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第六章 常见的光学仪器
6.1 透镜
教学目标:
1.物理观念:
(1)了解透镜的种类。
(2)了解透镜的焦点、焦距,认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
2.科学思维:
学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
3.科学探究:
通过放大镜使光会聚实验,学会实验操作技术要点。
4.科学态度与责任:
(1)具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理。
(2)初步建立将科学技术应用于实际的意识。
教学重点:透镜的性质
教学难点:透镜的应用
教学课时:1课时
教学用具:多媒体、凸透镜、凹透镜、光源、放大镜、透明水杯、水。
教学互动设计:
1、 创设情景,导入新课
你知道老花镜有什么特点吗?你知道近视眼镜有什么特点吗?
人类认识自然、了解自然界各种规律的目的是使我们能够和谐地与大自然相处,并且按照自然界的客观规律去生活、学习、发明和创造。光学仪器就是人们利用光在传播过程中的规律发明创造出来的。本章在学习光现象的基础上,学习各种常见的光学仪器。
二、新课讲授,师生互动
(一)透镜
透镜两个面都是球面的一部分,或一个面是球面的一部分、另一个面是平面的透明体叫作透镜(lens)。用玻璃、树脂或水晶等透明材料制成的放大镜、近视眼镜和远视眼镜等,都是透镜。垫着擦镜绒布或柔软、干净的纸,摸一下近视眼镜镜片和远视眼镜镜片,你会发现不同镜片的中间和边缘的厚度不同。
透镜有两类,中间厚边缘薄的叫作凸透镜(convex lens);中间薄边缘厚的叫作凹透镜(concave lens)。它们的截图面形状如图所示。
最简单的透镜的两个表面都是球面的-部分,通过两个球心的直线C1C2(如图所示)叫作透镜的主光轴,简称主轴(principal optical axis)。如果透镜的厚度比球面的半径小很多,这种透镜叫作薄透镜。薄透镜的中心O点叫作透镜的光心(optical center)。
(二)透镜对光的作用
光通过透镜时,透镜对光有什么作用呢?
观察与思考
让凸透镜正对着太阳光,将一个光屏放在凸透镜的另一侧,观察太阳光通过凸透镜后出现的现象。移动光屏,直到光屏上得到的光斑最小、最亮,如图所示。
换用凹透镜重复上述实验,光屏上还能得到刚才的光斑吗 还能得到最小、最亮的光斑吗
注意不要让激光照射在眼睛上,不要长时间观察光斑。
观察与思考
如图所示,用激光光学演示仪射出与主轴平行的平行光束,分别照射在凸透镜和凹透镜上,观察激光光束通过凸透镜或凹透镜后传播方向发生了怎样的变化。
实验表明,在空气中,平行于主轴的光束通过凸透镜后,光向靠近主轴的方向偏折,这些光可会聚于一点,说明凸透镜对光有会聚作用,因此凸透镜又叫会聚透镜;平行于主轴的光束通过凹透镜后,光向远离主轴的方向偏折,说明凹透镜对光有发散作用,因此凹透镜又叫发散透镜。
老花镜是凸透镜,对光有会聚作用。
近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用。
(三)焦点、焦距
跟凸透镜主光轴平行的光,经过凸透镜后会聚于主光轴上某一点F(如图)。F点叫作凸透镜的焦点(focus)。焦点到凸透镜光心О点的距离叫作焦距(focal length),用 表示。
跟凹透镜主光轴平行的光,经过凹透镜后形成发散光。如果迎着发散的光望去,会觉得这些光好像是从凹透镜另一侧的某一点F发出来的(如图)。F点叫作凹透镜的虚焦点,虚焦点到凹透镜光心О点的距离叫作凹透镜的焦距。
换用焦距不同的透镜重复实验,发现焦距越小的透镜,对光的会聚(或发散)作用越明显。
凸透镜的三条特殊光路:
1.通过光心的光线传播方向不变;
2.平行主光轴的光线折射后通过焦点;
3.通过焦点的光线折射后平行主光轴。
凹透镜的三条特殊光路:
1.通过光心的光线传播方向不变;
2.平行主光轴的光线折射光的反向延长线通过虚焦点;
3.入射光的延长线通过虚焦点,折射光线平行主光轴。
做一做
放大镜是焦距比较小的凸透镜,它可以将物体“放大”(如图所示)。
将一本书放在一个盛满清水的玻璃杯后面,你会看到什么现象(如图所示)
你还能说出生活中其他可以看成是放大镜的物体吗 仿照上面的实验做一做。你可以在一个透明的塑料盒内点燃蚊香,使烟雾充满塑料盒。把放大镜放置在塑料盒上,在阳光下观察太阳光在烟雾中会聚的情景。
三、总结反思,超越自我
1.两个面都是球面的一部分,或一个面是球面的一部分,另一个面是平面的透明体叫作透镜。中央厚边缘薄的叫凸透镜;中央薄边缘厚的叫凹透镜。老花镜、近视眼镜、放大镜是透镜。
2.透镜对光的作用。通过两个球面球心的直线叫做主光轴,简称主轴。薄透镜的中心叫作光心。凸透镜对光有会聚作用;凹透镜对光发散作用。
3.焦点和焦距。平行主轴的光通过凸透镜会聚于焦点,用F表示;焦点到透镜光心的距离叫做凸透镜的焦距,用 表示。凸透镜焦距越小,对光会聚作用越强。透镜三条特殊光线:通过光心的光线传播方向不变;平行主轴的光通过凸透镜折射后会聚于焦点;光路可逆。
四、板书设计,整合提升
1.两个面都是球面的一部分,或一个面是球面的一部分,另一个面是平面的透明体叫作透镜。中央厚边缘薄的叫凸透镜;中央薄边缘厚的叫凹透镜。老花镜、近视眼镜、放大镜是透镜。
2.透镜对光的作用。通过两个球面球心的直线叫做主光轴,简称主轴。薄透镜的中心叫作光心。凸透镜对光有会聚作用;凹透镜对光发散作用。
3.焦点和焦距。平行主轴的光通过凸透镜会聚于焦点,用F表示;焦点到透镜光心的距离叫做凸透镜的焦距,用 表示。凸透镜焦距越小,对光会聚作用越强。透镜三条特殊光线:通过光心的光线传播方向不变;平行主轴的光通过凸透镜折射后会聚于焦点;光路可逆。
五、大海扬帆,尝试远航
1. 下列说法正确的是( )
A.远视眼镜片中间薄,边缘厚是凸透镜
B.镜片边缘厚,中间薄的是凹透镜
C.通过焦点的光线传播方向不变
D.透镜的两个面的表面必须都是球面的一部分
2.下列说法不正确的是( )
A.凸透镜对光有会聚作用
B.凹透镜对光有发散作用
C.凸透镜又叫会聚透镜
D.凸透镜的焦距越小,对光会聚作用越小
3.小敏用爷爷的眼镜在阳光下实验,发现能将火柴杆的火药点燃,下列关于爷爷的眼镜说法正确的是( )
A. 凹透镜,发散作用
B. 凹透镜,会聚作用
C. 凸透镜,发散作用
D. 凸透镜,会聚作用
4.关于透镜的下列说法正确的是( )。A.凸透镜对光有会聚作用,因此通过凸透镜的光都一定会聚在焦点
B.凸透镜和凹透镜都有焦点,凸透镜有实焦点,凹透镜有虚焦点
C.凸透镜只对平行光有会聚作用
D.平行于主光轴的光,通过凹透镜后一定经过焦点
5.下列光路正确的是 ( )
参考答案1.B;2.D;3.D;4.B;5.C。
六、作业:P5.T1
课外作业P5-6.T2、T3、T4、T5。
P6 阅读材料 神秘的森林大火
教学反思:
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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