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第2節(jié)　透鏡
素養(yǎng)目標(biāo)
1.復(fù)述凸透鏡、凹透鏡、焦點、焦距的概念。
2.經(jīng)歷用多種方法辨別凸透鏡和凹透鏡的過程,嘗試對各種方法的優(yōu)劣作初步的評估。
3.探究透鏡對光的作用,概述測量凸透鏡焦距的方法、透鏡對光起會聚(或發(fā)散)作用的原因。
◎重點:辨別凸透鏡和凹透鏡、透鏡對光的作用。
【預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)】
如圖所示,這是某森林公園發(fā)生火災(zāi)后消防官兵在現(xiàn)場實施搶救的場景。森林公園起火的原因究竟是什么 公安人員通過仔細(xì)的調(diào)查和偵破,最終查明“縱火犯”竟然是一個裝有少量水的礦泉水瓶。
【問題】礦泉水瓶為何能引起森林火災(zāi) 要回答這個問題,我們需要掌握以下知識。
知識點1初識透鏡
1.透鏡:由 材料(如玻璃、水晶、透明塑料等)磨制成的兩個面都是球面,或一面是球面而另一面是平面的 透明體,叫作透鏡。
2.透鏡的原理:透鏡是利用 原理制成的光學(xué)器件。
·知識拓展·
光線通過凸透鏡發(fā)生折射時遵循光路可逆原理,即光線沿原折射光線反向入射后將沿原入射光線的光路反向出射。
3.透鏡的分類:凸透鏡和凹透鏡。凸透鏡是指中間 、邊緣 的透鏡;凹透鏡是指中間 、邊緣 的透鏡。
·學(xué)習(xí)小助手·
不能根據(jù)透鏡的表面是凸還是凹來判斷透鏡的類型,要比較中間與邊緣的厚度來確定透鏡的類型。透鏡的兩個表面中一般至少一個表面是球面的一部分。
對點自測
1.下圖是四個透鏡,屬于凹透鏡的是 （ ）
A　　　　B　　　　 C　　 　　D
【答案】知識點一
1.透明　折射
2.光的折射
3.厚　薄　薄　厚
對點自測
1.C
知識點2焦點與焦距
1.透鏡對光線的作用:凸透鏡對光有 作用,因此又叫 透鏡;凹透鏡對光有 作用,因此又叫 透鏡。
2.焦點:凸透鏡的焦點是由 光線會聚而成的,所以是實焦點;凹透鏡的焦點是由實際光線的 會聚而成的,所以是虛焦點。
3.焦距:焦點到 的距離叫作焦距,用f表示。
4.粗略測量凸透鏡的焦距:讓太陽光(或手電筒光) 對著凸透鏡照射,在凸透鏡后移動光屏,直到光屏上出現(xiàn)的 光斑(即焦點)為止,用刻度尺測出光斑到凸透鏡光心的距離,即為焦距。
·學(xué)習(xí)小助手·
判斷透鏡是“會聚”還是“發(fā)散”的最簡單方法:將原光線延長,比較入射光線的傳播方向和經(jīng)過透鏡折射后的方向,若通過透鏡后的光線相對于原方向向主光軸偏折,即為會聚,向外偏折即為發(fā)散。
對點自測
2.小明利用太陽光測量凸透鏡的焦距。下列操作最合理的是 （ ）
　　　　　　　A　　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　　D
【答案】知識點二
1.會聚　會聚　發(fā)散　發(fā)散
2.實際　反向延長線
3.光心
4.正　最小最亮
對點自測
2.C
知識點3會聚和發(fā)散的奧秘
1.透鏡可以看成是多個 組成的,由于每個棱鏡 都會使光線向偏折,所以凸透鏡對光線有會聚作用,凹透鏡對光線有發(fā)散作用。
2.凸透鏡使光線偏 主光軸,凹透鏡使光線偏 主光軸。
對點自測
3.下列表示經(jīng)過透鏡后的光路圖中,正確的是 （ ）
　　　　　A　　　　　　　　　 B
　　　　　C　　　　　　　　　 D
【答案】知識點三
1.棱鏡　底部
2.向　離
對點自測
3.A
【合作探究】
任務(wù)驅(qū)動1探究凸透鏡和凹透鏡的區(qū)別
【提出問題】凸透鏡和凸透鏡在哪些地方不同
【猜想與假設(shè)】 。
【實驗器材】凸透鏡、凹透鏡、書、光屏等。
【實驗步驟】
1.分別用手去摸凸透鏡、凹透鏡,發(fā)現(xiàn)凸透鏡中間 、邊緣 ,凹透鏡中間 、邊緣 。
2.分別用平行光(太陽光)照射,在凸透鏡的另一側(cè)移動光屏,發(fā)現(xiàn)光屏上可以出現(xiàn)一個 的光斑,說明凸透鏡能使平行光線 ;在凹透鏡的另一側(cè)移動光屏,發(fā)現(xiàn)光屏上只會出現(xiàn) 的光斑,說明凹透鏡能使平行光線變得 。
3.分別通過凸透鏡和凹透鏡去觀察書上的字,發(fā)現(xiàn)通過凸透鏡能看到 立、 的像,通過凹透鏡能看到 立、 的像。
【實驗結(jié)論】凸透鏡中間厚、邊緣薄,對光有會聚作用,能成 的像;凹透鏡中間薄、邊緣厚,對光有發(fā)散作用,能成 的像。
【答案】驅(qū)動一
【猜想與假設(shè)】可能在外形、對光的作用及成什么樣的像等地方有所不同
【實驗步驟】
1.厚　薄　薄　厚
2.很小、很亮　會聚于一點　很大　發(fā)散
3.正　放大　正　縮小
【實驗結(jié)論】正立、放大　正立、縮小
任務(wù)驅(qū)動2測凸透鏡的焦距
【提出問題】凸透鏡對光有會聚作用,那么如何利用太陽光測出凸透鏡的焦距
【猜想與假設(shè)】 。
【實驗儀器】凸透鏡、白紙、刻度尺等。
【實驗步驟】
讓凸透鏡正對著太陽光,在另一側(cè)放一張白紙,調(diào)整凸透鏡使紙上的光斑,用刻度尺測出 光斑到透鏡中心的距離,就是這個凸透鏡的焦距。
·學(xué)習(xí)小助手·
在測量的時候,一定要讓凸透鏡正對著太陽光,目的是讓光線平行于主光軸,這種條件下光線會聚的亮點才是焦點,否則會聚的亮點不是凸透鏡的焦點。
【答案】驅(qū)動二
【猜想與假設(shè)】凸透鏡的焦距可以利用平行光聚焦法進(jìn)行測量
【實驗步驟】最小最亮
任務(wù)驅(qū)動3探究透鏡對三條特殊光線的作用
1.有三條光線通過透鏡時,光路很特別,如圖所示:(1)平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡折射后會聚于 ;平行于凹透鏡主光軸的光線經(jīng)過凹透鏡折射后發(fā)散,發(fā)散后的折射光線的 經(jīng)過凹透鏡的焦點。(2)通過凸透鏡和凹透鏡光心的光線傳播方向 。(3)通過凸透鏡焦點的光線,經(jīng)過凸透鏡折射后 主光軸射出;若一束光線的延長線通過凹透鏡的焦點,則這束光線經(jīng)凹透鏡折射后 主光軸射出。
·學(xué)習(xí)小助手·
歸納法:為了研究光學(xué)問題,人們運用幾條特殊的光線,根據(jù)光的傳播規(guī)律畫出光的路徑,從而清晰地反映出此類光學(xué)現(xiàn)象的特征和規(guī)律。
2.根據(jù)圖中的入射光線或折射光線,畫出相應(yīng)的折射光線或入射光線。
【答案】驅(qū)動三
1.焦點　反向延長線　不變　平行于　平行于
2.
任務(wù)驅(qū)動4獨立思考,學(xué)以致用
通過上面的學(xué)習(xí),你知道礦泉水瓶引起森林火災(zāi)的原因了嗎
【答案】驅(qū)動四
因為裝水的礦泉水瓶的形狀是中間厚、邊緣薄,符合凸透鏡的形狀特點,對光線有會聚作用,所以,當(dāng)陽光照在它上面后,就會將光線會聚在焦點處,如果易燃的物品(如樹葉)處在焦點處,就會燃燒起來,造成火災(zāi)。為了防止這類事件的發(fā)生,在森林公園里不允許亂扔透明飲料瓶。
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