第五章 第1节透镜 课件2021-2022学年上学期 人教版物理八年级上册（51张ppt）

(共51张PPT)
人教版·
物理·
八年级（上）
透镜
第五章
第1节
在北极进行探索的工作人员丢失了火种，你有没有办法为在冰天雪地中工作的探险人员获得火种，替他们解决后顾之忧？前面我们学习了面镜，下面我们学习透镜及其应用，我们先一起学习第一节透镜。
导入新知
1.通过实验和观察辨别凸透镜和凹透镜。
2.知道凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。
3.知道透镜的光心、主光轴、焦点和焦距。
4.会利用平行光测定凸透镜（老花镜）的焦距。
学习目标
透镜的概念
透镜是用透明物质制成的、至少一个表面为球面一部分的光学元件。光从空气进入透镜一侧以及从透镜的另一侧射出时各发生一次折射，并由此产生会聚或发散的效果。
新知一
凸透镜和凹透镜
注意：如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫做薄透镜。
合作探究
种类
特点
图示
实例
凸透镜
凹透镜
透镜的分类
放
大
镜
近
视
眼
镜
中间厚边缘薄
中间薄边缘厚
透镜的主光轴和光心
光心
主光轴
主光轴
光心
1.主光轴：通过透镜两个球面球心的直线叫做主光轴，简称主轴，每个透镜都有1条主光轴，主光轴用点划线表示。
2.光心：透镜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。可以认为薄透镜的光心就其中心。
通过透镜光心的光线，它的传播方向不改变。
透镜在日常生活中的应用
除了刚才我们说的放大镜和近视镜，生活中我们用到的还有老花镜、幻灯机、电影放映机、照相机的镜头、显微镜、望远镜、监控等都运用了透镜。
显微镜上的透镜
天文望远镜上的透镜
在如图所示的透镜中，属于凸透镜的是___________________，它们的共同特点是__________________________；属于凹透镜的是_____________，它们的共同特点是_______________________________。
A
B
C
D
E
A
、B
、
D
中间厚、边缘薄
C、E
中间薄、边缘厚
巩固新知
实验探究：透镜对光的作用
凸透镜对光线起会聚作用，因此凸透镜也叫会聚透镜。
1.凸透镜对光的作用
让平行于凸透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察光通过凸透镜后光线如何传播？
新知二
透镜对光的作用
现象：这些光线通过透镜后会聚于主光轴上一点。
合作探究
2.凹透镜对光的作用
让平行于凹透镜主光轴的几束光射向凹透镜，观察光通过凹透镜后光线如何传播？
凸透镜对光线起发散作用，因此凸透镜也叫发散透镜。
现象：这些光线通过透镜后偏离主光轴散开，但其反向延长线交会聚于主光轴上一点。
对“会聚作用”和“发散作用”的理解
1.凸透镜对光有会聚作用，指的是折射光的方向比入射光的方向更靠近主光轴，即通过凸透镜的光将向主光轴方向偏折。
2.凹透镜对光有发散作用，指的是折射光的方向比入射光的方向更偏离主光轴，即通过凹透镜的光将向远离主光轴方向偏折。
1.凹透镜对光的发散作用，是指光经凹透镜折射后，比原来的传播方向更偏离主光轴，而不是说通过凹透镜的光都是发散的；也有一些光经过凹透镜也能会聚到一点上的。
2.凸透镜对光的会聚作用，是指光经凸透镜折射后，比原来的传播方向更靠近主光轴，而不是说通过凸透镜的光都是会聚的；凸透镜对除过光心的任何光都有会聚作用。
会聚作用、发散作用≠会聚光、发散光
透镜中的光路可逆
由于光在发生折射的过程中光路是可逆的，而透镜对光的作用也是折射，所以透镜中光路也是可逆的。
关于凸透镜和凹透镜，下列说法正确的是（
）
A.
任何光通过凹透镜都是发散的
B.
任何光通过凸透镜都是会聚的
C.
只有平行于主光轴的光通过凸透镜才会会聚
D.
凹透镜对光有发散作用
D
巩固新知
（2020·株洲中考）炎炎夏日，汽车停在露天停车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃，这是因为这瓶水(
)
A．相当于一个凸透镜，会聚光线
B．相当于一个凸透镜，发散光线
C．相当于一个凹透镜，会聚光线
D．相当于一个凹透镜，发散光线
对光有会聚作用，相当于凸透镜
A
凸透镜的焦点与焦距
F
焦点
(1)平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的焦点（F）。
F
焦距
(2)凸透镜有两个焦点
(3)焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距(
f
)
f
f
焦点
新知三
焦点和焦距
焦距
合作探究
(1)平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，它不是实际光线的会聚点，叫虚焦点(F)。
F
凹透镜的焦点、焦距
（2）凹透镜有两个虚焦点
（3）虚焦点到凹透镜光心的距离叫做焦距(
f
)。
F
f
f
①凹透镜表面越凹，发散作用越强，焦距越短。
透镜焦距的长短与其表面的凸（凹）起程度有关，表面越凸（凹），焦距越短，光通过凸（凹）透镜后的偏折程度越大，即透镜会聚（发散）作用越强。
②凸透镜表面越凸，会聚作用越强，焦距越短。
根据光路可逆，若把点光源放在凸透镜的焦点上，射向凸透镜的光经凸透镜折射后会变成平行光，因此可利用凸透镜获得平行光。
粗测凸透镜焦距的方法
做一做：把一只放大镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，调整放大镜与纸的距离，观察会出现什么现象？
现象：纸上会出现一个很小、很亮的光斑，且光斑处的温度很高，如果长时间照射，纸会被烤焦。
测出光斑到凸透镜光心的距离，即该凸透镜的焦距，这种测凸透镜焦距的方法称为平行光聚焦法。
纸上的光斑变成最小最亮的这个点就是凸透镜的焦点。
1.
凸透镜的镜面要正对太阳光。
2.
测量光斑到凸透镜光心的距离时，需要简单固定一下凸透镜和白纸，两个人配合更易完成测量。
3.
纸上形成最小、最亮的光斑后，不要长时间照射纸张，防止纸张被烤焦。
注意事项：
________于凸透镜主光轴的光通过凸透镜后会聚在主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的焦点。凸透镜的焦点有_______个。焦点到凸透镜光心的距离叫做__________。把点光源放在凸透镜的_________处，通过凸透镜后的光会成为一束平行光
。_______________就是根据这一原理制成的。
平行
平行光源
两
焦距
焦点
巩固新知
通过光心的光、平行于主光轴的光、通过焦点的光经凸透镜和凹透镜折射后的情况如图所示。
F
F
F
F
F
F
①通过光心的光经凸透镜后，传播方不变
。
②平行于主光轴的光经凸透镜后，折射光通过焦点。
③通过焦点的光经凸透镜后，折射光平行于主光轴。
新知四
透镜的三条特殊光路
合作探究
F
F
②平行于主光轴的光经凹透镜后，折射光的反向延长线过凹透镜的虚焦点。
③射向凹透镜的光，如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴射出。
①通过光心的光经凹透镜后，传播方向不变。
如图所示，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是（
）
C
巩固新知
1.透镜是用透明物质制成的光学器件,它利用光的　　　　(填“直线传播”“折射”或“反射”).中间比边缘　　　　的透镜是凸透镜,如图中的　　　　(填“A”“B”“C”或“D”);中间比边缘　　　的透镜是凹透镜,如图中的　　　　(填“A”“B”“C”或“D”).?
?
1.【参考答案】　折射　厚　A、D　薄　B、C
课堂练习
2.如图所示为研究凸透镜和凹透镜对光作用的实验,其中说法错误的是(　　)?
A.为了便于观察,实验时,一般选择让平行于主光轴的光射向凸透镜和凹透镜
B.实验时,需要观察光通过透镜后的偏折方向,与进入透镜的光线对比,从而得出结论
C.实验表明,凸透镜对光有发散作用,凹透镜对光有会聚作用
D.凸透镜又叫会聚透镜,凹透镜又叫发散透镜
2.C　【解题思路】　研究凸透镜和凹透镜对光的作用时,为了便于观察,实验时,一般选择让平行于主光轴的光射向凸透镜和凹透镜,然后观察光通过透镜后的偏折方向,与进入透镜的光线对比,看光线是会聚了一些还是发散了一些,从而得出结论,故A、B正确.实验表明,凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用,所以凸透镜又称为会聚透镜,凹透镜又称发散透镜,故C错误,D正确.故选C.
3.[多选]截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示.则这个玻璃体(　　)
A.可以看成两块凹透镜
B.可以看成一块凸透镜
C.对图示光束具有发散作用
D.对图示光束具有会聚作用
3.AC　【解题思路】　将这个玻璃体从中间切割成左右两部分,这两部分玻璃体都具有边缘厚、中间薄的特点,可以看成是两个凹透镜;凹透镜对光有发散作用,故这个玻璃体对题图所示光束有发散作用.故选A、C.
4.如图所示,让凸透镜正对着光源,拿一张白纸在它的另一侧来回移动,在白纸上能得到一个最小、最亮的光斑,这个光斑所在位置就是凸透镜的　　　　,该凸透镜的焦距是　　　　cm.?
4.【参考答案】　焦点　11.0
5.[2021
辽宁沈阳期末]如图所示,甲、乙两个凸透镜的焦距分别是5
cm和3
cm,下列说法中错误的是(　　)
A.凸透镜对光有会聚作用
B.凸透镜表面凸起的程度越小,焦距越大
C.凸透镜表面凸起的程度越大,会聚作用越强
D.凸透镜表面凸起的程度越小,会聚作用越强
5.D　【解题思路】　凸透镜对光有会聚作用,凸透镜表面凸起的程度越大,焦距越小,对光的会聚作用越强,故选D.
6.[2021河北唐山滦州期末]关于凸透镜和凹透镜,下列说法中不正确的是(　　)
A.凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点
B.凹透镜能使跟主光轴平行的光发散,发散光线的反向延长线相交在主光轴上的一点
C.凸透镜和凹透镜都有两个焦点,且都是实焦点
D.经过凸透镜和凹透镜光心的光线,其传播方向都不会发生改变
6.C　【解题思路】　凸透镜有两个实焦点,凹透镜有两个虚焦点.故选C.
透镜
三条特殊光线
凸透镜:对光有会聚作用
分类
焦点(
F
)、焦距(
f
)
作图
相关概念
关键概念
凹透镜:对光有发散作用
归纳新知
1.[2021湖南邵阳期末]如图所示,盖有塑料薄膜的顶棚下堆放着一堆干草,夏天雨后,阳光穿过薄膜上的积水,照射到干草上,下列说法正确的是(　　)
A.起凸透镜作用的应是塑料薄膜
B.水和塑料薄膜共同起凹透镜作用
C.透镜都是固体,液体不能起凸透镜作用
D.薄膜上的积水形成凸透镜,如果其焦点恰好在干草处,干草有可能燃烧
1.D　【解题思路】　薄膜上的积水中间厚,边缘薄,恰好形成了一个大的凸透镜,此时太阳光通过这个凸透镜发生折射,干草若在凸透镜的焦点处,很容易燃烧.故选D.
课后练习
2.一种手电筒上所用的聚光电珠如图所示,其前端相当于一个玻璃制成的凸透镜,为了使灯丝发出的光经“凸透镜”后变成平行光,应把灯丝放在(　　)
A.焦点处
B.焦点以内
C.焦点以外
D.任意位置
2.A　【解题思路】　本题以日常生活中的聚光电珠作为研究对象,将物理知识应用到现实生活中,激发了学生的学习兴趣.根据凸透镜对光的会聚作用,结合光路的可逆性可知,从焦点发出的光经凸透镜折射后将平行于主光轴,所以选A.
3.小星利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示.他注意到让凸透镜正对太阳光,但没有仔细调节纸片与凸透镜的距离,在纸片上的光斑并不是最小时,就测出了光斑到凸透镜中心的距离L,那么凸透镜的实际焦距(　　)
A.一定小于L
B.一定大于L
C.可能等于L
D.可能小于L,也可能大于L
3.D　【解题思路】　凸透镜对光起会聚作用,太阳光相当于平行光,经凸透镜折射后将会聚于一点,该点为凸透镜的焦点,即纸片上得到的最小的光斑.如果光斑不是最小的,则不是焦点,此时最小光斑可能在焦点的上方,也可能在其下方.所以D正确.
4.[2020辽宁盘锦双台子区期末]一家汽车美容店的门口,贴着如图所示的“爱车小贴士”,这是因为留在车身上的水滴相当于　　　　镜,能使太阳光　　　　,在车身局部形成高温,导致车漆失去光泽.?
4.【参考答案】　凸透　会聚
5.[2020江苏盐城东台期末]如图所示,一位同学在野外利用“削冰取火”的方法生火.你认为“削冰”就是把冰制成　　　　　,“取火”时应把要点燃的物体放在　　　　　位置,确定这一位置的方法:将冰正对着太阳光,在其下方找一个　　　　　的点.?
5.【参考答案】　凸透镜　焦点　最小、最亮
【解题思路】　在野外利用“削冰取火”的方法生火,即将冰制成中间厚边缘薄的凸透镜.将凸透镜正对太阳光,调整凸透镜的位置,在凸透镜后面能形成一个最小、最亮的光斑,这个光斑是凸透镜的焦点.凸透镜焦点处的温度很高,将要点燃的物体放在焦点位置时,温度达到物体的着火点,物体就会被点燃.
6.如图所示,一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A,取掉透镜后,光会聚于点B,则该透镜起到　　　　(填“会聚”或“发散”)的作用,是　　　　透镜.由此说明,能使光线会聚于一点的透镜　　　　　?
(填“一定”或“不一定”)是凸透镜.
6.【参考答案】　发散　凹　不一定
【解题思路】　放上透镜后光的会聚点A要比不放透镜的会聚点B更远离透镜,因此该透镜对光线起发散作用,是凹透镜.本题中的光线经凹透镜折射后也可会聚于一点.由此可知,能使光线会聚于一点的不一定是凸透镜.
7.[2021
重庆七校联盟月考]如图所示,把一个凸透镜放在平面镜前,当用眼睛观察镜子时,光束似乎是从M处发散开来的,则该凸透镜的焦距是　　　　m.?
7.【参考答案】　0.1
【解题思路】　物体在平面镜中成像时,物像关于平面镜对称,根据平面镜成像特点作出凸透镜的焦点F,如图所示.焦距是焦点到光心的距离,所以该凸透镜的焦距:f=0.4
m-0.3
m=0.1
m.
8.注重探究实验不同的凸透镜对光的折射程度是不同的,即每个凸透镜的焦距不一定是相同的.
(1)焦距大小由凸透镜的哪些因素决定呢?请猜想出三个因素:　　、　　、　　　　.?
(2)某同学用两个材料相同、凸起程度一样,但横截面积不同的凸透镜会聚太阳光,测量得出会聚点(即焦点)到光心的距离都是10
cm.根据这个情况,可推测:?
　.?
(3)某同学用两个材料相同、横截面积相同,但凸起程度不同的凸透镜会聚太阳光,测得较凸的凸透镜会聚点到光心的距离是5
cm,而较平的凸透镜会聚点到光心的距离是8
cm,根据这个情况,可推测:　　　　　　　　
　　.
?
8.【参考答案】　(1)材料　凸起程度　横截面积　(2)凸透镜的焦距与其横截面积无关　(3)凸透镜的焦距与其凸起程度有关,凸起程度越大,焦距越小
【解题思路】　(2)实验控制了相同的材料和凸起程度,而使横截面积不同,但测得凸透镜的焦距相同,由此可以说明凸透镜的焦距与其横截面积无关.
(3)实验中凸透镜的材料和横截面积相同,而凸起程度不同,结果测得较凸的凸透镜焦距为5
cm,较平的凸透镜焦距为
8
cm,由此得出:凸透镜的焦距与其凸起程度有关,凸起程度越大,焦距越小.
再
见