4.5 科学探究：凸透镜成像 教案（2课时）

第五节 科学探究：凸透镜成像
课时1 透镜
一、教学目标
1.能识别凸透镜和凹透镜。
2.认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
3.知道凸透镜的主光轴、光心、焦点和焦距。
4.会画凸透镜的三条特殊光线。
二、教学重难点
1.重点：透镜对光线的作用、凸透镜的三条特殊光线、凸透镜的焦点和焦距。
2.难点：透镜对光线的作用。
三、教学过程
（一）导入
我们生活中使用的照相机、放大镜、投影仪和实验室中使用的显微镜中都有一些玻璃元件，它们的表面都是球面的一部分，叫做透镜。那么透镜又分为几类呢？今天我们就一起来学习一下。
（二）新课教学
1.凸透镜和凹透镜
教学情境：在我们的桌子上都有一盒透镜，它们的表面是球面的一部分。同学们认真观察，可以用擦镜纸包着摸摸，看有什么不同，能分几类，找出它们的特征。

知识归纳：
（1）中间厚，边缘薄的透镜叫做凸透镜；
（2）中间薄，边缘厚的透镜叫做凹透镜。
2.透镜对光线的作用
教学情境：将凸透镜对着太阳光，在凸透镜后面一张白纸，调整透镜与白纸之间的距离，在白纸上得到的小且亮的光斑。然后取出另一块不同的凸透镜让一位学生模仿刚才的实验再做一次，看两次的结果是否相同。
最后换用凹透镜，重做以上实验，没有看到亮点。
知识归纳：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。
说明：出射光线相对于入射光线偏离主光轴，则透镜为凹透镜；靠近主光轴，则为凸透镜。
3.主光轴和光心
教学情境：学生观察并回答，教师讲解主光轴和光心。

知识归纳：
（1）把通过透镜两个球面球心的直线，叫做透镜的主光轴，简称光轴。
（2）凸透镜的中心称为光心。
说明：凡是通过光心的光，其传播方向不变。
4.焦点与焦距
教学情境：在光具座上，让光源的光正照到凸透镜，移动光源和光屏，找出光屏上有很小很亮的点，用刻度尺测出光屏与凸透镜的距离。

知识归纳：
（1）凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚于主光轴上的一点，这个点叫做焦点。
（2）把焦点到光心的距离叫做焦距。
说明：不同的透镜，焦距是不同的。
拓展：
①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。
②凸透镜表面越凸，焦距越短，每个凸透镜的焦距是一定的。
5.透镜的三条特殊光线
教学情境：通过回顾光心、焦点的概念及光的折射中光路可逆，教师引导总结凸透镜的三条特殊光线。

知识归纳：凸透镜的三条特殊光线：
①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点；
②过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；
③经过透镜光心的光线传播方向不变。
四、布置作业与教学反思
课时2 凸透镜成像的规律
一、教学目标
1.学会探究凸透镜的成像规律实验。
2.理解凸透镜的成像规律。
二、教学重难点
1.重点：探究凸透镜成像规律实验、凸透镜成像规律。
2.难点：凸透镜成像规律。
三、教学过程
（一）导入
通过上节课的学习，我们知道照相机、投影仪里面都有凸透镜，放大镜本身就是凸透镜，并且照相机能使景物在相片上成倒立、缩小的像，投影仪能把小的胶片上的画面放大到屏幕上；放大镜能把小小的物体放大，所成的像是正立、放大的。这节课，我们来进一步研究凸透镜的成像规律。
凸透镜在什么条件下成正立的像或倒立的像？
什么情况下成放大的像或缩小的像?
什么情况下成实像或虚像？
（二）新课教学
1.物距与像距
教学情境：教师讲解物距与像距的定义。
知识归纳：
（1）物距：物体到凸透镜中心的距离，用字母u表示。
（2）像距：像到凸透镜中心的距离，用字母v表示。
2.探究凸透镜成像的规律
（1）设计实验
实验器材：蜡烛、凸透镜、带刻度的光具座、光屏。
光屏：用来承接烛焰通过凸透镜成的像。
光具座：滑座可以插蜡烛、光屏、透镜，能来回移动，从刻度尺上能观察出它们之间的距离关系。
（2）实验步骤

①让凸透镜在阳光下来回移动，找着最小、最亮的点，用刻度尺量出亮点与凸透镜的距离，这就是这个凸透镜的焦距。
②点燃蜡烛，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
③把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离。把数据记录成表。
④继续把蜡烛向凸透镜靠近，观察像的变化是放大还是缩小，是正立还是倒立，蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离测出，将数据记录成表。
⑤当蜡烛到一定位置上时，光屏没有像，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像，把蜡烛与凸透镜、像与凸透镜的距离，像是放大还是缩小的，像的正倒，填入表格。
实验次数
物距u/cm
像的性质
物距v/cm
正立或倒立
放大或缩小
实像或虚像
1
2
3
4
知识归纳：凸透镜成像规律：
①物体到凸透镜的距离大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像；
②物体到凸透镜的距离在2倍焦距和1倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；
③物体在1倍焦距内时，成正立的虚像。
说明：
①当把蜡烛放在大于凸透镜焦距的位置时，物体成倒立的像。当物体从较远处向透镜靠近时像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大。
②凸透镜成像光路图：（利用两条特殊光线：平行于主光轴的光经凸透镜折射后过焦点；通过光心的光线其传播方向不发生改变）

四、布置作业与教学反思