5.1透镜
一、教学目标
（一）知识与技能
1．能正确区分凸透镜和凹透镜，了解透镜的光心、主光轴、焦点和焦距。
2．能说出凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用，能正确解释会聚、发散。
（二）过程与方法
1．通过观察凸透镜和凹透镜的实物及图片，得出两种透镜的两种不同构造，培养学生通过观察抓住事物的本质特征，能够识别不同事物的不同特点的能力。
2．经历探究凹透镜和凸透镜对光的作用的实验过程，培养学生动手、动脑、观察、分析问题的能力。
（三）情感态度和价值观
1．通过区分凸透镜和凹透镜的过程，培养学生爱护光学仪器的好习惯。
2．通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。
二、教学重难点
本节介绍了什么是凸透镜、凹透镜、薄透镜、透镜的主光轴、光心、焦点、焦距及透镜对光线的作用等知识，这些知识既是有关透镜的基本知识，也是后面学习凸透镜成像的准备。透镜在生活中有广泛的应用，是初中光学知识与实际生活的交汇点，透镜的基础知识及其对光的作用是本章的核心内容──凸透镜成像的必备知识，能否掌握透镜对光的作用是学生今后能否学好光学的关键。本节也是光的折射的应用实例，因此本节内容起承上启下的作用。
教学中应着重引导学生积极参与探究活动，仔细观察实验现象，或直接概括结论，或结合讨论、阅读，接受并认同有关结论。同时，在活动中也应让学生了解运用实验研究自然现象的基本方法。使学生对透镜及其对光的作用有更全面、更深刻的认识，激发学生学习光学知识的兴趣。初步培养他们观察物理现象、应用物理知识解释现象的能力，为后续的科学探究活动打下基础。
教学重点：凸透镜和凹透镜对光线的作用；测量凸透镜的焦距的方法。
教学难点：理解光的会聚、发散。
三、教学策略
由日常生活中和现象引入，对透镜的认识由外观到其特征概念，从对光线的一般偏折作用是会聚还是发散，到三条特殊光线，由浅入深，由具体到抽象，要符合学生一般的认知规律。教学中不应只是从理论加以介绍，特别重视通过实验和实际操作，让学生体会各种术语名词和偏折规律。通过学生探究实验得出凸透镜对光线的会聚作用以及凹透镜对光线的发散作用，并学会测定凸透镜的焦距。本节教法以实验法为主，讲授法和讨论法为辅，指导学生通过观察实验现象，讨论分析实验结果。这样即培养了学生的观察能力，同时也培养了学生的合作意识。通过学生讨论的方式，总结出判断透镜种类的两种方法和三条特殊的光线，培养学生分析和归纳的能力。
四、教学资源准备
多媒体课件、凸透镜、凹透镜、演示用光学器件组一套、老花眼镜、近视眼镜等。
五、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课（5分钟）
镜子在生活中有广泛的应用。现在大家仔细观察平面镜和你戴的近视眼镜，它们有什么不一样？对，平面镜能反射光，不能让光透过；近视眼镜片能让光透过。能让光透过的镜子，我们物理中称为透镜。透镜在生活中有广泛的应用。同学们都见过放大镜，利用放大镜可以放大书上的字；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。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。
学生观察并回答：平面镜能成像，光不能透过；近视眼镜片不能成像，能让光透过。 聆听、思考
从学生已有的生活和学习经验入手，引出物理问题，体现从生活到物理的课程理念。激起学习的兴趣。
新课教学（30分钟）
一、凸透镜和凹透镜大家知道，青年学生一般佩戴近视眼镜，老年人戴的一般是远视眼镜（即老花眼镜）。这两种眼镜是不能乱戴的，这说明这两种眼镜不同，究竟有什么不同呢？仔细观察两种眼镜的镜片，看看它们有什么不同？学生阅读教材，用自己的理解总结凸透镜和凹透镜的特点。总结：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。凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，如：近视镜片。一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分。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。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。教师拿出一块透镜，请学生判断它是凸透镜还是凹透镜？你判断的依据是什么？分别找两位持不同意见的同学回答。那我们如何判断谁说得对呢？许多器材上用的透镜是不能用手摸的，那有没有其他办法来区分凸透镜和凹透镜呢？学生活动：凸透镜和凹透镜只是外形不同吗？大家分别手持近视眼镜和远视眼镜，靠近书上的字，观察书上的文字有什么变化？学生活动：它们还有什么不一样？拿出一个凸透镜，正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，来回移动，观察到什么？换一个凹透镜，重做上面的实验，纸上能够得到很小、很亮的光斑吗？这说明了什么？图1图2
学生交流讨论：它们的形状不同，近视镜片中间薄、边缘厚，而远视镜片中间厚、边缘薄。 学生通过“摸”的方法能够判断是哪种透镜。 学生：近视眼镜和远视眼镜的成像不同，远视眼镜能成放大的像；近视眼镜能成缩小的像。 学生：用凸透镜时，纸上出现一个最小最亮的点（如图1），说明凸透镜能把太阳光会聚到一起。换用凹透镜时，纸上始终得不到很小、很亮的光斑，而且四周比中间还要亮些（如图2）。这说明凹透镜不能让光会聚，而是让光向四周散开。
通过观察发现不同事物的本质区别。 通过阅读和画图理解主光轴、光心等概念，了解通过光心的特殊光线。 对学生进行使用器材要注意器材安全教育。 通过体验发现两种透镜在成像方面的不同。 通过体验发现两种透镜在对光的作用方面的不同。为下面进一步探究透镜对光的作用做好铺垫。培养学生猜想能力，让学生从以前的经验出发或者从观察的实验出发来作出有根据的猜想。
二、透镜对光的作用前面的实验说明两种透镜对光有不同的作用。如果我们实验时能观察到光的传播路径，看得会更清楚。1．凸透镜对光的作用演示实验1：利用激光笔在磁性黑板上演示三条平行光线，根据演示实验在黑板上描出入射光线。请你猜想如果放凸透镜，三条光线将会怎样传播？引导学生观察折射光线与入射光线的位置关系（如图3）。我们把凸透镜对光线的这种作用就叫会聚。图3总结：凸透镜对光起会聚作用，因此凸透镜又叫会聚透镜。指导学生用作图法把上面实验中的折射光线画出来。引导学生理解会聚：折射光线与入射光线比较，向中间偏折，中间的位置其实就是主光轴。因此，会聚就是折射光线与入射光线比较，靠近主光轴。2．凹透镜对光的作用演示实验2：利用激光笔在磁性黑板上演示三条平行光线，根据演示实验在黑板上描出入射光线。请你猜想如果放凹透镜，三条光线将会怎样传播？。引导学生类比凸透镜，观察折射光线与入射光线的位置关系。图4总结：凹透镜对光起发散作用，因此凹透镜又叫发散透镜。指导学生用作图法把上面的实验画出来。结合演示实验引导学生解释发散：折射光线与入射光线比较，远离主光轴。
学生通过讨论回答：上面的光线会向下偏折，下面的会向上偏折，中间的因为通过光心，传播方向不变。 学生通过讨论回答：上面的光线会向上偏折，下面的会向下偏折，中间的因为通过光心，传播方向不变。
培养学生科学猜想的能力。 猜想得到验证。通过观察体验，进一步体会凸透镜对光的会聚作用。 加深理解凸透镜的会聚作用。 培养学生科学猜想的能力。 猜想得到验证。通过观察体验，进一步体会凹透镜对光的会聚作用。加深理解凹透镜的发散作用。
三、焦点和焦距1．凸透镜的焦点和焦距结合上述凸透镜会聚光的实验，阅读教材，并结合作图回答让学生明确：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”字母表示；焦点到光心的距离叫做焦距，用“f
”字母表示。凸透镜的焦距越小，透镜对光的会聚作用越强。由于这个焦点是由实际光线会聚而成的，所以我们叫它实焦点。凸透镜有几个焦点呢？同学们设想一下，如果让一束跟主光轴平行的光线从凸透镜的右面射向左面，它是否也能会聚于一点呢？让我们一起来观察实验。演示实验：用激光笔和凸透镜在磁性黑板上演示，激光从凸透镜右边射向左边，会看到光线会聚于一点。2．凹透镜的焦点和焦距光经过凹透镜后的发散是不是也有规律可循？结合上述实验，问：折射光线相交吗？那把折射光线反向延长呢？教师利用演示实验，把折射光线反向延长，引导学生观察折射光线的反向延长线相交在哪。PPT演示平行于凹透镜主光轴的光线的反向延长线通过焦点。引导学生小结：平行于凹透镜主光轴入射的光线，折射光线的反向延长线通过焦点。总结：凸透镜和凹透镜的三条特殊光路：①平行于主光轴的光线折射后通过焦点。对凹透镜来说，是折射光线的反向延长线经过虚焦点。②通过焦点的光线（对凹透镜而言，是指其延长线通过焦点的光线)折射后与主光轴平行。③通过光心的光线不改变传播方向。3．测量凸透镜的焦距（拿出一个凸透镜）怎样可以测得它的焦距？这有两个直径相同的凸透镜，它们的焦距分别是3cm和5cm，按照实际尺寸画出平行光经过它们之后的径迹，哪个凸透镜使光偏折得更厉害？焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强。凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，表面越凸，焦距越短。
学生阅读、思考。 学生：拿一个凸透镜正对着太阳光，让光通过凸透镜照到白纸上，移动凸透镜使光斑最小最亮，用刻度尺量出光斑到凸透镜的距离。 学生：焦距短的偏折得厉害。
理解焦点、焦距。 发现事物的对称性规律。 掌握透镜的作图。 用学到的知识解决问题。一方面巩固了新知识，另一方面培养学生应用知识解决问题的能力。
课堂小结（5分钟）
通过这节课你学到了什么？学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。
梳理本节课知识内容，把自己所学到的知识与老师同学交流，最后总结出本节课的知识点。
培养学生总结归纳的能力。同时也可以帮助学生记忆。(共34张PPT)
第五章
透镜及其应用
第1节
透镜
1
课堂讲解
2
课时流程
凸透镜和凹透镜
凸透镜和凹透镜对光的作用
焦点和焦距
课后作业
逐点
导讲练
课堂小结
当堂检测
眼镜
显微镜
照相机
望远镜
你注意观察过这些物体吗？它们的主要元件是什么？
知1－导
1
知识点
凸透镜和凹透镜
思考：下列透镜有什么区别？
一般是由玻璃等透光材料制成的，利用光的折射原
理制成的光学仪器，表面是球面的一部分。
透镜
知1－讲
定义
凸透镜：中间厚，边缘薄的透镜。
凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜。
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。
知1－讲
如图所示的4个透镜中不属于凸透镜的是( )
【例1】
【解析】
凸透镜的两个表面或至少一个表面是球面的一部
分。判断是否是凸透镜，主要看中间和边缘厚度，
只要中间比边缘厚的透镜就是凸透镜，反之为凹
透镜。
D
总
结
知1－讲
本题可运用观察法。根据凸透镜和凹透镜的特
点，观察图中透镜是中间厚还是边缘厚，中间厚的
是凸透镜，边缘厚的是凹透镜。
透镜按形状可分为________透镜和________透镜。中间厚、边缘薄的是________透镜，中间薄、边缘厚的是________透镜。
1
知1－练
凸
凹
凸
凹
2
知识点
凸透镜和凹透镜对光的作用
知2－导
当平行光束透过透镜时，折射光线会是怎样的呢？
点击画面播放视频
知2－讲
1.凸透镜对光的作用
凸透镜对平行光线起会聚作用，也叫会聚透镜。
F
O
光心
主光轴
知2－讲
2.凹透镜对光线的作用
平行于主光轴的光线经凹透镜后变得发散，因
此凹透镜也叫发散透镜。
知2－讲
【例2】
在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。
知2－讲
【解析】
在图A中，平行光线经过透镜后，变得发散，所以方
框中应是凹透镜。
图B中，平行光线经过透镜后交于一点，即变得会
聚，所以方框中应是凸透镜。
图C中，会聚光线经过透镜后成了平行光线，即变得
发散了，所以方框中应是凹透镜。
图D中，发散光线经过透镜后变为会聚光线，方框中
应是凸透镜。
知2－讲
【解】
如图所示。
总
结
知2－讲
方法提示：判断透镜对光的作用可以用延长入射光线的
方法分析。如图甲所示，比较折射光线与入射光线的延
长线，发现折射光线更靠近主光轴，说明此折射光线相
对于入射光线是会聚了，该方框中的透镜为凸透镜。如
图乙所示，折射光线与主光轴的交点相对于入射光线的
延长线与主光轴的交点离透镜的光心更远了，此折射光
线相对于入射光线是发散
了，该方框中的透镜为凹
透镜。
知2－练
1
（来自《典中点》）
【宜昌】常言道，水火不相容，但用透明冰块磨制成的一个光学器件却可以取火，这个器件相当于( )
A．平面镜
B．凸面镜
C．凸透镜
D．凹透镜
【岳阳】在森林中旅游时，不要随意丢弃饮料瓶，因为下雨瓶内灌了水，透明圆形饮料瓶装水后相当于________透镜，烈日出来后，可能引起森林大火。小明在森林里步行5
400
m，用时1.5
h，他步行的平均速度为________km/h。
B
凸
2
3.6
3
知识点
焦点和焦距
知3－讲
定义
凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光
轴上的一点，这个点叫做凸透镜的焦点。
焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距。
知3－讲
O
F
f
焦距
主光轴
焦点
凸透镜有两个焦点。如图：
知3－讲
F
主光轴
f
焦点
知3－讲
2.
平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，折射光线的
反向延长线相交于主光轴上一点，它不是实际光线的
会聚点，叫虚焦点(F)。凹透镜有2个虚焦点。
虚焦点
F
f
焦距
F
知3－讲
【例3】
按要求作图：
(1)〈山东泰安〉如图所示，从光源S发出的两条光线，其中一条平行于凸透镜的主光轴，另一条过凸透镜的焦点，请画出这两条光线通过凸透镜后的折射光线。
(2)〈广西河池节选〉请在图中画出经凹透镜折射后的光线。
知3－讲
【解】
(1)如图所示。
(2)如图所示。
知3－讲
方法规律：准确掌握凸透镜的三条特殊光线和凹透镜的
三条特殊光线是解决此类题的基础。
(1)凸透镜的三条特殊光线：平行于主光轴的入射光线经
凸透镜折射后，折射光线通过对侧焦点；从焦点发出
或经过焦点的入射光线经凸透镜折射后，折射光线平
行于主光轴；通过光心的光线经凸透镜折射后传播方
向不变(如图所示)，可简记为“一边平行另边焦，过心
方向变不了”。
知3－讲
(2)凹透镜的三条特殊光线：平行于主光轴的入射光
线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过入
射侧的焦点；延长线过对侧焦点的入射光线经凹
透镜折射后，折射光线平行于主光轴；经过光心
的光线经凹透镜折射后传播方向不变(如图所示)，
可简记为“一边平行同边焦，过心方向变不了”。
知3－练
1
如图所示的光路图，正确的是( )
B
知3－练
2
_______于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上一点，这个点叫做凸透镜的________，凸透镜的焦点有________个，焦点到凸透镜光心的距离叫做________。把光源放在凸透镜的________处，通过凸透镜后的光线会成为一束平行光线。
平行
焦点
2
焦距
焦点
一、透镜：凸透镜和凹透镜
二、概念：
1.主光轴
2.光心(O)
3.焦点(F)
4.焦距(
f
)
三、透镜对光线的作用
1.凸透镜对光线起会聚作用
2.凹透镜对光线起发散作用
四、三条特殊光线：
1.
凸透镜：(1)外形特征：中间厚、边缘薄。
(2)对光的作用：会聚。
2.
凹透镜：(1)外形特征：中间薄、边缘厚。
(2)对光的作用：发散。
3.
焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后，
会聚于一点，这一点叫凸透镜的焦点(F)。平行于凹
透镜主光轴的光线经凹透镜折射后，发散光线的反
向延长线交于一点，这一点叫凹透镜的焦点(F)。
4.
焦距：透镜焦点到光心的距离叫焦距(f)。
如图，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3
cm和5
cm。画出平行光经过它
们之后的光线。哪个凸透镜使光偏折得更显著些？
1
甲
乙
解：
要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜的什么位置？试试看。在解决这个问题的时候，你利用了前面学过的什么知识？
2
解：把小灯泡放在凸透镜的焦点上，小灯泡发出的光通过凸透镜后就可以变成平行光。这里利用的是光路的可逆性。
3
【徐州】如图是把一副眼镜放在太阳光下，在地面上看到的情形。由此可以判断镜片是( )
A．凸面镜
B．凹面镜
C．凸透镜
D．凹透镜
D
如图所示，O点为凸透镜的________，F点为凸透镜的________，OF为凸透镜的________。
4
光心
焦点
焦距
5
【德阳】作出图中所缺的光线。
1.
请完成教材习题
T3、4
2.
补充：请完成《典中点》剩余部分习题。
