反射面呈 的镜子叫做平面镜。面对平面镜我们
能够看到自己的 。
(二)探究平面镜成像的规律
(1)提出问题:平面镜成像有什么特点?
(2)猜想与假设:
仔细照镜子,将镜中的像与你自己相比有什么特点?
猜想:①像的大小与物的大小有什么关系?
②像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系?
③像的左右与物体的左右一致还是相反?
④物体在平面镜中所成的像能不能呈现在光屏上?
(3)进行实验,收集实验证据:
实验器材:直尺、玻璃板、三角尺、蜡烛、火柴、铁夹、纸
实验步骤:
A、按图组装,注意保持镜面与直尺垂直;
B、用另一只蜡烛从镜后向像靠拢,使二者
重合,测量物的大小和像的大小。
C、测像距,物距。
D、观察物和像的左右有什么关系?
E、将一张纸(光屏)放在像的位置上,在纸上能呈现出像吗?试一试。
实验记录:
蜡烛A长度/cm 蜡烛B长度/cm 蜡烛A到镜面距离/cm 蜡烛B到镜面距离/cm
(4)分析与论证,得出结论:
请将你依据实验的现象分析得到的结论写在下面的空中。
像与物的大小 ,像与物到镜面的距离 ,像与物的左
右 ,平面镜所成的像 (填“能”或“不能”)呈
现在光屏上。
(5)实验思考:
①在实验中我们测量像的大小是采用了什么方法?
②实验中我们用玻璃板,而不用平面镜,为什么?
③什么是虚像?什么是实像?
相同点:
不同点:
④现在你能准确无误地找出图3-23(a)的像吗?请说明理由。
练一练:
1.如图所示,根据平面镜成像特点,作出物体AB在平面镜MN中的像.
2.你听说过“小猴捞月亮”的故事吗?猴子看到井中有个月亮,以为月亮
掉进井水中了,请你从平面镜成像的特点出发,说说小猴犯了什么错误?
3.下图是从平面镜中看到的一台钟面上时针和分针的位置,此时的实际时
刻是 ( )
A、10:45
B、1:45
C、10:45
D、1:15
4.小丽同学身高1.60米,站在平面镜前照镜子,她在平面镜中所成的像的
高度是 ,她离镜面3米,则她的像离她 米。她走
近镜子,她在平面镜中所成像的大小会不会变大?
(三)平面镜成像的规律的应用
(1)阅读课本内容,思考并回答下列问题:
生活中: ; 体育中: ;
军事中: ; 玩具中: ;
(2)联系生活实际,相互交流。
(3)你能再列举一些有关平面镜成像的应用实例吗?
(四)各种面镜
(1)除了平面镜能成像,表面是凸面或凹面的镜子能成像吗?请举例。
(2)做一做 :分别将一把不锈钢勺子的凸面或凹面对着自己,观察自
己的像,说出两次看到的像的差别?
(3)阅读课本,找出球面镜、凸面镜、凹面镜的区别和联系。
练一练:
哈哈镜是用什么镜子做的?
汽车的观后镜是用什么镜子?为什么不用平面镜?
小结
1.平面镜成像的特点
2.利用平面镜成像的特点利用作图
练习设计
1.在探究平面镜成像特点的实验中,为什么用玻璃板代替平面镜?你是怎
样确定像的位置的?你是如何比较像与物大小的?
2.一只小鸟在平静的湖面上方飞过,湖面映现出小鸟的 (选填“实”
或“虚”)像,当小鸟距水面3m时,该像距小鸟 m。
3.视力检查时要求被测人与视力表间隔5m。小明借助一块平面镜检查视力
(如图所示),则他应坐在镜前 m处。图中小明正在用手示意他
所看到的“E”字朝向,其示意方向应与视力表中“E”字的实际朝向
(选填“相同”或“相反”)。
4.张颖在探究平面镜成像的特点时,将一块玻璃板竖直架在一把刻度尺的
上面,如图所示,再取两段等大的蜡烛A和B一前一后竖放在刻度尺上……
⑴刻度尺的作用是便于比较 ;
⑵取两段等大的蜡烛,是为了比较 ;
⑶移去蜡烛B,并在其所在位置放一光屏,则光屏上 呈现出蜡烛A
的像(选填“能”或“不能”),这表明 。
5.如图所示,AB是物体,A′B′是它在平面镜中所成的像,请根据平面镜成
像的特点画出平面镜。
6.如图所示,医生检查病人的耳道时,所戴的面镜是凹面镜、还是凸面镜?
为什么?
3.4 探究光的折射规律 教学点滴
教学目标
1.知道什么是光的折射现象。
2.知道光的折射的初步规律;
3.能用光的折射规律分析说明生活中常见的折射现象。
重、难点
教学重点:光的折射规律及其探究过程。
教学难点:分析解释生活中的一些折射现象。
器材准备
激光光学仪器
教学过程
一、引导构建
(一)什么是光的折射现象
当从一种介质(如空气)斜射入另一种物质(如水)光线发生偏折
的现象叫光的折射。
(二)探究光的折射规律(用激光器做实验)
1.如图所示的是用一束激光从空气斜射入玻璃中的情况。为了描述
和研究光的折射现象,我们先来了解几个名词:
QQ 是界面,
NN 是法线,
AO是入射光线,
OB是折射光线,
∠AOB是入射角,
∠BON 是折射角。
由此我们可以得出,光线从空气斜射入玻璃时,入射角 折射角。
(填“大于”、“等于”或“小于”)
2.如果入射角增大,折射角 。
3.请你想一想:光线从玻璃射入空气中,入射角和折射角哪个大?并
说明理由,画出光路图。
4.光线垂直射向界面,入射角 度,折射角是 度。
课本中图所示的是光线从空气斜射入水中的情况也是入射角;
光线从水、玻璃斜射入空气中,入射角 折射角。
光线垂直射到水面(玻璃面)上,光线不改变传播 。
5.思考题。
(1)一束光线在玻璃和空气的界面上发生反射和折射时,
它们的光路如右图所示,其中:
① 是界面;
② 侧是玻璃;
③入射光线是 ;
④反射光线是 ;
⑤折射光线是 。
(2)一束光从东向西斜射到游泳池底部,当向游泳池灌水时,池底的
光斑P向哪边移动?
(三)生活中的折射现象
1.站在鱼缸边看水缸底部中的雨花石,雨花石看起来似乎升高些(如图所
示),在游泳池边看池水的尝试,总是比实际水深浅,好像池底上升了,
其道理和上面的实验相仿。
2.实验。
在碗底放一个壹元硬币,将碗放在桌面上,人坐在桌前,人先看到
硬币,然后视线逐渐远离碗,直到看不见碗底的硬币为止。然后在碗中
加水,水加到一定深度,人又看见硬币了,做做这个实验,并对实验现
象进行解释。(作图说明)
3.思考。
(1)在水中的潜水员看岸上的物体(如电线杆),电线杆是“变高”了
还是“变矮”了?
(2)渔民用鱼叉叉水中的鱼,鱼叉放在什么位置好?
小结
1.光的折射现象
2. 光的折射规律
练习设计
1.在探究光的折射规律的实验中,你发现了哪些规律?当时的心情如何?
2.如图所示,一束光沿AO方向由空气射向
水面,经折射后可能照亮水中的 点。
(选填图中的字母)
3.关于光的折射,下列说法错误的是( )
A.光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定发生改变
B.光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角
C.光从空气中斜射入水中,当入射角增大时,折射角也随着增大,但
总小于入射角
D.和光的反射现象一样,折射光路也是可逆的
4.在图中,请大致画出入射光线经水面或三棱镜折射后,进入空气的
光路图。
5.如图所示,是我们看到的筷子斜插入水中的情况,其中正确的是( )
6.自选器材设计实验,探究:光从水中斜射入玻璃中时的折射规律。
3.5 奇妙的透镜 教学点滴
教学目标
1.能识别凸透镜和凹透镜。
2.认识凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
3.知道什么是焦点和焦距。
重、难点
教学重点:透镜对光的作用和焦点、焦距的概念。
教学难点:利用凹透镜的虚焦点画光路图。
器材准备
三棱镜、各种透镜、激光光学仪器
教学过程
一、引导构建
(一)复习前节知识
1.什么是光的折射规律?
2.作出光线通过三棱镜的光路图
(二)认识透镜
请同学们观察下面的透镜,根据它们的特征,将它们分类。
是一类透镜,叫凸透镜,其特征是 。
是一类透镜,叫凹透镜,其特征是 。
(三)透镜对光的作用
请同学们认真观察老师的演示实验,并完成下列填空。
凸透镜对光线有 作用,凹透镜对光线有 作用。
1.如图所示的方框中各有一个透镜,图中画出了光线通过透镜前后
的传播方向,请在方框中填入适当的透镜。
2.当小玲在观察阳光通过甲、乙两个眼镜在地面上形成的光斑时,发
现两个眼镜形成的光斑不同。阳光通过眼镜甲形成的光斑较四周亮,
而阳光通过眼镜乙形成的光斑中间较四周暗,由此可判断眼镜甲是
透镜,眼镜乙是 透镜。
3.林雨在森林公园游玩时,看到一个丢弃的透明塑料瓶。她想到,如
果下雨使瓶中进了水,就可能会成为森林火灾的元凶,于是她捡起
了塑料瓶将其丢进了垃圾桶里。这其中引起火灾的主要原因是( )
A.装有水的塑料相当于-凸透镜,对光线有会聚作用
B.装有水的塑料相当于-凸透镜,对光线有发散作用
C.装有水的塑料相当于-凹透镜,对光线有会聚作用
D.装有水的塑料相当于-凹透镜,对光线有发散作用
(四)焦点、焦距和主光轴
请同学们阅读课本,搞清楚什么是凸透镜的焦点,焦距及主光轴。
叫凸透镜的焦点;
叫凸透镜的焦距;
叫凸透镜的主光轴。
(五)测量凸透镜的焦距
取两块不同的玻璃凸透镜,先后置于光具座上,在太阳光下,将凸
透镜正对太阳光,再移动光屏直到得到最小最亮的点(焦点),读出焦距
的数值,并记录在下表中。
1焦距f/mm 2焦距f/mm 3焦距f/mm 平均焦距f/mm
凸透镜1
凸透镜2
比较两块凸透镜,你认为影响凸透镜焦距大小的因素是 。
思考题:
光线斜射入水中和光线斜射入玻璃中,如果入射角相等,那么它们的
折射是否相等?由此想一想:凸透镜的焦距还与什么因素有关?
小结
1.凸透镜和凹透镜
2.透镜对光线的作用
3.焦点和焦距
练习设计
如图所示是一些透镜的截面图,在这些透镜中:
⑴属于凸透镜的是 ,从外部特征上看,它们的特点是 ;
⑵属于凹透镜的是 ,从外部特征上看,它们的特点是 。
2.如图 (a)所示,平行光线经过凸透镜后会聚于一点,经过凹透镜后变为
发散光线。小红说透镜的光路也是可逆的,小明不清楚什么是“可逆光
路”。请你在(b)图中画出(a)图的可逆光路。
(a) (b)
3.在图示的虚线框内填上适当的透镜。
4.根据图中已知的光线,画出相应的入射光线或折射光线。
3.6 探究凸透镜成像规律 教学点滴
教学目标
1.知道凸透镜成像的规律。
2.知道放大镜的工作原理。
重、难点
教学重点:凸透镜成各种像的条件和像的特点,得到凸透镜成像的规律。
教学难点:记住凸透镜成像的规律。
器材准备
光具座一套
教学过程
一、引入新课
指导学生用放大镜观察书本上的字和周围的物体(例如:窗户、其
他同学等),并互相交流观察到的结果,把各种成像情况写在黑板上。通过
放大镜来观看物体,看到的像会怎样变化呢?
现在分别请两位同学通过凸透镜看点燃的蜡烛,把看到各种像的结果
讲给大家听。等上台的同学看到倒立放大的像、倒立缩小的像时,让他
保持不动,下面的同学看上面的同学,惊奇地发现了什么?同学的脸上有
倒立的蜡烛像。
在人眼处放一张白纸或光屏,看到了清晰的倒立的像,引入实像的
概念,与平面镜成虚像的区别。
二、新课教学
提出问题:根据观察到的现象,你还有哪些想法和问题?
1.什么情况下放大?什么情况下缩小?有没有什么规律?
2.所成的像都能呈现在光屏上吗?
3.成像与物、凸透镜的距离有关吗?等等。
归纳总结学生提出的各种问题,将这些问题板书。提炼学生提出问
题中的知识点,确定本节课探究的题目:像的大小、正倒跟物距、像距
间的关系。
提示物距和像距的定义:物距(u):物体到透镜中心的距离。
像距(v):像到透镜中心的距离。
设计实验与收集证据:
指导学生设计实验数据表格和实验方法,并投影出部分学生设计的表格,
指出优点和缺点,统一思路。
最后教师展示实验数据表一:f= cm
成像特点(空格处填上虚实) 物距u 像距v
倒立缩小的_象
倒立等大的_象
倒立放大的_象
正立放大的_像
针对上面的表格如何设计实验?
明确物、凸透镜、光屏在光具座上摆放的位置,如何找到清晰的像?
指导学生对实验器具摆放,将蜡烛、透镜、光屏放在光具座上一直线,
应注意烛焰、透镜中心和光屏的中心“等高、共线”等问题。
不断变化物距,记录像距,多做几次才能找出规律。
在实验期间,巡视指导,当学生得出数据和各自结论后组织同学归纳总结。
分析与论证:
通过物距、像距和焦距的比较找出其中的关系,适当提示f和2f。
分析数据得出结论:
实像虚像:
用多媒体动画演示:
凸透镜成像规律,并进行适当解释,加深对知识的理解和应用。
小结
1.凸透镜成像的规律。
2.放大镜的工作原理。
练习设计
1.利用光具座探究凸透镜成像规律时,小明发现烛焰的实像没有呈
在光屏中央,如图所示。造成这种现象的原因是 ;
如果需要调节光屏,应将光屏向 调动。
2.在探究凸透镜成像规律的实验中,小明固定蜡烛和凸透镜的位置后,
无论怎样移动光屏,都不能在光屏上成像。请分析造成这种现象的
原因可能有哪些。
3.有一个焦距为15cm的凸透镜,要想用它成缩小的实像,物距应 cm;
若用它作放大镜察看地图,该凸透镜与地图的距离应 cm。
4.如图所示,在做凸透镜成像实验时,光屏上恰好成一个清晰的像,则
此时烛焰的像是 像;如果把蜡烛向右移动10cm,仍要在光屏上
得到清晰的像,则应将光屏向 移动(选填“左”或“右”)。
找一副老花镜,把镜片正对着发光的电灯,变化镜片到灯泡的距离,
用白纸作光屏观察灯丝所成的像。通过实验,你认为老花镜的镜片是
凸透镜还是凹透镜?
3.7 眼睛与光学仪器 教学点滴
教学目标
1.知道眼睛的成像原理,对近视眼和远视眼的成因有所了解;
2.知道利用透镜可以改变成像的位置从而达到矫正视力的目的。
3.知道照相机是利用凸透镜能成缩小实像的原理制成的。
4.初步了解显微镜和望远镜的结构和作用。
重、难点教学重点:眼睛和照相机。
教学难点:近视眼和远视眼的成因和矫正。
器材准备
眼睛模型、照相机
教学过程
一、新课引入:
完成光路图:
二、新课教学:
(一)眼睛是如何看见物体的?为什么有的人会近视?
进行新课:
1、眼睛:
(1)、眼睛的结构:
各部分的作用…… 晶状体:
睫状体:
视网膜:
(2)、眼睛如何看到物体:课本P63示
总结:眼睛实际上是一个可以改变透镜焦距(厚度)的高档
照相机
2、近视眼与远视眼的产生原因:
(1)近视眼:
原因: 晶状体太厚,折光能力太强、眼球前后方向太长
结果:光线会聚在视网膜的前面
(2)远视眼:
原因: 晶状体太薄,折光能力差、 眼球前后方向太短
结果:光线会聚在视网膜的后面
探究:如何调整?
3、眼镜:
(1)、近视眼镜:让光线发散……凹透镜
(2)、远视眼镜:让光线会聚……凸透镜
4、眼镜的度数:
度数越大,折光能力越强。
远视眼镜(凸透镜)……正数
近视眼镜(凹透镜)……负数
(二)影像的保存
照相机:镜头相当于凸透镜,胶卷相当于光屏
原理:被拍摄的物体到镜头的距离要大于2倍焦距,才能在胶卷上
得到倒立、缩小的实像。
照相机的使用方法:照相机对准被拍摄的景物后,旋转相机前面的
“调焦环”移动镜头,即调节镜头到胶片的距离,使胶片上形成一
个清晰的倒立、缩小的实像。按下“快门”,镜头打开,使光线进入
并射向胶片。快门速度是快门开合的时间,或称曝光时间。“光圈”
通过改变光孔的大小控制进入照相机的光线数量,这与眼睛的虹膜
通过改变瞳孔控制进入眼睛的光线数量相似。照相胶片上涂有化学
物质,在光作用下发生化学变化,通过化学反应,所成的像固定在
胶片上,变成底片。将底片冲洗后,就能将像印在相纸上。
(三)眼睛的好帮手
显微镜和普通望远镜都是由物镜和目镜两组透镜组成的。
课下登录互联网,分别搜索“显微镜”和“望远镜”,查阅更多的相关
信息,并与同学交流。
小结
1.眼睛的成像原理、近视眼和远视眼
2.照相机原理
练习设计
1.人的眼睛像一架神奇的照相机,眼球中的晶状体相当于一个 ,
外界物体在视网膜上形成 像。
2.在图中,分别画出了眼睛看物体时的光路,在A、B、C、D四个光路中, 描述了正常眼睛的成像情况; 描述了近视眼的成像情况,矫正近视眼应佩戴眼镜的镜片是 透镜(选填“凸”或“凹”);
描述了远视眼的成像情况,矫正远视眼应佩戴眼镜的镜片是____透镜(选填“凸”或“凹”)。
3.普通照相机的镜头相当于一个 透镜,一架普通照相机镜头的焦距为40cm,当被拍照的人到镜头的距离大于 cm时,底片上会得到一个 像。
4.如图所示,是在一些交通道路口、银行等公共场所安装的两种电子监控器。它们的光学系统收集监控区域内的景物信息,光电转换系统把光信号转换成电信号,输送到监控中心,实现间接监控的目的。其光学系统的工作原理相当于 ( )
A.照相机
B.放大镜
C.显微镜
D.望远镜
5.某校同学在学习了眼睛后,想通过实验探究近视眼的形成原因。他们选择了如下器材:蜡烛、用薄膜充入水后制成的水凸透镜(与注射器相连,注射器里有少量水)、光屏等。水凸透镜的厚薄可以通过注射器注入、吸取水的多少来调节。其装置如图所示。
⑴在此实验装置中,水凸透镜相当于人眼球中的晶状体, 相当
于人眼球中视网膜。
⑵当眼睛看近处的物体时,要在视网网膜上形成清晰的像,晶状体会
变得更凸、还是较扁?
⑶请你说出近视眼的成因;并用此实验装置设计实验进行验证,写出
实验过程。
3.8 揭开色彩的奥秘 教学点滴
教学目标
1.知道白光是由七种色光组成的。
2.知道透明物体和不透明物体呈现各种颜色的原因。
3.知道什么是光的三基色。了解颜料的三原色与光的三基色是不同的。
重、难点
教学重点:光的色散和物体的颜色。
教学难点:不透明物体的颜色由什么决定。
器材准备
三棱镜等
教学过程
一、通过棱镜的光线
1.棱镜
(1)定义:各平面相交的透明体叫做棱镜。通常所作的是横截面为
三角形的棱镜叫三棱镜。
(2)作用:A、改变光的传播方向;B、分光。
2.通过棱镜的光线:
(1)棱镜对光线的偏折规律:如图所示:
A、通过棱镜的光线要向棱镜底面偏折;
B、棱镜要改变光的传播方向,但不改变光束的性质。
a、平行光束通过棱镜后仍为平行光束;
b、发散光束通过棱镜后仍为发散光束;
c、会聚光束通过棱镜后仍为会聚光束。
C、出射光线和入射光线之间的夹角称为偏向角。 图 1
(2)棱镜成像
隔着棱镜看物体的像是正立的虚像,像的位置向棱镜顶角方向偏移。
二、全反射棱镜
1.定义:横截面为等腰三角形的棱镜叫全反射棱镜。
2.反射棱镜对光路的控制 如图所示。
3.全反射棱镜的优点:
全反射棱镜和平面镜在改变光路方面,效果是相同的,相比之下,全
反射棱镜成像更清析,光能损失更少。
三、光的色散
1.单色光:不能分解为其它颜色的光,称为单色光。
注意:A、单色光的频率是一个范围,不是单一频率的光。
B、不能被棱镜分解为其它颜色的光,不一定都是单色光。
2.复色光:由若干种单色光合成的光叫做复色光。
3.光的色散:把复色光分解为单色光的现象叫光的色散。
结论:白光通过棱镜后,被分解为红、橙、
黄、绿、蓝、靛和紫七种颜色的光。
如图所示。
四、物体的颜色:
1.三基色:红(R)、绿(G)、蓝(B)
2.相加混色:A、红+绿 =黄; B、红+蓝=紫;
C、绿+蓝 = 靛; D、红+绿+蓝=白。
3.物体的颜色:A、无色透明体的颜色由透过它的光的颜色决定;
B、白色物体的颜色由照射它的光的颜色决定;
C、有色体的颜色由其本身颜色和光源颜色共同决定。
小结
1.白光是由七种色光组成的
2.透明物体和不透明物体的颜色
3.光的三基色。
地 球
A
.
B
30o
玻璃
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