3.5 奇妙的透镜
学习目标 1. 认识凸透镜和凹透镜，了解透镜的焦点和焦距。 2. 通过观察，认识凸透镜对光起会聚作用和凹透镜对光起发散作用。 3. 会画凸透镜、凹透镜的三条特殊光线。 4. 能初步领略透镜对光的神奇作用，激发求知欲。
任务一 凸透镜和凹透镜
取一个放大镜和一个近视眼镜的镜片，用手摸一摸中间和边缘部分，厚度是否一样？有什么区别？
问题1：观察透镜，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，透镜能分几类？
问题2：生活中哪些是凹透镜？哪些是凸透镜？
问题3：观察下列凸透镜和凹透镜的示意图，写出什么是透镜的主光轴和光心？
1. 凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜。如远视眼镜的镜片、照相机的镜头、放大镜等。
2. 凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜。如近视眼镜的镜片等。
3. 薄透镜：如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫做薄透镜。
4. 透镜上通过光心和球面球心的直线叫主光轴，每个透镜主光轴上有一个特殊的点，通过该点的光传播方向不变，叫做透镜的光心。
【应用1】 识别下列透镜，并归类。
属于凸透镜的是 ; 属于凹透镜的是 。(均填字母)
任务二 透镜对光的作用及焦点、焦距
用手电筒对准凸透镜或凹透镜照射，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。
问题1：通过上述实验可得出两种透镜对光有什么作用？
问题2：认识焦点和焦距
(1)平行于主光轴的光经凸透镜折射后，会聚于主光轴上的某一点，这一点是光斑最小、最亮的点，叫做凸透镜的 ，用字母 表示。平行于主光轴的光通过凹透镜后 ，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，叫凹透镜的 。
(2)焦点到透镜光心的距离叫做 ，用字母 表示。
问题3：你知道怎样测出凸透镜的焦距吗？
1. 凸透镜对光有会聚作用；凹透镜对光有发散作用。
2. 凸透镜能将平行于主光轴的光会聚于一点，该点是凸透镜的焦点。凸透镜左右两侧各有一个焦点。
3. 凹透镜对光虽然有发散作用，但它的发散也不是杂乱的，其发散光的反向延长线也会交于一点，这一点没有实际光，所以该点称为凹透镜的虚焦点。凹透镜左右两侧各有一个虚焦点。
4. 透镜两侧各有一个(虚)焦点，两侧焦距相等。
【应用2】利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示，当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L。小华推断，凸透镜的焦距一定大于L。
(1)你认为小华的推断 (选填“正确”或“不正确”)。
(2)为了检验小华的推断是否正确，你下一步的实验操作是 。
任务三 凸透镜和凹透镜的三条特殊光线
问题1：凸透镜的三条特殊光线
【做一做】让一束光沿任意方向通过凸透镜，观察现象。
【推理】根据光路的可逆性，经过凸透镜焦点或光心的光线经凸透镜折射后会沿什么方向？
【归纳】根据实验现象及光路的可逆性，可得出结论：
(1)通过凸透镜的光心的光线传播方向 (选填“改变”或“不改变”)。
(2)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过 。
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 。
问题2：凹透镜的三条特殊光线
【做一做】让一束光沿任意方向通过凹透镜，观察现象。
【推理】根据光路的可逆性，射向凹透镜虚焦点或光心的光线经凹透镜折射后会沿什么方向？
【归纳】根据实验现象及光路的可逆性，可得出结论：
(1)通过凹透镜的光心的光线传播方向 (选填“改变”或“不改变 ”)。
(2)平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过 。
(3)射向凹透镜虚焦点的光线经凹透镜折射后 主光轴射出。
1. 平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后经过焦点；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线必过虚焦点。
2. 过光心的光线经透镜后传播方向不改变。
3. 根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出；射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴射出。
【应用3】在图中画出光经透镜折射的光路图。
5/83.5 奇妙的透镜
学习目标 1. 认识凸透镜和凹透镜，了解透镜的焦点和焦距。 2. 通过观察，认识凸透镜对光起会聚作用和凹透镜对光起发散作用。 3. 会画凸透镜、凹透镜的三条特殊光线。 4. 能初步领略透镜对光的神奇作用，激发求知欲。
任务一 凸透镜和凹透镜
取一个放大镜和一个近视眼镜的镜片，用手摸一摸中间和边缘部分，厚度是否一样？有什么区别？
问题1：观察透镜，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，透镜能分几类？
答：透镜通常是用光学玻璃(或树脂)制成的，它的两侧或一侧表面常被研磨成球面。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2：生活中哪些是凹透镜？哪些是凸透镜？
答：凸透镜是中间厚、边缘薄的透镜，如远视眼镜的镜片、照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等。凹透镜是中间薄、边缘厚的透镜，如近视眼镜的镜片等。
问题3：观察下列凸透镜和凹透镜的示意图，写出什么是透镜的主光轴和光心？
答：通过透镜的光心和球面球心的直线叫做透镜的主光轴。主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫做透镜的光心。薄透镜的光心可以认为就在透镜的中心。
1. 凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜。如远视眼镜的镜片、照相机的镜头、放大镜等。
2. 凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜。如近视眼镜的镜片等。
3. 薄透镜：如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫做薄透镜。
4. 透镜上通过光心和球面球心的直线叫主光轴，每个透镜主光轴上有一个特殊的点，通过该点的光传播方向不变，叫做透镜的光心。
【应用1】 识别下列透镜，并归类。
属于凸透镜的是 A、B、D ; 属于凹透镜的是 C、E、F 。(均填字母)
任务二 透镜对光的作用及焦点、焦距
用手电筒对准凸透镜或凹透镜照射，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。
问题1：通过上述实验可得出两种透镜对光有什么作用？
答：凸透镜对光有会聚作用，所以也叫会聚透镜。凹透镜对光有发散作用，所以也叫发散透镜。
问题2：认识焦点和焦距
(1)平行于主光轴的光经凸透镜折射后，会聚于主光轴上的某一点，这一点是光斑最小、最亮的点，叫做凸透镜的 焦点 ，用字母 F 表示。平行于主光轴的光通过凹透镜后 发散 ，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，叫凹透镜的 虚焦点 。
(2)焦点到透镜光心的距离叫做 焦距 ，用字母 f 表示。
问题3：你知道怎样测出凸透镜的焦距吗？
答：把凸透镜正对太阳光，上下移动，透镜正前方的白纸上出现最小、最亮的光斑时，光斑到透镜的距离即为焦距。
1. 凸透镜对光有会聚作用；凹透镜对光有发散作用。
2. 凸透镜能将平行于主光轴的光会聚于一点，该点是凸透镜的焦点。凸透镜左右两侧各有一个焦点。
3. 凹透镜对光虽然有发散作用，但它的发散也不是杂乱的，其发散光的反向延长线也会交于一点，这一点没有实际光，所以该点称为凹透镜的虚焦点。凹透镜左右两侧各有一个虚焦点。
4. 透镜两侧各有一个(虚)焦点，两侧焦距相等。
【应用2】利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示，当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L。小华推断，凸透镜的焦距一定大于L。
(1)你认为小华的推断 不正确 (选填“正确”或“不正确”)。
(2)为了检验小华的推断是否正确，你下一步的实验操作是 见解析 。
解析：(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚一点，这点是凸透镜的焦点，光线到达焦点并且继续向前射出，这个非最小的光斑可能在焦点之前，也可能在焦点之后，所以小华的推断不正确。
(2)如果向下移动凸透镜，此时光斑变大，说明光斑在焦点之前，焦距大于L，说明小华推断正确；如果向下移动凸透镜，此时光斑先变小后变大，说明光斑在焦点之后，焦距小于L，说明小华推断错误。
任务三 凸透镜和凹透镜的三条特殊光线
问题1：凸透镜的三条特殊光线
【做一做】让一束光沿任意方向通过凸透镜，观察现象。
【推理】根据光路的可逆性，经过凸透镜焦点或光心的光线经凸透镜折射后会沿什么方向？
【归纳】根据实验现象及光路的可逆性，可得出结论：
(1)通过凸透镜的光心的光线传播方向 不改变 (选填“改变”或“不改变”)。
(2)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过 焦点 。
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 主光轴 。
问题2：凹透镜的三条特殊光线
【做一做】让一束光沿任意方向通过凹透镜，观察现象。
【推理】根据光路的可逆性，射向凹透镜虚焦点或光心的光线经凹透镜折射后会沿什么方向？
【归纳】根据实验现象及光路的可逆性，可得出结论：
(1)通过凹透镜的光心的光线传播方向 不改变 (选填“改变”或“不改变 ”)。
(2)平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过 虚焦点 。
(3)射向凹透镜虚焦点的光线经凹透镜折射后 平行于 主光轴射出。
1. 平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后经过焦点；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线必过虚焦点。
2. 过光心的光线经透镜后传播方向不改变。
3. 根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出；射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴射出。
【应用3】在图中画出光经透镜折射的光路图。
答：如图所示。
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