八年级物理上册光的折射凸透镜成像教案教科版.doc

教学资料参考范本八年级物理上册 光的折射 凸透镜成像教案 教科版撰写人：_时 间：_(一)光的折射1光的折射规律：光从空气斜射入水或其他透明介质中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，折射角小于入射角；光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角；光垂直射向介面时，传播方向不改变。发生折射时，入射角增大，折射角也随之增大(如图l3一l所示)。折射角小于入射角 传播方向不改变 折射角大于入射角图131易错点 光从一种物质射向另一种物质时，传播方向一定改变。正确的应是光垂直射向两种物质的界面时，传播方向不改变，此时折射角和入射角等于0。2在折射时光路也是可逆的运用光路的可逆性可解答有关折射的“逆向问题”。注意 (1)发生光的折射时一般同时发生光的反射。(2)无论光从空气斜射入水或其他介质中，或光从水或其他介质斜射入空气中，在空气中的角是大角。3光在不均匀的空气中的传播路径是弯曲的，实际上也是光的折射现象。解释光的折射现象(1)水中筷子看起来折断了；(2)“潭清疑水浅”池水看起来变浅了；(3)潜水员在水下看岸上的树木变高了。注意 (1)人眼看见物体是有光射入人的眼中，不要将箭头画成由眼向外的方向，人的眼睛本身并不发光，要作射入人眼的光线；(2)两条以上光线的反向延长线相交处是虚像的位置，一条延长线无法确定位置；(3)折射所成虚像只是人根据光沿直线传播经验的一种判断，实物的真实位置需要找准，这也就是渔人叉鱼时应判断鱼的像比鱼高且稍向后移。(4)人在岸上看水中的物体或在水中看岸上的物体，虚像位置均比实物高。(二)透镜1凸透镜和凹透镜比较易错点 透镜的“会聚”与“发散”作用。在图132中，两条折射光线相对于两条入射光线的传播方向“相互靠近”了，这就是凸透镜对光起会聚作用的结果。这时的两条折射光线不是会聚而是发散的，可见会聚作用并不等于会聚!项目 凸透镜 凹透镜 外形 中间厚、边缘薄 中间薄、边缘厚 对光线 的作用对光线有会聚作用 对光线有发散作用 焦点 平行主光轴的光线经透镜折射后实际光线会聚的点(实焦点) 平行主光轴的光线经透镜折射，折射光线的反向延长线会聚的点(虚焦点)光路图图132 图133同理，在图133中，两条折射光线相对于入射光线的传播方向“相互远离”了，这就是凹透镜对光的发散作用。这时的两条折射光线不是发散而是会聚的，可见发散作用也不等于发散!可见判断透镜的“会聚”、“发散”作用的最简单方法就是将原光线延长，将入射光线的传播方向和经透镜折射后光线的传播方向进行比较，若通过透镜后的光线相对于原方向向主光轴偏折，即为会聚，向外偏折即为发散。不能简单地认为折射光线交到一点就是对光起会聚作用，否则就是发散。实际上对透镜来说光线总是向厚的一边偏折射。2与透镜有关的几个概念(1)主光轴O0一光心0过透镜的两个球面球心的直线叫做主光轴；在主光轴上(一般在透镜的中心)有一光心，通过光心的光线传播方向不改变。(2)焦点F-一焦距f平行主光轴的光线经透镜折射后折射光线在主光轴上会聚的点实焦点，平行主轴的光线经透镜折射后，折射光线的反向延长线在主光轴上会聚的点虚焦点；在透镜的两侧实、虚焦点都分别各有l个；焦点到透镜光心的距离叫做焦距。(3)物距u一像距v物体到透镜光心的距离叫做物距；像到透镜光心的距离叫做像距。(4)实像一虚像成像的原理不同。物点发出的光线经镜子反射或折射后，实际光线会聚到一点，所成的像叫做实像；物点射出的光线，经镜子反射或折射后，光线不能相交，反向延长交于一点，人眼以为光从这点射出的，所成的像叫做虚像。注意 小孔成像是由于光的直线传播形成的倒立的实像。承接的方法不同。虚像能用人眼观看，不能用光屏承接；实像既可以用光屏承接，也可以用人眼直接观看。在形成实像后的折射光线区域里也可用眼睛观察到。3掌握三条特殊光路，如图l34所示：图134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。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。通过光心的光线不改变光的传播方向。(三)透镜成像及应用1透镜成像规律(1)凸透镜成像原理。以烛焰通过凸透镜成像为例，如图135所示，烛焰可看作是由许多发光点组成的，每个发光点射向凸透镜的光线有无数条，这无数条光线经凸透镜折射后，会聚到一点，这一点就是发光点的像点，全部的像点构成了烛焰的像。图135注意 若用纸板挡住凸透镜的上半部，下半部的光仍能会聚起来组成物体的完整的像。但会聚的光少了，所得的像亮度将变暗。(2)凸透镜成像规律。 像的特点 物距 u倒或正缩小或放大实或虚 像距 v 应用AU2f倒立缩小实像 fv2f (vu)照相机Bu=2f倒立等大实像 v=2f (v=u)测焦距Cfu2f (vu)投影仪幻灯机DU=f / / 平行光测焦距Euu )放大镜一焦分虚实。u=f是成实像与虚像的分界点，uf，成实像，U=f不成像，u2f成缩小的实像，u=2f成等大的实像fu2f可成放大的实像。uf成放大的虚像。成实像时，物近像远像变大。物距从远大于2倍焦距减小到等于2倍焦距的过程中，像距从稍大于焦距逐渐增大到等于2倍焦距，物距大于像距一直到等于像距，透镜另一侧的像逐渐变大一直到与物体等大，物体与像的距离由很大逐渐减少到4倍焦距；物距从稍小于2倍焦距减小到稍大于焦距的过程中，像距从稍大于2倍焦距逐渐增大到远大于2倍焦距，像距大于物距，透镜另一侧的像逐渐变大，物体与像之间的距离由稍大于4倍焦距逐渐增大到很大。成虚像时，物近像近像变小。当物距在稍小于焦距处向凸透镜靠近的过程中，虚像越来越小。实像皆倒立，虚像皆正立。(3)凹透镜对物体只能成正立、缩小的虚像。易错点 放大的像与像变大。放大的像指所成的像的大小比物体的大小大；像变大指物体到镜子的距离发生变化时，像相对于原来的像变大。像变大不等于所成的像是放大的，如物距从大于2倍焦距减小到等于2倍焦距的过程中，所成的像是缩小的但像是逐渐变大的。辨析 凸透镜和凹透镜。(1)用手摸，中间厚边缘薄的是凸透镜，中间薄边缘厚的是凹透镜。(精密的光学仪器不能用此法)(2)用平行光检测，对光起会聚作用的是凸透镜，对光起发散作用的是凹透镜。(3)用光屏检测，能在光屏上呈现像的是凸透镜，不能在光屏上呈现像的是凹透镜。比较 测凸透镜焦距的方法。方法一：a让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑最小为止b用刻度尺测出光斑到凸透镜的距离D；c凸透镜的焦距f=D。方法二：a在光具座上从左至右依次放蜡烛、凸透镜、光屏，点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏，使它们的中心在同一高度，移动凸透镜和光屏，直到光屏上出现倒立等大的实像为止b测出蜡烛到凸透镜的距离D；凸透镜的焦距f=D/2。方法三：a在一条直线上，从左至右依次放点光源S、凸透镜、平面镜(凸透镜、平面镜与直线垂直)，移动点光源，点光源发出的光经凸透镜折射、平面镜反射，又经凸透镜折射会聚成的光斑S与S重合为止，如图l36所示。b用刻度尺测出点光源到凸透镜的距离D；c凸透镜的焦距f=D。图136方法四：用某种专用仪器往凸透镜上量，仪器示数即为凸透镜的焦距。2透镜的应用(1)放大镜。成像条件：放大镜是一个短焦距的凸透镜，必须把物体放在凸透镜的一倍焦距以内。成像过程：把凸透镜靠近要观察的物体，使物距小于1 倍焦距，透过透镜便可以观察到一个正立放大的虚像，所成的虚像和物体在镜的同侧。(2)幻灯机、投影仪的成像与调整。幻灯机就是利用凸透镜能成倒立、放大的实像这个原理制成的。幻灯机的镜头相当于一个凸透镜，幻灯片是物体，银幕相当于光屏，幻灯片到镜头的距离比镜头的焦距稍大。为了使观众看到正立的像，幻灯片要倒插。比较 教学用投影仪与幻灯机。其主要区别：投影仪用两块大塑料螺旋透镜作聚光器，同时用一块平面镜把像反射到屏幕上。根据凸透镜成像规律，为了使屏幕上有更大的图像，应增大像距同时减小物距，即幻灯机应离屏幕远些，同时幻灯片离镜头近一些。(3)照相机的成像与调整。照相机就是利用凸透镜能成倒立、缩小的实像这个原理制成的。照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当于光屏，调节镜头到胶片的距离，胶片上会出现景物清晰的倒立、缩小的像。调节方法：摄近景时，物距减小，像距增大，像也增大，即镜头向外伸出一些，离胶片远一些(暗箱应拉长些)，像大一点；摄远景时，物距增大，像距变小，像也变小，即镜头往后缩，离胶片近一些，像小一点。照相机上光圈的作用是控制进入照相机的光线多少，快门控制进光时间。(4)显微镜。显微镜是用来观察细微物体或物体细微部分的光学仪器。显微镜一般是由两组透镜组成，每组的作用相当于一个凸透镜。接近物体的一组透镜叫做物镜，它的焦距很短，接近眼睛的一组透镜叫做目镜，它的焦距比物镜稍大，两镜间的距离可以调节。显微镜的物镜的作用与幻灯机相同，成放大的实像。显微镜的目镜的作用与放大镜相同，成放大的虚像。成像情况见图137所示，图中L1是物镜，L2是目镜，将物体AB放在L1的l倍和2倍焦距之间，经L1成放大倒立实像A1B1位于L2的焦点以内，再经L2放大成虚像A2B2。图137(5)近视和远视的矫正。比较 项目 近视 远视 外形 焦距比正常的短，晶状体比较凸出比正常眼的长，晶状体比较扁平晶状体折射光 比正常眼要大些，远 处物体的像成在视网 膜前 比正常眼的小些， 近处物体的像成 在视网膜后面 矫正的方法 用凹透镜制成的眼镜 用凸透镜制成的 眼镜辨析 用图l38所示的装置模拟眼睛，烧瓶中的着色液体相当于玻璃体，烧瓶左侧紧靠瓶壁的凸透镜相当于晶状体，右侧内壁相当于视网膜。图l39中的四幅图是一些同学描绘的近视眼和远视眼矫正的方法和光路，其中B是近视眼的模型，A是远视眼的模型，能达到近视眼矫正目的的是C ，能达到远视眼矫正目的的是D。图139例1(20xx年襄樊)图1310所示为光从空气斜射入水的光路图，请在图中画出界面和法线的位置。图1310例2(20xx年连云港)如图l311所示是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图(屏未画出)，当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30 cm处，则 ( )图1311A移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像B移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像C移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像D不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像拓展迁移 某同学做“研究凸透镜成像”的实验，在实验中固定了透镜，无论怎样移动蜡烛和光屏，在光屏上都找不到像，则原因是 。找到原因后在光屏上得到了像，如果蜡烛燃烧时间较长，蜡烛变短，则光屏上的像将向 移动(选填“上”或“下”)。例3(20xx年金华)下列现象中由于光的折射而形成的是 ( )A平面镜使物体成等大的虚像B月光下的人影C小孔成像D用放大镜观察到动植物标本放大的虚像变形题 小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直手臂观看远处的物体，可以看到物体的像，下面说法中正确的是 ( )A 射入眼中的光一定是由像发出的B像一定是实像c像一定是倒立的D像一定是放大的虚像例4(20xx年泰州) 在练习调节教学投影仪(参见图l3一l2)的实践活动中，小明通过调节，使屏幕上出现了清晰画面。这时，教室后排同学要求他将屏幕上的画面再调得大一些。为此，小明的操作应当是：适当(填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕的距离，并将凸透镜适当向一 (填“上”或“下”)移动。变形题 当他再把两块条形磁铁放在投影仪上，在磁铁上面铺好玻璃板，用铁粉演示磁感线的分布时，屏幕上磁感线的像却不清晰，这时应该向 移动投影仪的镜头。例5(20xx年宜昌)某校同学在学习了眼睛和眼镜内容后，想通过实验探究近视眼的形成原因。他们选择了如下器材：蜡烛、用薄膜充入水后制成水凸透镜(与注射器相连，注射器里有少量水)、光屏等。水凸透镜的厚薄可以通过注射器注入、吸取水的多少来调节。其装置如图1-3-13所示。图1313(1) 在此实验装置中，水凸透镜相当于人眼球中的晶状体。 光屏相当于人眼球中视网膜。(2)请你用此实验装置探究近视眼的成因，要求写出实验过程。答案 (2)按如图所示将蜡烛、水凸透镜、光屏依次放在光具座上，保持大致在同一高度上，调节水凸透镜的位置使蜡烛在光屏上成清晰的像；向水凸透镜中注水，使晶状体变厚，观察光屏上所成蜡烛的像将变得不清晰，将蜡烛向水凸透镜靠近，观察到光屏上会再次出现清晰的像。点拨该题从学生的生活实际出发，引导我们从物理的角度来认识自己的眼睛，利用身边的器材探究近视眼的形成原因，把物理知识融于生活中，考查学生观察、体验生活的能力以及应用知识解决问题的能力。 10 / 10