第六章 常见的光学仪器
第1节 透 镜
教学目标
【知识与技能】
1.能正确区分凸透镜和凹透镜.
2.能正确在图中标出透镜的主光轴、光心、焦点和焦距.
3.理解凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用.
4.知道透镜对光的作用规律.
【过程与方法】
1.通过一定的方法辨别什么是凸透镜,什么是凹透镜.
2.观察凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用.
【情感、态度与价值观】
以探究活动为主要的学习形式展开学习活动,让学生经历探究过程,体验探究方法,通过合作、交流、表述等形式将对透镜的感性认识理性化.
重点难点
【重点】
能正确在图中标出透镜的主光轴、光心、焦点和焦距.
【难点】
理解凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用.
教学过程
知识点一 凸透镜和凹透镜
【自主学习】
阅读课本P2,完成以下问题:
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.
2.镜片中间厚,边缘薄的透镜,叫作凸透镜.
3.镜片中间薄,边缘厚的透镜,叫作凹透镜.
【合作探究】
探究一 透镜的分类
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:透镜是至少有一个面是球面的一部分的透明玻璃元件.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.
探究二 辨别透镜
下列透镜哪些是凹透镜?哪些是凸透镜?
答:左边三个透镜是凸透镜,右边三是凹透镜.
探究三 透镜的主光轴和光心
观察凸透镜和凹透镜的示意图,了解什么是透镜的主光轴和光心.
答:组成透镜的两个球面的球心连线叫作透镜的主光轴.在主光轴上有一个特殊的点,通过它的光线传播方向不变,这一点叫作透镜的光心,可以认为透镜的光心就在透镜的中心.
【教师点拨】
此处透镜的分类是依据透镜的形状特点进行的.应将透镜中间的厚度与透镜边缘的厚度进行对比,进而得出透镜是凸透镜还是凹透镜的结论.因此中间凸出来的透镜不一定就是凸透镜,如果中间凸出来,但是其厚度与边缘处的厚度相比要薄些,仍然属于凹透镜.
【跟进训练】
一些透镜的截面如图所示,在这些透镜中:
(1)属于凸透镜的是A、B、D,它们的共同特点是中间厚,边缘薄.
(2)属于凹透镜的是C、E,它们的共同特点是中间薄,边缘厚.
知识点二 透镜对光的作用
【自主学习】
阅读课本P3,完成以下问题:
1.凸透镜对光有会聚作用.
2.凹透镜对光有发散作用.
【合作探究】
探究四 透镜对光的作用
实验一
使平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜,光从凸透镜的另一侧射出,观察到凸透镜能使平行于主光轴的光会聚成一个最小最亮的光斑.
实验现象说明凸透镜对光有会聚作用.
实验二
使平行于透镜主光轴的几束光射向凹透镜,光从凹透镜的另一侧射出,观察到凹透镜能使平行于主光轴的光向外发散,不能使光会聚成一个最小最亮的光斑.
实验现象说明凹透镜对光有发散作用.
【教师点拨】
1.会聚作用不一定是光经过透镜后就变为会聚光束,判断会聚作用的关键是看穿过透镜的光与原入射光的传播方向相比,是否偏向主光轴.同理,发散作用就得看是否偏离主光轴.
2.光通过透镜发生折射时遵循光路可逆原理.当折射光反向传播时,将沿原入射光的光路逆向射出.
知识点三 焦点、焦距
【自主学习】
阅读课本P4,完成以下问题:
1.凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫作焦点.
2.焦点到光心的距离叫作焦距.
3.让凸透镜正对太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,改变透镜与纸的距离,直到纸上的光斑变得最小、最亮,测量出纸到凸透镜的距离,就是焦距.
【合作探究】
演示一 凸透镜的焦点和焦距
1.焦点:平行于主光轴的光通过凸透镜后会聚于一点,凸透镜有两个实焦点.
2.焦距:虚焦点到光心的距离.
3.焦距越小的凸透镜,对光的会聚作用越明显.
演示二 凹透镜的焦点和焦距
1.平行于主光轴的光经凹透镜折射后将变成发散光线,将这些发散光线反向延长也会交于一点.由于这一点不是由实际光线会聚的点,因此叫作凹透镜的虚焦点,凹透镜有两个虚焦点.
2.焦距:虚焦点到光心的距离.
3.焦距越小的凹透镜,对光的发散作用越明显.
探究五 通过透镜的三条特殊光线
1.通过光心的光线:传播方向不改变.
2.平行于主光轴的光线:经凸透镜折射后通过焦点,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.经过凸透镜焦点的光线:折射后平行于主光轴射出.对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线:折射后平行于主光轴射出.
知识拓展 粗测凸透镜的焦距
太阳光离我们非常远,射到地面的阳光可以看作平行光.想一想,怎样利用阳光测量凸透镜的焦距?
答:拿一个凸透镜正对着太阳光,在把一张纸放在它的另一侧,改变透镜与纸的距离,直到纸上的光斑变得最小、最亮,测量这个最小、最亮的光斑到透镜光心的距离,这就是焦距.
【教师点拨】
1.平行于凸透镜主光轴的光将会聚于一点射出.
2.从凸透镜焦点发出(或过焦点)的光经过凸透镜后将平行于主光轴射出.
3.平行于凹透镜的光将发散射出,其反向延长线将交于一点.
4.对着凹透镜异侧虚焦点入射的光将平行于主光轴射出.
【跟进训练】
1.要使小灯泡发出的光经某透镜后变成平行光,应把小灯泡放在( B )
A.凸透镜前任意位置
B.凸透镜的焦点上
C.凹透镜前任意位置
D.凹透镜的焦点上
2.如图是一束光线通过两个透镜前后的传播方向,请在长方框中填上适当类型的透镜.
课堂小结
1.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.
2.透镜对光的作用
(1)凸透镜对光有会聚作用.
(2)凹透镜对光有发散作用.
3.透镜的主光轴、焦点、焦距
练习设计
完成本课对应训练.
温馨提示:实验视频见课件.