第三章 透镜及其应用.docx
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第三章 透镜及其应用.docx
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第三章透镜及其应用
第三章透镜及其应用
第1节透镜
学习目标:
1.认识凸透镜、凹透镜,了解焦点、焦距等基本概念。
2.了解凸透镜和凹透镜对光的作用,会作相关的光路图。
学习重点:
通过观察和实验,了解凸透镜对光线起会聚作用和凹透镜对光线起发散作用。
学习难点:
能够对实验进行仔细观察、分析,最后通过概括得出结论。
学具准备:
凸透镜(若干)、凹透镜(若干)。
学习过程:
(一)思维启动
一队旅行者冒着-48℃的严寒跋涉着。
到了中午,当他们拣来了一堆干草准备生火做饭时,却发现打火机丢了,怎么办?
一位博士灵机一动,带领大家用冰磨制了一块像放大镜一样的冰块,博士拿着这一冰块迎着太阳,把阳光聚集到干草上,一会儿,干草就着了火。
你相信吗?
课下试试看?
(二)探究发现
探究一:
认识凸透镜和凹透镜
观察身边的凸透镜或凹透镜,阅读教材第一段和第二段,完成下面的问题:
1. 中间厚、边沿薄的是 ,例如:
2. 中间薄、边沿厚的是 , 例如:
3. 认识教材中图3.1-1中的各种形状的凸透镜和凹透镜
我们继续认识凹透镜和凸透镜,大家仔细观察教材中图3.1-2中凸透镜和凹透镜的示意图,
叫主轴,光心的特殊性在于
。
探究二:
凸透镜和凹透镜对光的作用
从透镜盒中拿出一个凸透镜,正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,来回移动,观察有什么现象?
(做做看)新课标第一网
有亮点出现,那你知道亮点是怎么形成的吗?
“亮点”会随着纸的来回移动而在亮度上、大小上发生变化。
亮点变亮说明它的光进入我们眼睛中的变多。
归纳:
凸透镜对光
现在,请你动手,让光斑变得最小,最亮。
并测量这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离,记录下来,换另一个凸透镜,重做上面的实验。
再换一个凹透镜,重做上面的实验,纸上能够得到很小、很亮的光斑吗?
(做做看)
用凹透镜无论如何移动,都得不到很小、很亮的光斑。
这些现象说明凸透镜和凹透镜对光线有不同的作用,根据观察到的现象不难发现:
凹透镜对光
小练习
1.一束平行光线照射到某透镜后,光线发散了,这个透镜一定是()
A.凸透镜B.凸镜C.凹透镜D.凹镜
2.下图中各图分别表示经过透镜后的光路图,其中正确的是()
3.在下面的方框中填上适当的透镜。
探究三:
透镜的焦点和焦距
射到地面的太阳光是相互平行的,叫做平行光,凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点(如下图左所示),这个点叫做,用字母表示;焦点到光心的距离叫做,用字母表示。
凹透镜使平行于主光轴的光线发散,因此它没有实焦点(如上图右所示),但通过凹透镜的光反向延长也可以交在主光轴上一点,这点是凹透镜的虚焦点。
合作探究:
1.让平行光通过厚薄不同的凸透镜,观察焦点位置的变化?
(认识焦距和凸透镜的厚薄的关系)
2.将一点光源(如小电珠)放在凸透镜的焦点位置,观察它发出的光经凸透镜折射后怎样传播?
这掲示了光的什么性质?
讨论交流:
.如何判断一个透镜是凸透镜还是凹透镜?
(三)课堂小结
1.凸透镜对光有作用,凹透镜对光有作用,它们的光学符号分别是
。
2.依据下图叙述透镜的三条特殊光线
(四)达标检测
1.如图所示,画出了光通过透镜前后的方向,在图中O处应填的适当类型的透镜是()
A.凸透镜B.凹透镜
C.凸、凹透镜都有可能D.凸、凹透镜都不行
2.关于透镜对光线的作用,下列叙述不正确的是()
A.凸透镜对光线有会聚作用;
B.点光源发光经凸透镜后的光线一定是发散的;
C.凹透镜对光线有发散作用;
D.点光源发光经凹透镜后的光线一定是发散的.
3.我们所指的薄透镜是()
A.厚度很薄的透镜B.中央很薄的透镜
C.中央比两头薄的透镜D.厚度比球面半径小得多的透镜
4.跟主光轴平行的光线经过凸透镜后会聚在上的一点,这个点叫做凸透镜的.让凹透镜正对着太阳光,拿一张白纸在它的另一侧来回移动,纸上得到最小、最亮的光斑.(填“能”或“不能”)
5.无论是凸透镜对光线的会聚作用,还是凹透镜对光线的发散作用,实际上都是因为玻璃对光的作用而产生的.
6.在阳光下镜片放在镜下方的________处,纸片会燃烧.光心的特点是,薄透镜的光心就在.
7.根据透镜的特征完成图中的光路图
8.根据图中给出的光线通过透镜前后的传播方向,在图中填上适当的透镜.
第2节生活中的透镜
学习目标:
1.了解透镜在日常生活中的应用
2.知道凸透镜成像时,物到透镜的距离与像大小的关系
3.经历制作模型照相机的过程,了解照相机的成像原理。
重点难点:
凸透镜成像的几种情况的主要特征,物距与像距大小的比较
学具准备:
照相机、投影仪、放大镜、挂图。
学习过程:
(一)思维启动:
大家喜不喜欢照相和看电影?
如果喜欢,那么知不知道照相机和电影放映机的原理呢?
我们这节课就来学习相关的知识。
(二)探究新知:
1、照相机
(结合实物、挂图)自己了解照相机的结构及其各部分作用。
照相机的主要构造有:
讨论交流:
①我们所用的照相机拍摄景物时,在胶片上所成的像有什么特点?
②怎样调节,可使胶卷上的像变大?
想想做做:
结合教材63页同学们协作动手制作模型照相机。
制作方法:
在直径较大的圆纸筒一端固定一个凸透镜,在直径较小的图纸筒一端固定半透明塑料薄膜,再把小纸筒有屏幕的一端套入大纸筒内。
制作完成后,同学们把模型照相机对着室外,并前后拉动直径较小的纸筒,直到在半透明薄膜上看到室外景物清晰的像,观察所成的像,回答:
(1)像是缩小还是放大?
(2)像是正立还是倒立?
(3)像是虚像还是实像?
(可根据进入眼中的光线是否来自像点进行判断)
2、投影仪
(结合实物)了解投影仪的主要构造:
做一做:
去掉反光镜,让像直接成在天花板上,观察天花板上像的大小、正倒,并回答:
1使用投影仪时,那段距离是物距;那段距离是像距?
物距与像距相比,谁大谁小?
2物、像哪个大、哪个小?
3根据平面镜成像的特点,要满足以上物像大小的关系,物距、像距应有什么样的关系?
4为了能使人们看到正立的像,投影片应该如何放置?
5如果希望像变得大一些,而且还要保持清晰,我们应该采取哪些措施?
⑥安装上反光镜的作用是什么?
(可再装上反光镜比较一下)
3、放大镜
用课桌上的凸透镜看书上的字,说出看到的情况:
(与其他同学交流)
(1)字是放大还是缩小?
(2)字是正立还是倒立?
归纳:
放大镜是凸透镜,能使物体成(放大或缩小)的像,但这个像与投影仪所成的像是不同的,它是(倒或正)立的虚像,并且像与物体在侧。
联系生活:
能否利用其他物品来替代玻璃凸透镜制成放大镜?
(举例说明)
4、结合教材65页示意图,了解凸透镜成实像和虚像的情况:
实像总是立的,虚像总是立的;
实像和物体在透镜的侧,虚像和物体在透镜的侧。
(三)课堂小结
生活中凸透镜的应用
照相机成像
投影仪成像
放大镜成像
(四)达标检测
1、投影仪中投影片上的字或画相当於______,他通过凸透镜成像时,得到的一个倒立、______的________像.我们所看到的像是正立的,是应为投影片是______(选择"正"或"倒")放的
2、照相机的镜头相当於一个______.来自物体的光经过照相机的镜头后会聚於胶卷上,形成一个_____立,_______的像
3、在透明塑料片下压着一张报纸,塑料片上有一水滴,透过水滴看到报纸上的字比旁边的字_______(填“大”或“小”),这说明此时的水滴相当于一个_______镜,它成的是_______、_________、________像。
4、下面是对凸透镜成像的说法,其中正确的是()
A.凸透镜只能成实像B.凸透镜只能成虚像
C.凸透镜只能成放大的像D.凸透镜既能成实像,又能成虚像
6、手持凸透镜在人眼和课本之间移动,下列说法正确的是()
A.凸透镜在任何位置都能看到课本放大的像
B.凸透镜在离课本较远时,才能看到课本放大的像
C.凸透镜在离课本较近时,才能看到课本放大的像
D.无论凸透镜放在什么位置都不能看到课本放大的像
7.关于透镜,下列说法中不正确的是()
A.照相机的镜头相当于一个凸透镜
B.用凸透镜可以看清物体的细小之处
C.凸透镜和凹透镜都有两个焦点
D.光线通过凸透镜后会聚到主轴上的点一定是焦点
8.将一本书放在盛有水的圆形玻璃杯后面不远处,透过杯子看书上的字,你有什麼发现?
为什麼会发生此现象?
第3节探究凸透镜成像规律
学习目标:
1.知道凸透镜所成像的虚实、倒正、大小与物体和透镜位置的关系。
2.能在探究实践中,初步获得提出问题的能力。
3.学习从物理现象中归纳科学规律的方法,乐于观察、实验、制作等科学实践。
学习重点:
理解凸透镜的成像规律。
学习难点:
通过探究活动,体验科学探究的全过程和方法。
一、思维启动:
无论是照相机、投影仪、放大镜它们成像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系?
二、探究凸透镜成像规律:
实验:
将一支点燃的蜡烛和一张白纸放在凸透镜的两侧,移动蜡烛和白纸的位置,你发现能得到什么样的像?
(提示:
成像情况,焦距f;物体离凸透镜的距离为物距,用u表示;像到凸透镜的距离为像
距,用v表示)
(一)提出问题
(二)猜想假设:
(学生说出自己的猜想,可以进行小组讨论。
)
学生猜想
(三)制订计划
1、你认为需要哪些器材探究凸透镜成像?
2、你认为除了观察像的、、特点外,还需测什么量?
(提示:
凸透镜焦距已知,不必测量,标签上已注明)
3、你认为该实验应分几种情况来研究,该怎样设计试验?
(提示:
可参考课本66、67两页)
(四)进行实验
(各组按步骤去探究成像规律,比一比哪一组能最快得出正确结论)
注意:
实验前要调整蜡烛光屏和凸透镜的高度,使它们的中心在同一高度上。
1、把蜡烛放在较远处,使物距u>2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在屏上成清晰的实像,观察实像的大小和正倒.记下物距u和像距v(此步骤做两次)。
2、把蜡烛向凸透镜移近,使物距在2f和f之间,即f
3、继续移近蜡烛,使物距u 并观察像的大小和正倒.记下物距u和像距v(像距只需估测)(此步骤做两次)。 4、把蜡烛从距凸透镜较远处逐渐移近透镜,同时移动光屏保证屏上的像清晰,注意观察像的大小、正倒以及像距的大小,看有什么规律. (五)数据收集 根据计划进行实验探究,并把现象和数据填在表格中。 物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距v/cm 虚实 大小 正倒 U>2f U>2f 2f>u>f 2f>u>f U U (六)分析数据得出结论 1、像的虚实: 当物体放在______________时,凸透镜成实像,当物体放在_____________时,凸透镜成虚像. 2、像的大小: 当物体放在______________时,凸透镜成的像是缩小的实像.当物体放在_______________时,凸透镜成的像是放大的实像._____缩小的虚像(填“有”或“没有”) 3、像的正倒: 凸透镜所成的像_________正立的实像,___________倒立的虚像.(填“有”或“没有”) 4、当物体逐渐向凸透镜移近时,物体所成的像逐渐_______,像离凸透镜的距离逐渐_______(填“变大”或“变小”) (七)凸透镜规律概括 请根据实验中收集的数据进一步讨论并填好下列内容: 1、点是成实像和虚像的分界点 2、成实像时,点是成放大像和缩小像的分界点 3、凡是实像都是(填“正立”或“倒立”)的,且在光屏上(填“能”或“不能”);凡是虚像都是(填“正立”或“倒立”)的,且在光屏上(填“能”或“不能”) 4、成实像时,像和物在凸透镜的(填“同侧”或“异侧”);成虚像时,像和物在凸透镜的(填“同侧”或“异侧”)。 5、物体从远处逐渐靠近焦点的过程中,所成像越来越(填“大”或“小”或“不变”),像距越来越(填“大”或“小”)。 三、巩固训练: 1、一束平行光正对凸透镜照射时,在离透镜15cm处的光屏上得到一个亮点,那么当物体位于透镜前35cm处时,在透镜的另一侧可得到() A、倒立缩小的实像B、倒立放大的实像 C、正立放大的虚像D、正立缩小的虚像 2、烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个放大的像,若保持凸透镜位置不变,把烛焰和光屏位置对调一下,则() A、光屏上仍能成一个放大的像B、光屏上能成一个缩小的像 C、光屏上不能成像,但通过透镜能看到D、以上说法都不对 3、已知凸透镜的焦距为10厘米,物体离开凸透镜的距离为15厘米,那么所成像是() A、倒立缩小的实像B、倒立放大的实像 C、正立缩小的像D、正立放大的像 4、将一滴水滴在水平放着的塑料贺卡的字上,人看到水滴下面的字是() A、等大的实像B、放大的虚象C、等大的虚象D、缩小的实像 5、在“研究凸透镜成像”实验中 (1)实验所需的主要器材有光具座、___________、___________、___________。 (2)把凸透镜、光屏、蜡烛放在一条直线上,要调整________和________的高度,使它们的中心大致在______________。 (3)把烛焰放在距凸透镜2倍焦距以外,移动光屏时,眼睛要观察________,一直到光屏上出现______________为止,这时光屏上成的是________、________的实像。 (4)如果保持凸透镜位置不变,先后把烛焰放在图中a、b、c、d各点,分别调整光屏的位置,则烛焰放在_______点时,光屏上的像最小,放在_______点,光屏上的像距镜最远。 四、课堂小结: 根据本节课凸透镜成像规律完成记忆口诀: 一焦分虚实,分大小;异侧倒,虚像同正大;物远像近小,物近像。 五、达标检测: 1、做“研究凸透镜成像”的实验,当把蜡烛放在下图中的a点位置时,光屏在另一侧的适当 位置处将得到 __________像,(填,大小,倒正,虚实)若将蜡烛从a点移到b点时,得到 ____________像。 2、在研究凸透镜成像规律实验中,当物体到凸透镜的距离小于焦距时,物体所成的像是_____、 _____、_____像,常用的________就是根据这一原理制成的. 3、在研究凸透镜成像的实验中,经凸透镜成放大的实像,则物距u应满足() A、u>2f;B、2f>u>f;C、u=2f;D、u<f 4、在物体由远处向凸透镜焦点移近的过程中,像距与实像的变化情况是: () A、像距逐渐增大,像逐渐变大B、像距逐渐增大,像逐渐变小 C、像距逐渐减小,像逐渐变大D、像距逐渐减小,像逐渐变小 5、如下图为凸透镜成像的示意图.由于不慎将透镜的上沿摔掉一块(图中阴影部分),则所成的像将() A、像的A′部分消失了B、像的B′部分消失了 C、成像的效果不受影响 D、像A′B′是完整的,亮度变暗 第四节眼睛和眼镜 学习目标: 一、知识目标 1.了解眼睛的构造,知道眼睛是怎样看见物体的. 2.了解眼镜是怎样矫正视力的. 二、能力目标新课标第一网 1.通过观察实验和实践,培养学生理论联系实际,实事求是,求真务实的科学态度. 2.培养学生的观察能力、思维能力、参与组织能力和实践能力. 学习重点: 培养学生用前面所学凸透镜成像规律的知识,加深对眼睛的了解. 学习难点: 将科学知识应用于日常生活的意识的培养. 学习方法: 观察法、讨论法. 学习用具: 挂图、眼睛模型、投影仪、 学习过程: 一、回顾复习 1.凸透镜成像规律 物距 像距 像的特点 u>2f u=2f f u=f u 2.实像和虚像的分界点是,放大与缩小像的分界点是。 3.实像都是形成的,(能或不能)承接,(倒或正)立,物象 (同侧或异侧)。 虚像是形成的,承接,立的,物象侧。 二、自学探究 眼睛是一个既复杂又奇妙的器官,它帮助我们认识身外的世界.判断物体的大小、距离、质感、颜色及长、宽等.你们知道眼睛是如何看到物体的吗? 观察图3.4—1眼球的结构回答下列问题。 1.眼睛的主要部分是眼球,眼球是由构成。 2.眼球好像一架,晶状体和角膜相当于,视网膜相当于。 瞳孔相当于照相机的,可以控制进入眼睛的光量。 3.小组讨论我们是如何看到物体的? 是凸透镜成像的那种情况? 像有何特点? 4.认真观察图3.4-2,小组讨论我们的眼睛是如何看到近处和远处的物体的? 近视眼、远视眼的成因及矫正: “眼睛是心灵的窗户”,可是我们有些同学成了近视眼,有些人成了远视眼,你们知道近视眼和远视眼是怎么形成的吗? 1、特点 近视眼只能看清的物体,看不清的物体. 远视眼只能看清的物体,看不清的物体. 2、成因及矫正 认真观察图3.4-3和3.4-4,观察近视眼同学的眼睛 近视眼的晶状体太,折光能力太,来自远处的光汇聚在视网膜的方。 所以我们要让进入眼睛的光提前发散,在眼睛前方放镜,使像成在视网膜上。 阅读课本和图分析远视眼的情况: 近视眼镜是镜,远视眼镜是镜。 3、自学《科学世界》眼睛的度数,回答课后问题。 三、阅读拓展: 儿童、青少年眼睛中的晶状体弹性强,睫状体的调节能力大,但是如果看书写字的姿势不正确,书本放得离眼太近,或采光、照明条件不好,或持续用眼的时间过长,都会使睫状体内的肌肉持续收缩.晶状体凸度增大,久而久之,一旦看远方物体时,睫状体内的肌肉就不能放松.变凸的晶状体也不能恢复到正常状态,这样就造成了假性近视。 发生假性近视以后,如仍不注意采取有效的防治措施,就会造成变凸的晶状体不能恢复正常,就会变成真性近视. 预防近视要做到: ①读书、写字姿势要正确,眼与书的距离约33cm.②看书一小时后休息,要远眺几分钟.③要认真做眼睛保健操.④不要在直射强光下看书.⑤不在光暗的地方看书.⑥不躺卧着看书.⑦不在走路时看书. 四、学习小结: 1.眼睛好像一架照相机,主要由瞳孔(好像照相机的)、角膜及晶体(功能好像照相机的)、视网膜(好像照相机的)组成. 2.近视眼佩戴矫正. 3.远视眼佩戴矫正. 五、达标检测: 1.下面是关于眼的示意图,请据图回答: (1)分别填上近视眼、远视眼、正常眼 (2)图中甲眼、丙眼比较,不同点是: a;b. 2.下列与近视眼不符合的是() A.晶状体曲度过大B.物像落在视网膜前方 C.眼球前后径过短D.可用凹透镜纠正 3.你观察到光线逐渐增强时,瞳孔的变化过程是_____,结合瞳孔的位置,你认为瞳孔的变化,可能是由_____来调节的. 4.物像只有落在__________上,人才能够清晰地看到这个物体.这就需要眼球内_________等结构具有灵敏的调节功能。 5.人用眼睛观察一个物体,例如观察一棵树,其光学原理就像图中的一支蜡烛通过凸透镜成像在光屏上一样。 __________就相当于图中的蜡烛,人眼睛的_________就相当于凸透镜,_________就相当于光屏。 6.图中分别画出了眼睛看近处和看远处的各两种光路,在A、B、C、D四种光路中,__________描述了正常眼的成像情况;__________描述了近视眼的成像情况;__________描述了远视眼的成像情况。 ABCD 第5节望远镜与显微镜 教学目标: 1.知识与技能 通过活动,了解望远镜和显微镜的基本结构。 2.过程与方法 学习从物理现象中归纳科学规律的方法,通过两个透镜的组合,培养发散思维的能力。 尝试应用已知的科学规律解释具体问题,获得初步的分析概括能力。 3.情感态度与价值观。 通过探索活动,体验探究的乐趣,乐于观察试实验。 了解望远镜和显微镜的发展历程,初步认识科学技术对于社会发展和人类生活水平的影响。 学习重点: 显微镜、望远镜的原理 学习难点: 如何让学生通过两个透镜组合得出显微镜、望远镜的成像情况以及原理。 显微镜、望远镜的结构是如何满足组合出的两个透镜成像原理的。 看清物体与视角的关系。 学习方法: 探究性学习(以启发式为主,在教师引导下学生自主探索知识) 学习过程: 一、显微镜 请阅读课本p71图3.5—1显微镜的结构回答问题 1.显微镜的两端各有一组透镜,都相当于镜,靠近眼睛的叫,靠近被观察物体的叫。 2.来自被观察的物体的光经过物镜后成一个的像,原理同一样。 目镜的作用相当于,能把像再放大一次,经过两次放大我们就可以看到肉眼看不到的物体了。 二、望远镜 请阅读课本回答问题: 1.望远镜有两组组成。 靠近眼睛的叫,靠近物体的叫。 2.物镜成像,目镜成像。 3.我们要看清物体还与什么有关? 阅读课本p72页图3.5-4回答。 4.通过两个透镜观察物体: (1)以凹透镜为目镜,以焦距较大的凸透镜为物镜,调节二者间的距离,观察远处的物体,你看到的像是________________。 (2)以焦距较小的凸透镜为目镜,以焦距较大的凸透镜为物镜,调节二者的距离,观察远处的物体,你看到的像是________________。 (3)以焦距较大的凸透镜为目镜,以较小的凸透镜为物镜,调节两者间的距离,观察近处的物体,你看到的像是________________。 5.一般天文望远镜的目镜和物镜使用的都是镜,镜的焦距较大。 当被观察物体在物镜两倍焦距以外时,物体成一个别的像(填“放大”或“缩小”,“实”或“虚”),然后这个像再经过目镜(填“放大”或“缩小”),观察者就能看清楚远处的物体。 6.显微镜的目镜和物镜使用的都是镜,镜的焦距较大。 当被观察物体在物镜的一倍焦距和两倍焦距之间时,物体通过物镜成一个的像,然后这个像位于目镜的一倍焦距以内,物体通过目镜成一个,这样我们就能看清楚很微小的物体。 7.请上网或查资历料,收集国内外有关天文望远镜和显微镜目前的最新情况。 新课标第一网
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