5.2 生活中的透镜 教案 2023-2024学年初中物理人教版八年级上册

5.2 生活中的透镜
【教学目标】
1.了解透镜在日常生活中的应用。
2.知道凸透镜在三种常见仪器上所成像的不同，能初步区分照相机、投影仪、放大镜的成像特点。
3.并初步了解照相机的成像原理。
4.能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征。
【教学重难点】
1.照相机、投影仪、放大镜的工作原理及成像特点。
2.通过观察照相机、投影仪、放大镜所成的像，对比、分析、归纳出它们的成像特点，并能区分实像和虚像。
【教学过程】
一、新课导入
同学们都知道透镜在生活中有重要的应用。如生活中的眼镜、照相机、投影仪、放大镜等，你知道它们的成像原理和成像特点吗？这节课我们一起学习。
二、新课讲授
（一）照相机
1.照相机的主要结构：
照相机结构示意图。
（1）照相机镜头：由一组透镜组成，相当于一个凸透镜，起到成像作用。
（2）胶片：相当于光屏。
（3）调节控制系统：
①取景窗：观察所拍景物
②光圈环：控制进入镜头的光的多少
③调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即像距
④快门：控制曝光时间
2.成像原理
【讲解】来自物体的光经过照相机镜头后，在胶片上会聚成被摄物体的像。物体到镜头的距离要远远大于镜头的焦距，在胶卷上得到倒立、缩小的实像。
传统相机使用胶卷储存信息，因为胶卷上涂着一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上。数码相机用电子感光器件和存储器件替代胶片作为成像的光屏并记录像的信息。
【提问】根据生活经验，猜想照相机成的像有什么特点？
【讲解】3.成像特点：
①照相机成缩小、倒立的像
②像距小于物距
③像与物体位于凸透镜的两侧
④照相机成像时，物距、像距及像的大小变化规律：物远像近像变小；物近像远像变大
4.照相机的调节
【演示】使用照相机拍摄远、近不同物体的像，观察镜头的伸缩情况。
【讲解】为了使远近不同的景物在胶片上都能形成清晰的像，需要旋转镜头上的“调焦环”——调节镜头到胶片的距离。
拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片近一些，此时的像比较小。拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，此时的像要变大一些。
（二）投影仪
1.投影仪的结构及各部分的作用
由凸透镜（镜头）、灯泡、投影片、平面镜、屏幕等组成。
①镜头：相当于一个凸透镜
②屏幕：相当于光屏
③灯泡：使光屏上的像更明亮
④平面镜：改变光的传播方向，使物体的光能在屏幕上成像
2.投影仪的成像原理
【演示实验】把投影仪上的平面镜（反光镜）取下，投影片放到载物台上，调节镜头，在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像，观察像的大小、倒正。
现象：像是放大的（和投影片上的人物相比）；像是倒立的（以像上人物头脚朝向和投影片上人物头脚朝向比较得出）。
【小结】投影仪原理：投影仪（幻灯机）上的镜头相当于一个凸透镜，能成倒立、放大的像。
3.投影仪成像的特点
①投影仪（或幻灯机）成放大、倒立的实像
②像距大于物距
③像与物体位于凸透镜的两侧
4.投影仪的调节
【提问】
①要使屏幕上的图像大些，应怎样做？
②要使屏幕上的图像小些，应怎样做？
③为了在屏幕上成正立的像，胶片应怎样放？
【归纳】
①要使屏幕上的图像大些，胶片靠近镜头，同时投影仪远离屏幕。
②要使屏幕上的像小些，胶片远离镜头，同时投影仪靠近屏幕。
③为了在屏幕上成正立的像，要把胶片倒着放。
（三）放大镜
【提问】放大镜是凸透镜，是常用的光学仪器之一。放大镜成的像有什么特点？
【学生实验】①指导学生用放大镜看书上的字，并改变放大镜到字的距离（由近逐渐变远），观察字的放大情况。
②在放大镜后面放一张白纸，观察白纸上是否会出现像。
实验现象：开始移动放大镜，离书越远，字越大，到了一定距离以后，字变模糊。在放大镜后面放一张白纸，白纸上不会出现像。
【总结】放大镜能使书上的字放大，字是正立的，说明放大镜能成正立、放大的像。
1.放大镜的结构：放大镜实际上是一个短焦距的凸透镜。
2.放大镜的成像原理
把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离（物体在焦点以内），我们就能看清物体的细微之处。
它是利用了凸透镜能成放大的虚像这一原理。
3. 成像特点：
①放大镜成放大、正立的像。
②像与物体位于凸透镜的同侧。
4. 生活中的放大镜
【提问】在生活中，有哪些放大镜？列举几例？
【归纳】在学生回答的基础上，选出几例进行归纳。
①若鱼在鱼缸左侧，则右侧部分相当于放大镜，看到的“鱼”比实际的大。
②水滴滴在树叶上，由于张力作用，形成半圆形，相当于放大镜，看到的物体比实际的大。
③体温计的直管做得很细，而且水银是银白色的，很难看清楚液柱的高度。把玻璃外壁做成三棱柱的样子，从侧面看过去，相当于凸透镜，起到放大的作用。
（四）实像和虚像
【提问】照相机、投影仪、放大镜所成的像有什么不同吗？
【总结】照相机和投影仪成的像是可以用光屏承接，物体和像分别位于凸透镜的两侧。
放大镜所成的像不能用光屏承接，物体和像分别位于凸透镜的同一侧。
【给出实像虚像概念】
1.实像：
由实际光线会聚而成的，能呈现在光屏上。
凸透镜成实像情景：是由实际光线会聚而成的，能成在光屏上，物、像分别位于凸透镜的两侧，且实像是倒立的。
2.虚像：
由反射光线或折射光线的反向延长线相交而形成，不能呈现在光屏上，人眼逆着出射光线可以看到的像叫作虚像。
凸透镜成虚像情景：光屏不能承接到所成的像，物、像分别位于透镜的同侧，且虚像是正立的。
【提问】请同学们列举生活中实像、虚像的实例。
【归纳】根据学生回答情况进行归纳。
成实像的实例：小孔成像；照相机、投影仪成的像。
成虚像的实例：平面镜所成的像；光的折射所成的像；放大镜所成的像。
3.实像和虚像的区别
实像 虚像
共同点 都能用眼看到
不同点 ①能在光屏上呈现 ②由实际光线会聚而成 ①不能在光屏上呈现 ②由光的反向延长线会聚而成的像
【课堂练习】
1.小明同学把照相机、投影仪和放大镜成像情况进行了比较后，他认为这三种仪器所成的像具有如下特点，其中错误的是（ ）
A. 实像和物体分别位于透镜两侧
B. 虚像和物体都在透镜的同一侧
C. 实像都是倒立的，虚像都是正立的
D. 虚像都是放大的，实像都是缩小的
【答案】D
【解析】照相机、投影仪及放大镜的成像特点是：实像都是倒立，且像与物位于透镜的异侧；虚像是正立的，且像与物位于透镜的同侧；虚像是放大的；实像有缩小的也有放大的。所以D项说法错误。
2. 照相机、投影仪、放大镜是常用的三种光学仪器。它们的镜头相当于一个_____透镜，它们之中能成缩小、倒立实像的是______，能成放大、倒立实像的是_____，能成放大、正立虚像的是_____。
【答案】凸　　照相机　　投影仪　　放大镜
【解析】照相机、投影仪、放大镜都有一个相当于凸透镜的镜头，可以呈现不同的像。其中照相机上的凸透镜能成缩小、倒立的实像，投影仪上的凸透镜能成放大、倒立的实像，放大镜能成放大、正立的虚像。
3. 一次，小明在家写作业时在书桌的玻璃台板上面滴了一滴水，透过水滴看下去，他发现压在台板下面的字变大了。这是由于此时的水滴相当于一个_______，图片上的文字经过水滴折射后成一个放大的_______（选填“实”或“虚”）像。
【答案】放大镜　　虚
【解析】此时的水滴相当于一个放大镜（凸透镜），且字与凸透镜的距离小于一倍焦距，所以透过放大镜可以看到正立、放大的虚像。
4. 小明通过放大镜（凸透镜），看到课本上被放大的字，已知此时放大镜到课本的距离为4cm，那么，该放大镜的焦距可能是（　　）
A.2cm B.3cm C.4cm D.5cm
【答案】D
【解析】放大镜到课本上字的距离小于一倍焦距，可以看到正立、放大的虚像，所以放大镜的焦距大于4厘米，可能是5厘米。
5.老师在使用投影仪时，发现胶片在屏幕上的投影太小了，致使后面的同学看不清楚，要使屏幕上的投影更大些，还要清晰。下列做法正确的是（　　）
A. 将镜头靠近胶片，屏幕离投影仪近一些
B. 将镜头靠近胶片，屏幕离投影仪远一些
C. 将镜头远离胶片，屏幕离投影仪近一些
D. 将镜头远离胶片，屏幕离投影仪远一些
【答案】B
【解析】投影仪镜头成像时，投影片离镜头越近，得到的像就越大，所以要将投影仪的镜头靠近胶片，但若光屏保持不动，则不能得到清晰的像，所以还要投影仪远离屏幕。
【板书设计】
第2节 生活中的透镜
一、照相机：照相机镜头相当于一个凸透镜，能成一个倒立、缩小的实像。
二、投影仪：投影仪镜头相当于一个凸透镜，能成一个倒立、放大的实像。
三、放大镜：放大镜是凸透镜，能成一个正立、放大的虚像。
四、虚像和实像
1.由实际光线会聚成的像叫做实像，能呈现在光屏上。
2.不是由实际光线会聚成的，而是它们的反向延长线的交点成的像叫虚像。不能呈现在光屏上。
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