《志鸿优秀教案》2014年秋八年级物理上册名师示范教学设计：第五章第一节 透镜

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第五章　透镜及其应用
第1节　透镜
《在全日制义务教育物理课程标准》理念的指导下，在本节课的教学设计上着重从以下几个方面进行了考虑。
1．注意引导学生观察身边的现象，从生活走 ( http: / / www.21cnjy.com )向物理。由这些现象激发学生学习兴趣，引导学生进入本节课要探究的主要问题，通过讨论、分组探究，寻找物理规律，再将所学的知识应用于生活当中，从物理走向生活。
2．让学生经历探究学习的过程，在注重科学探 ( http: / / www.21cnjy.com )究的基础上，渗透物理学科的基本研究手段，引导学生准确表达自己的观点，加强合作探究，在合作中，相互取长补短，不断改进自己的方案，使学生在各自学习层面上取得进步。【来源：21cnj*y.co*m】
3．落实新的学习评价机制，不仅注重结论的得出，还要兼顾过程的评价，鼓励学生积极参与探究过程，激发学生思维。保持对学习、对科学的兴趣。21·世纪*教育网
三维目标
知识与技能
1．知道什么是透镜、薄透镜，知道什么是凸透镜的主光轴、光心、焦点和焦距。
2．知道凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
3．知道利用凸透镜能产生平行光。
4．会用三条特殊光线的规律作图。
过程与方法
通过课堂演示实验，培养学生观察能力、语言表达能力，学习研究问题的常用方法。
情感、态度与价值观
1．培养学习物理的兴趣和发现探索问题的良好习惯。
2．培养学生实事求是的科学态度。
3．使学生保持对自然的好奇，初步领略自然现象的美好与和谐。
教学重点
凸透镜对光的会聚作用，凹透镜对光的发散作用。[来源:21世纪教育网]
教学难点
1．凸透镜光路作图。
2．指导学生对实验进行仔细观察、分析，最后通过概括得出结论。
课时安排
1课时
课前准备
激光灯(自制教具)、凸透镜、凹透镜、烧杯、水槽、多媒体设备一套
导入新课
有一批旅行家乘船在海上漫游。不巧，在海上遇 ( http: / / www.21cnjy.com )到了狂风，把船吹到一座孤岛旁，旅行家们只好下船来到岛上。当时正是冬天，岛上冰天雪地，白茫茫的一片……
旅行家们准备生火取暖，烧火煮饭。意外的问题来了，火柴被海水浸湿了，打火机也丢了。怎么办？正在这时，一个叫克劳波尼的物理学博士想到了一个办法。同学们知道是什么办法吗？21·cn·jy·com
学生交流，教师引导学生说出解决办法。
扩展：早在我国西汉(公元前206年～公元25年)《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”
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说明：放大镜聚光的作用。
设计意图：能激发学生学习物理的兴趣，而且能有利于对学生进行科学方法的教育。
问题导入21世纪教育网
问题：根据光的折射规律，你能画出一束光在三棱镜中的光路吗？
课件展示：利用光的折射规律作出光在空气与玻璃三棱镜交界面发生折射现象的光路图，并找出偏折的共同点。
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说明：人们利用玻璃透光且形 ( http: / / www.21cnjy.com )状不同时对光的偏折情况不同，把玻璃磨制成各种镜子来为人们服务。它们的表面都是球面的一部分，这种镜子叫透镜。它们对光都有什么作用呢？我们今天就来研究这个问题。[来源:21世纪教育网]
通过课件播放照相机、眼镜、放大镜、望远镜、幻灯机的实物图片，对学生提问。
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问题：这些物品都有的共同的光学部件是什么？
引导学生观察、思考、回答。
设计意图：提高学生的学习兴趣，从身边日常生活现象引入，尽力发散学生的思维，同时体现“从生活到物理”的新课程理念。21*cnjy*com
演示：用凸透镜会聚投影仪的光线，使纸片冒烟。
学生体验：为学生提前准备好凸透镜和凹透镜，然后用凸透镜和凹透镜对着书本看字的大小变化，激发学生兴趣，引导学生观察每个小组有两个透镜，它们在形状上有什么不同？
预测：同学们会感到无比惊奇，可以极大地调动学习的积极性。
同学们都见过放大镜，利用放大镜我们可以 ( http: / / www.21cnjy.com )看清用肉眼看不清的小字；有些同学的视力不好，配上合适的眼镜就可以看清本来看不清的物体；假日外出旅游，用照相机可以把美丽的自然风光留为永恒的记忆；上课时，老师可以利用投影仪把教学内容打在幕布上，方便了课堂教学；医院化验室的医生，在显微镜下可以看见血液中的各种细胞；科学家利用巨大的天文望远镜来观察、接收来自宇宙的信息，通过对这些信息的分析，人们对宇宙越来越了解。前边所说的放大镜的镜片、眼镜的镜片、照相机的镜头、投影仪、显微镜、望远镜等仪器的镜头，都是由透镜组成的。　　21*cnjy*com
今天，我们就来研究透镜，同学们想了解有关透镜的哪些问题？看来同学们对透镜很有兴趣，提出这么多的问题，要想得出答案，我们就要通过探究和实验来获得。
推进新课
一、凸透镜和凹透镜
透镜的种类及几个概念
引导：同学们请观察透镜组，并借助于擦镜纸，摸一下透镜，根据透镜的厚薄程度给透镜分类。讨论透镜能分几类？
点评：透镜有两类。中间厚、边缘薄的叫凸透镜。中间薄、边缘厚的叫凹透镜。
问题：下列透镜哪些是凹透镜？哪些是凸透镜？戴眼镜的同学请判断：近视镜是什么透镜？远视镜是什么透镜？
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学生阅读教材，用自己的理解总结凸透镜和凹透镜的特点。
点评：透镜：至少有一个面是球面的一部分的透明玻璃元件(要求会辨认)。
凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜，如：远视镜片、照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等等；
凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，如：近视镜片。
如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫薄透镜。下面我们只研究薄透镜。
说明：此环节重点突出凸透镜、凹透镜的概念形成。
镜片的两个表面(或至少一个表面)是球面的一部分。
引导学生观察凸透镜和凹透镜的示意图，了解研究透镜时常用的两个科学术语。
主光轴：组成透镜的两个球面的球心连线叫主光轴。
光心：在主光轴上有一个特殊的点，通过它的光线传播方向不变，这一点叫透镜的光心，可以认为透镜的光心就在透镜的中心。【来源：21·世纪·教育·网】
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二、透镜对光的作用
方案一：把凸透镜放在光具座上，让光源正对照过去，移动光屏，有亮点。再换凹透镜重做，怎么移动光屏都没亮点。【版权所有：21教育】
方案二：将无色透明饮料瓶放在水平桌 ( http: / / www.21cnjy.com )面上，在瓶中放置点燃的香头，在上面要放凸透镜或凹透镜，这就形成一个“烟室”，用手电筒对准透镜照射，适当调节手电筒和透镜的距离，观察透镜对光的作用，看到通过凸透镜的光线相互靠拢，通过凹透镜的光线相互远离。
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结论：凸透镜对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜。凹透镜对光线有发散作用，所以也叫发散透镜。
三、焦点和焦距
1．概念建立
射到地面的太阳光是相互平行的，叫做 ( http: / / www.21cnjy.com )平行光，凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点(focas)，用“F”字母表示；焦点到光心的距离叫做焦距(focal length)，用“f”字母表示。
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凹透镜使平行于主光轴的光线发散，它没有实焦点，但通过凹透镜的光反向延长也可以交在主光轴上一点，这点是凹透镜的虚焦点。
说明：实验证明，透镜两侧各有一个焦点，两侧焦距相等。
播放动画：凹透镜的焦点和焦距
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2．透镜对光线的作用规律
问题：如果平行于主光轴的光线经过凸透镜或凹透镜后会出现什么现象？
演示：利用三个激光笔制成平行光借助硝酸银溶液实验。
现象：平行光经过凸透镜会聚于一点，这一点叫凸 ( http: / / www.21cnjy.com )透镜的焦点。经过凹透镜后远离主光轴发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点叫凹透镜的虚焦点。
结论：平行于主光轴的光线， ( http: / / www.21cnjy.com )经凸透镜后经过焦点；经凹透镜后向外发散，但其反向延长线必过虚焦点(所以凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用)。如下图：
扩展：过光心的光线经透镜后传播方向不改变，如下图：
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据折射时光路可逆知，经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴；如下图：
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通过焦点的光线折射后平行于主光轴。　通过虚焦点的入射光线，折射后平行于主光轴。
1．近视眼和远视眼的镜片都是________。
答案：透镜
2．透镜分为________和________。凸透镜是中间________、边缘________的透镜。而凹透镜是中间________、边缘________的透镜。
答案：凸透镜 凹透镜 厚 薄 薄 厚
3．薄透镜是透镜的厚度________球面的半径的透镜，常说的透镜都是薄透镜。
答案：远小于
4．对于透镜，如图所示，透镜上通过两个 ( http: / / www.21cnjy.com )球面球心的直线CC′(虚线)叫做________；光线通过时方向都不会改变的O点称做________。
答案：主光轴 光心
5．凸透镜能使平行于主光轴的光线于主轴 ( http: / / www.21cnjy.com )上会聚在一点，这点叫做________。这一点到光心的距离叫做________。凹透镜使平行主光轴的光线的折射光线的反向延长线在主轴上会聚的点，通常叫做________。都常用字母F表示。
答案：焦点 焦距 虚焦点
6．凸透镜对光线有________作用，即使折射光线在原来的基础上偏向主轴，也叫会聚透镜；凹透镜对光线有________作用，即在原来的基础上偏离主轴，也叫发散透镜。
答案：会聚 发散
7．关于三条典型光路，以下说法不正确的是( )。
A．通过光心的光线，折射光线方向不变
B．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线经过(会聚在)焦点，经凹透镜折射后折射光线的反向延长线经过焦点
C．过凸透镜焦点的发散光线经折射后折射光 ( http: / / www.21cnjy.com )线与主光轴平行；入射光线的延长线经过(会聚在)凹透镜焦点的会聚光线经过凹透镜折射后折射光线与主轴平行
D．凸透镜对光线具有会聚作用，折射光线一定与主轴相交
答案：D21世纪教育网
8．以下光路图不全对的是( )。
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答案：C
9．如图所示，一玻璃砖内有一凸形气泡，一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面，通过玻璃砖后，折射光线将(　　)。
A．仍然平行 B．会聚
C．发散 D．无法确定
答案：C
10．一束光在空气中经凸透镜折射后，下列说法中正确的是(　　)。
A．一定是平行光束
B．一定是会聚光束
C．折射光束比原来的光束会聚一些
D．一定是发散光束
答案：C
规律总结：
1．透镜的原理：光的折射。
2．两种透镜
凸透镜 凹透镜
定义 中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜 中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜
实物形状
主光轴和光心21世纪教育网 透镜上通过球心的直线CC′叫做主光轴，简称主轴。每个透镜主轴上都有一个点，凡是通过该点的光，其传播方向不变，这个点叫光心
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对光线作用及光路图 凸透镜对光有会聚作用 凹透镜对光有发散作用
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特殊光线
焦点和焦距, 凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用F表示 凹透镜能使平行于主光轴的光发散，这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点，这一点不是实际光线会聚而成的，叫做虚焦点，也用F表示
焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示 凹透镜焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示
凸透镜有两个相互对称的实焦点，同一透镜两侧的焦距相等 凹透镜有两个相互对称的虚焦点，同一透镜两侧的焦距相等
3.平行光：射到地面的太阳光可以看做是互相平行的，叫做平行光。
用凸透镜正对太阳，调整凸透镜到纸的距离，使纸上形成最小、最亮的光斑，那么这个光斑在凸透镜的焦点上。
第1节　透镜
一、透镜的分类
中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜。中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜。
二、透镜对光的作用
1．凸透镜对光线有会聚作用。
2．凹透镜对光线有发散作用。
三、关于透镜的几个重要名词
主光轴　焦点　焦距
测量凸透镜的焦距
(1)小丽的方案如图所示。移动凸透镜直到白纸上的光斑最小时，凸透镜到白纸的距离为10 cm，则凸透镜的焦距为__________cm。21世纪教育网版权所有
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(2)对用太阳光测量凸透镜焦距的具体操作提出一条注意事项：___________________。
(3)小丽发现：将凸透镜正对着太阳光 ( http: / / www.21cnjy.com )，再把一张白纸放在它的另一侧，无论怎样调节白纸的位置，都不能使太阳光在白纸上会聚成一点，而是一个光斑，这个光斑的直径有两三毫米。这是为什么呢？21教育网
小丽猜想：太阳光不能会聚成一点是由于光的色散引起的。
①小丽猜想的理由或依据是______________________________________________。
②为了验证小丽的猜想，简要的做法是____________________________________。
③如果小丽的猜想正确，实验中观察到的现象是_____________________________。
解析：(1)移动凸透镜直到白纸上的光斑最小，这个光斑是凸透镜的焦点，凸透镜到焦点的距离为10 cm，则凸透镜的焦距为10 cm。21cnjy.com
(2)阳光聚焦法，一定要注意使凸透镜正对太阳光，移动白纸在白纸上得到最小的光斑，这个光斑才是凸透镜的焦点。www.21-cn-jy.com
(3)①凸透镜正对着太阳光，白纸上会聚成一个直径有两三毫米的光斑，是由于不同色光通过三棱镜的折射能力不同，不能在白纸上会聚成一点。2·1·c·n·j·y
②为了验证太阳光不能会聚成一点是由于光 ( http: / / www.21cnjy.com )的色散引起的，把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化；或用单色光照射凸透镜，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化。如果光斑变小，猜想正确。www-2-1-cnjy-com
③如果小丽的猜想正确，把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，会看到光斑变小。
答案：(1)10
(2)凸透镜正对太阳光，在白纸上得到最小的光斑
(3)①不同色光通过三棱镜的折射程度不同(凸透镜可以看成多个三棱镜组合而成的)
②把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化(或用单色光照射凸透镜，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化)2-1-c-n-j-y
③光斑变小
透镜在水底下
把双凸透镜(放大镜)浸在水里，然后隔着它看水里的物体。这个简单的实验你做过没有？在做的时候你一定会吃惊：放大镜在水里几乎不起放大作用了！你也可以把一块“缩小”镜(双凹透镜)放在水里，这时候它好像也几乎失掉了缩小的能力。如果你用来做实验的不是水，而是一种折射率比玻璃大的液体，那么双凸透镜反而会缩小物体，双凹透镜反而会放大物体。【出处：21教育名师】
可是如果你回想一下光线折射的原 ( http: / / www.21cnjy.com )理，那你就不会对这些现象而吃惊了。双凸透镜在空气里能够放大，是因为玻璃的折射率比周围空气的折射率大。然而玻璃和水的折射率相差不多，所以如果你把玻璃透镜放在水里，光线从水里进入玻璃的时候，就不会偏折得很厉害。由于这个缘故，放大透镜到了水里，它的放大能力就要比它在空气里的时候小得多，而缩小透镜的缩小能力同样也要小得多。21教育名师原创作品
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潜水员用的眼镜是空心的平凹透镜。光线MN折射以后，就沿
着MNOP这条路线行进，在透镜里面，它远离法线，在透镜外面，
它靠近法线(也就是靠近OR)。因此这种透镜起着会聚透镜的作用
有一些液体，折射率比玻璃大，所以“放大 ( http: / / www.21cnjy.com )”镜在这种液体里会缩小物体，“缩小”镜会放大物体。空心透镜(说得准确些就是空气透镜)在水里也起着同样的作用：凹的会放大，凸的会缩小。潜水员用的眼镜正是这种空心透镜。
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