資源簡介

5.1 透鏡
【學習目標】
1.認識凸透鏡和凹透鏡，了解透鏡的焦點和焦距
2.通過觀察，認識凸透鏡對光起會聚作用和凹透鏡對光起發散作用
3.能初步領略透鏡對光的神奇作用，激發求知欲
【學習重難點】
1.凸透鏡對光線起會聚作用和凹透鏡對光線起發散作用
2.透鏡的三條特殊光線
【自主預習】
1.透鏡分為 透鏡和 透鏡。邊緣薄、中間 的透鏡為凸透鏡；邊緣厚、中間 的透鏡為凹透鏡。
2.透鏡上通過 叫主光軸，每個透鏡主光軸上有一個特殊的點，通過該點的光線其傳播方向不變，叫作透鏡的 。
3.實驗表明：凸透鏡對光線有 作用（也叫會聚透鏡），凹透鏡對光線有 作用（也叫發散透鏡）。
4.凸透鏡能使平行于主光軸的光 在一點，這個點叫焦點，焦點到光心的距離叫 。凸透鏡有 個焦點，凹透鏡有 個焦點，都關于 對稱。
【合作探究】
一、凸透鏡和凹透鏡
1.透鏡的種類
（1）凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡。如： 、 、 等；
（2）凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡。如： 。
識別下列透鏡，并歸類：
屬于凸透鏡的是： ； 屬于凹透鏡的是：________.
（3）薄透鏡：如果透鏡的厚度遠小于球面的半徑，這種透鏡叫做薄透鏡。
2.透鏡的主光軸和光心
（1）主光軸：透鏡上通過球面兩個 的直線叫主光軸（光軸）。
（2）光心：主光軸上有一個特殊的點，通過這個點的光傳播方向 ，這個點叫做透鏡的光心。
探究二、透鏡對光的作用
1.凸透鏡對光有會聚作用
【做一做】如圖所示
①將一凸透鏡正對著太陽光（或其他平行光），再把一張紙放在它的另一側，來回移動，調整凸透鏡與紙的距離，觀察有什么變化？
②讓平行于透鏡主光軸的幾束光射向凸透鏡，觀察光通過透鏡后的偏折方向。
【實驗現象】
①凸透鏡會使太陽光會聚，在紙上出現一個很小、很亮的光斑。光斑處的溫度很高，長時間照射，紙會被燒焦。
②與主光軸平行的光經凸透鏡后會聚于一點。
【結論】凸透鏡對光有 作用（也叫會聚透鏡）。
2.凹透鏡對光有發散作用
【想一想】凸透鏡、凹透鏡對光的作用相同嗎？它們有怎樣的作用？
【做一做】
①拿一個凹透鏡正對著太陽光，再把一張紙放在它的另一側來回移動，仿照上圖做實驗。
②讓平行于透鏡主軸的幾束光射向凹透鏡，觀察光通過透鏡后的偏折方向。
【現象】
①無論怎樣調節凹透鏡和紙的距離，紙上不能出現得到最小、最亮的光斑。
②與主光軸平行的光經凹透鏡后向外發散。
【結論】凹透鏡對光有 作用（也叫發散透鏡）。
三、透鏡的三條特殊光線
1.凸透鏡的三條特殊光線
（1）通過光心的光線傳播方向 （選填“改變”、“不改變”）。
（2）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后通過 。
（3）經過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于 。
2.凹透鏡的三條特殊光線
（1）通過光心的光線傳播方向 （選填“改變”、“不改變”）。
（2）平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后發散，發散光線的反向延長線通過 。
（3）射向凹透鏡焦點的光線經凹透鏡折射后 主光軸射出。
【課堂練習】
1.如圖所示是光線通過透鏡（圖中未畫出）的情形，其中所用透鏡是凸透鏡的是（　　）
A.① B.② C.③ D.①②③④
2.如圖所示，畫出了光線通過透鏡（圖中未畫出）的情形，其中是凹透鏡的是（　　）
A.只有d B.只有b和d
C.只有c D.只有a、b、d
3.如圖所示，小明手持凸透鏡正對著太陽，下面放一張白紙，調節透鏡到白紙的距離，會在白紙上得到最小最亮的光斑，在該光斑處能將火柴點燃，則該光斑所處的位置就是透鏡的______，該光斑到透鏡中心的距離叫______，經過________的光不改變方向。
4.如圖所示，在注有清水的試管內留有一稍大的空氣泡，使太陽光從試管的正上方向下照，觀察試管下方的白紙，可以發現白紙上與空氣泡相對應的位置較_____（選填“亮”或“暗”），這是因為氣泡與周圍水組成______透鏡，太陽光射向空氣泡和它下方的水后，出射光線會被_______（選填“會聚”或“發散”）。
5.在框內填上適當的透鏡。
6.光通過透鏡會發生折射，請將圖中的入射光線或折射光線補畫完整。
7.根據圖中給出的入射光線，畫出相應的折射光線。
【參考答案】
【自主預習】
1.凸 凹 厚 薄
2.兩個球面球心的直線 光心
3.會聚 發散
4.會聚 焦距 兩 兩 光心
5.（1）光心
（2）焦點
（3）主光軸
【合作探究】
一、1.（1）遠視鏡片、照相機的鏡頭、放大鏡
（2）近視鏡片
A、B、D C、E、F
2.（1）球心
（2）不變
二、1.會聚
2.發散
三、1.（1）不改變
（2）焦點
（3）主光軸
2.（1）不改變
（2）虛焦點
（3）平行于
【課堂練習】
1.C
【解析】由圖可知，①②④中經透鏡折射后的光線與射向透鏡的光線相比，遠離主光軸，說明透鏡對光線具有發散作用，所以是凹透鏡；③圖中的光線經透鏡折射后，與透鏡前的光線相比，與主光軸的分離程度小，說明透鏡對光線具有會聚作用，所以是凸透鏡。故ABD不符合題意，C符合題意。
2.D
【解析】凸透鏡對光具有會聚作用，凹透鏡對光具有發散作用。因此從四個光線通過透鏡的情形可知，a、b、d的折射光線相對于入射光線是發散的，所以都是凹透鏡；只有c是凸透鏡，且入射光線是從某點發出的，折射光線變得會聚了。
3.焦點 焦距 光心
【解析】太陽光在白紙上最小最亮的光斑，就是透鏡的焦點，該光斑到透鏡中心的距離叫焦距。經過光心的光不改變方向。
4.暗 凹 發散
【解析】由于氣泡的存在，氣泡周邊的水形成中間薄邊緣厚的凹透鏡，凹透鏡對光線有發散的作用，故在氣泡的下面對應的位置較暗。
5.
【解析】左圖平行光線被發散，所以是凹透鏡。右圖中，要相交的光線平行，不再相交，光線被發散了，是凹透鏡。
6.
【解析】圖中透鏡是凸透鏡，凸透鏡有三條特殊光線：過焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸；穿過光心的光線傳播方向不變；與主光軸平行的光線折射后穿過凸透鏡的焦點。
7.
【解析】平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點；延長線過焦點的光線經凹透鏡折射后會平行于主光軸。
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