資源簡介

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第4章　光的世界
5　第1課時
透鏡
01
認識凸透鏡和凹透鏡，了解透鏡的焦點和焦距。
02
通過觀察，認識凸透鏡對光起會聚作用和凹透鏡對光起發(fā)散作用。
03
能初步領略透鏡對光的神奇作用，激發(fā)求知欲。
在生活中，常看見一些用玻璃制作的與“鏡”有關的用品，讓我們認識一下。
老花鏡
近視鏡
放大鏡
照相機上的鏡頭
投影機上的鏡頭
它們有一個共同的特點：都是玻璃制作的，且能透光，在物理上叫做透鏡。
透鏡有什么重要的性質？從這節(jié)課開始一起探究學習。
顯微鏡的鏡頭
一、認識透鏡
活動1　感受凸透鏡和凹透鏡
(1)取一個放大鏡，用手摸一摸中間和邊緣部分，發(fā)現(xiàn)厚度不一樣，中間
，邊緣 ；
(2)取一個近視眼鏡的鏡片，用手摸一摸中間和邊緣部分，發(fā)現(xiàn)厚度不一樣，中間 ，邊緣 。(以上均選填“厚”或“薄”)
厚
薄
薄
厚
1.透鏡通常用玻璃制成，它們的兩個表面至少有一個表面是 的一部分，透鏡能讓光透過去，光在進入和離開透鏡時都發(fā)生折射。
球面
2.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： 。
老花鏡
照相機的鏡頭
望遠鏡的物鏡
近視鏡片
凹透鏡及表示符號
凸透鏡及表示符號
仔細觀察圖甲和圖乙中的透鏡，有什么特征？
甲
乙
A 、B、D
C 、E 、F
(3)其它形狀的透鏡
屬于凸透鏡的是：
屬于凹透鏡的是：
A B C D E F
(4)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。
球心
C1
球心
C2
光心
凸透鏡的主光軸和光心
主光軸
3.透鏡的主光軸和光心
(1)主光軸：透鏡上通過兩個球面 的直線叫主光軸。
(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 ，這個點叫作透鏡的光心，即透鏡的中心。
球心
不變
C2
C1
球心
球心
光心
凹透鏡的主光軸和光心
主光軸
活動2　感受透鏡對光的作用
把一只凸透鏡正對著太陽光，再把一張紙放在它的另一側，調整凸透鏡與紙的距離，觀察有什么變化？
在紙上出現(xiàn)一個很小、很亮的光斑。
光斑處的溫度很高，如果長時間照射，紙會被烤焦。這個現(xiàn)象提示我們：凸透鏡能把光會聚起來。
二、透鏡對光的作用
1. 凸透鏡對光有會聚作用
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(xiàn)象：與主光軸平行的光經(jīng)凸透鏡后會聚于一點。
結論：光從空氣射入透鏡時，凸透鏡對光有 作用(也叫會聚透鏡) 。
會聚
實驗現(xiàn)象：與主光軸平行的光經(jīng)凹透鏡后向外發(fā)散。
2. 凹透鏡對光有發(fā)散作用
讓平行于透鏡主光軸的幾束光射向凹透鏡，觀察光通過透鏡后的偏折方向。
結論：光從空氣射入透鏡時，凹透鏡對光有 作用(也叫發(fā)散透鏡)。
發(fā)散
F
主光軸
凸透鏡對非平行光線也起會聚作用
凸透鏡使光線會聚，是相對入射光線而言的。凸透鏡對光線的會聚作用是指把入射光線會聚了，其折射光線比入射光線更靠攏主光軸。
會聚
3. 理解凸透鏡的會聚作用
會聚
凹透鏡對非平行光線也起發(fā)散作用
凹透鏡使光線發(fā)散，是相對入射光線而言的。凹透鏡對光線的發(fā)散作用是指把入射光線發(fā)散了，其折射光線比入射光線更遠離主光軸。
4. 理解凹透鏡的發(fā)散作用
F
F
發(fā)散
發(fā)散
思考
1.入射到凸透鏡的光如果不是平行光，還能會聚嗎？讓不平行于透鏡主光軸的幾束光射向凸透鏡，觀察光的傳播方向。
答案　能會聚，凸透鏡對光有會聚作用，經(jīng)凸透鏡折射的光線相對于入射光線，更靠近主光軸。
F 焦點
f
焦距
光心O
三、透鏡的焦點、焦距和三條特殊光線
1.凸透鏡的焦點和焦距
(1)焦點：射到地面的太陽光可視為平行光，讓凸透鏡正對太陽，通過透鏡的太陽光可以聚集在一點上，這個點是凸透鏡的焦點，用F表示。
(2)焦距：焦點到 的距離叫作焦距，用f表示。
凸透鏡中心
焦點 F1
f1
焦距
焦點 F2
f2
焦距
(3)凸透鏡有 個焦點，并且關于 對稱。
兩
光心
(4)凸透鏡焦距的意義：凸透鏡表面的凸起程度決定了它的焦距的長短，凸透鏡表面越凸，焦距越 ，對光的會聚作用越 。
小
強
太陽離我們非常遠，射到地面的陽光可以看做平行光。想一想，怎樣利用陽光測量凸透鏡的焦距。找?guī)讉€不同規(guī)格的凸透鏡，試著測量它們的焦距。
太陽光聚焦法：把凸透鏡正對太陽光，上下移動透鏡，能在紙上形成最小、最亮的光斑，這個光斑是凸透鏡的焦點，用刻度尺測量焦點到凸透鏡的距離是凸透鏡的焦距。
焦點 F
f
焦距
(5)利用陽光測量凸透鏡的焦距。
f
焦點
F
焦距
把折射光線反向延長看一看
折射光線好像從點F射出的
O
2.凹透鏡的焦點和焦距
(1)焦點：平行于主光軸的光線通過凹透鏡后 ，發(fā)散光線的反向延長線相交于主光軸上的一點，這個點叫凹透鏡的 。它不是實際光線的會聚點，凹透鏡有 個焦點，關于光心對稱。
發(fā)散
焦點
兩
(2)焦距：焦點到凹透鏡 的距離叫作焦距。凹透鏡焦距的大小表示其 能力的強弱，焦距越小，對光的發(fā)散能力越 。
光心
發(fā)散
強
3.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”或“不改變”)。
不改變
F
F
(2)平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后通過 。
焦點
F
F
(3)經(jīng)過凸透鏡焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于 。
主光軸
F
F
4.凹透鏡的三條特殊光線
(1)通過光心的光線傳播方向 。
不改變
(2)平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線通過 。
焦點
(3)射向凹透鏡焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后 主光軸射出。
平行于
F
F
F
F
F
F
焦點和
焦距
透鏡
透 鏡
①凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡.
②凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡.
③主光軸：通過兩個球面球心的直線叫做主光軸.
④光心：主軸上有個特殊點，通過這個點的光傳播
方向不變，該點叫做光心。
①凸透鏡對光有會聚作用，也叫會聚透鏡；
②凹透鏡對光有發(fā)散作用，也叫發(fā)散透鏡。
①凸透鏡能使跟主光軸平行的光會聚在主光軸上的一點，這個點叫做焦點F，從焦點到光心的距離叫做焦距f。
②凹透鏡能使跟主光軸平行的光發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長的交點叫做焦點F，從焦點到光心的距離叫做焦距f。
課堂總結
透鏡對
光的作用
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
C
解析　由題圖可知，①②④中經(jīng)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(fā)散作用，所以是凹透鏡；
③圖中的光線經(jīng)透鏡折射后，與射向透鏡的光線相比，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。
2.如果把一個玻璃球分割成五塊，其截面如圖所示，這五塊玻璃a、b、c、d、e中屬于凸透鏡的是　　 　；屬于凹透鏡的是　 。
acde
b
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(jié)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(jīng)過　　　　的光不改變方向。
焦點
焦距
光心
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(fā)現(xiàn)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(fā)散”)。
暗
凹
發(fā)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(fā)散的作用，故白紙上與空氣泡相對應的位置較暗。
5.在框內填上適當?shù)耐哥R。
6.(2024·吉林)如圖所示，O為凸透鏡的光心，F(xiàn)為凸透鏡的焦點，請畫出圖中折射光線對應的入射光線。
7.根據(jù)圖中給出的入射光線，畫出相應的折射光線。
解析　平行于主光軸的光線經(jīng)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(jīng)凹
透鏡折射后會平行于主光軸射出，如圖所示。
8.利用太陽光測量凸透鏡焦距時，小華將凸透鏡正對太陽，再把一張紙放在它的下方，如圖所示，當在紙上呈現(xiàn)一個并非最小的光斑時，測得這個光斑到凸透鏡的距離為L。小華推斷，凸透鏡的焦距一定大于L。
(1)你認為小華的推斷　　 　(選填“正確”或“不正確”)；
不正確
平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚一點，這點是
凸透鏡的焦點，光線到達焦點并且繼續(xù)向前射出，這個
非最小的光斑可能在焦點之前，也可能在焦點之后，如
圖所示，所以小華的推斷不正確。
(2)為了檢驗小華的推斷是否正確，你下一步的實驗操作是　　　　　　。
答案　見解析
解析　如果向下移動凸透鏡，此時光斑變大，說明光斑在焦點之前，焦距大于L，說明小華推斷正確；如果向下移動凸透鏡，此時光斑變小，說明光斑在焦點之后，焦距小于L，說明小華推斷錯誤。

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