第六章 常见的光学仪器

第一节透镜教学目标1、知道什么是凸透镜，什么是凹透镜．知道透镜的主光轴，光心，焦点，焦距；知道凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用；2、学习用太阳光测凸透镜的焦距的方法，体会凸透镜对光的会聚作用；通过观察凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用的室验，训练学生的观察实验能力和概括，归纳能力，学会注意观察事物的本質特征。

3、培养学生爱护光学仪器的好习惯；通过光的折射的知识在实际光学器材中的应用的学习，激发学生探究科学问题的兴趣；通过实验探究培养学生实事求是的科学态度，以及乐于学习和研究物理的态度。

教学重点：凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。

光路图的画法。

教学难点：正确理解“会聚”作用和“发散”作用。

怎样测凸透镜的焦距。

教具：凸透镜、凹透镜、光聚盘及附件、多媒体课件等板书设计凸透镜：中央厚边缘薄会聚透镜凹透镜：中央薄边缘厚发散教学设计综合运用实物展示、边学边实验、演示实验等方式，通过师生的共同活动，指导学生主动地探索出透镜的分类方法和透镜对光的作用，在此基础上通过画图或课件，把主光轴、光心、焦点、焦距等抽象概念直观的呈现出来，有效的解决这些抽象概念难教难学的问题。

教学过程新课引入：列举放大镜的镜片、眼镜的镜片、照相机的镜头、幻灯机的镜头、以及电影放映机、显微镜、望远镜等仪器的镜头，从而认识透镜。

学习新课：一、透镜观察凸透镜和凹透镜。

出示凸透镜、凹透镜实物，学生观察，但告诉学生不能用手摸，让学生自己观察，教师在黑板上画出透镜的剖面图，对照实物讲解什么是凸透镜和凹透镜，什么是薄透镜，简要说明它们在生活和科技中有着广泛的应用。

组织学生观察、讨论，引导同学先找出带有共性的特征，这些特征是什么？再分析不同类别的透镜有什么不同特征，用投影仪打出如下六个透镜的截面图：使学生能明确辨别出哪些是凸透镜，哪些是凹透镜．教师在黑板画课本上的图6—2，讲解什么是透镜的主光轴和透镜的光心通过光心的光线传播方向不改变。

主光轴：通过透镜两个球心的直线叫做透镜的主光轴；薄透镜：透镜的厚度比球面的半径小许多的透镜叫做薄透镜；光心：薄透镜的中心叫做光心。

二、凸透镜：1．通过实验，观察凸透镜对光有会聚作用，说明：FDCBA E（1）光源发出的光是平行光，从无穷远射来的光是平行光，前边所提到的太阳光也是平行光。

（2）让透镜正对着射来的平行光，这样入射光线将与主光轴平行，我们只研究与主光轴平行的光。

2．观察凸透镜对光有会聚作用的演示实验，并通过分析进一步认识什么是会聚。

3．利用光的折射规律，分析平行于玻璃三棱镜底边的光通过三棱镜以后的光路，从理论上弄清凸透镜为什么对光线起会聚作用。

4．教师画出会聚光线的光路图，讲述这种现象告诉我图2 们凸透镜对光具有会聚作用。

对照光路图讲解凸透镜的焦点：平行于主轴的光经凸透镜折射后会聚于主轴上的一点叫焦点，常用F表示；焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，用f表示。

凸透镜两侧各有一个焦点，两侧的两个焦距相等。

5、凸透镜焦距大小反映了凸透镜对光会聚作用的强弱，焦距短的凸透镜对光的会聚作用强，折射光偏折得就越厉害，每个透镜的焦距是一定的。

6、教师提出问题：如果把一个点光源（如：发光的小灯泡）放在凸透镜的焦点处，点光源发出的光经过凸透镜后是什么样的？引导学生分析这时的入射光线是逆着原来折射光线的方向，根据光的折射现象中光路是可逆的，推想出结果。

教师小结：放在凸透镜焦点处的小灯炮发出的光（即通过焦点的入射光），经过凸透镜变成平行光。

因而利用凸透镜能产生平行光。

结论：(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点。

(2)经过凸透镜焦点的光线被折射后平行主光轴射出。

因而利用凸透镜能得到平行光。

三、凹透镜1、教师用光具盘、平行光源、凹透镜做课本图6—4的演示。

2、在黑板上画出光路图并小结：凹透镜对光具有发散作用。

3、利用光的折射规律，分析平行于玻璃三棱镜底边的光通过三棱镜以后的光路，从理论上弄清凹透镜为什么对光起发散作用。

4、画图并讲解跟主光轴平行的光线经过凹透镜后的发散光线，不会相交于一点，但它们的反方向延长线相交于主光轴上的一点，这点也叫凹透镜的焦点，由于它不是实际光线的会聚点，因而叫虚焦点，凹透镜有两个虚焦点。

结论：（1）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。

（2）对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线被折射后平行于主光轴射出。

四、正确理解“会聚”和“发散”凸透镜对光的会聚作用是表明光通过凸透镜以后会变得收拢些，但是并不意味着一定会聚于一点。

如下图3所示，以S 点发出的光是发散光束，光经过凸透镜折射后仍是发散的，并不能会聚，凸透镜在这里的作用只是减弱了它的发散程度。

凹透镜对光的发散作用是表明光通过凹透镜以后会更散开一些，但是散开不一定不能会聚，如下图4所示，从左侧来的两束光由于凹透镜的作用没有会聚，而是可能会聚，它减弱了入射光的会聚程度。

通过以上分析可以知道，当判断透镜对光束是起会聚作用还是发散作用时（或者根据给定的光束判断透镜的种类），一定不能仅仅依据折射光是否能会图3 图3 图4聚于一来判断透镜的作用或种类，而应当对折射光束与入射光束进行比较，再依据前边的分析得出正确的结论。

五、小结：课堂小结学到了什么？1、透镜的分类：凸透镜、凹透镜2、概念：（1）主光轴---通过两个球面球心的直线叫做透镜的主光轴。

（2）光心(O) ---透镜的中心、主光轴上特殊的点，通过它的光线传播方向不改变，这个点叫做透镜的光心。

（3）焦点( F) ---平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于主光轴上的一点，这个点叫焦点。

（4）焦距( f ) ---焦点到光心的距离叫焦距。

3、透镜对光线的作用：（1）凸透镜对光起会聚作用（2）凹透镜对光起发散作用4、三条特殊光线：（1）通过光心的光线传播方向不改变。

（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线会聚于虚焦点。

（3）经过凸透镜焦点的光线折射后平行于主光轴射出。

对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线折射后平行于主光轴射六、当堂检测：1、透镜分为两类 :____透镜和_____透镜。

凸透镜是一种中间_____、边缘 ____的透镜；凹透镜是一种中间____、边缘____的透镜。

人们所戴的近视眼镜镜片是一种______镜；远视眼镜镜片是一种_____镜。

2、透镜的几个概念：（1）主光轴：通过两个球心的直线就是主光轴，如图所示， _______即是主光轴。

（2）光心：是指通过该点的光，其____________不变的点。

如图5，______点为光心。

（3）焦点：_______________________________________叫凸透镜的焦点，____________________________________________叫凹透镜的虚焦点。

（4）焦距：指____________________，透镜两边各有一个焦点，两边的焦距_________。

3、把光源放在凸透镜的______处，通过凸透镜后会成为一束平行光线。

4、光学器件平面镜、凹镜、凸镜、凹透镜、凸透镜中，利用光的反射规律工作的是______镜、______镜；利用光的折射规律工作的是_____镜；没有焦点的是______镜；有实焦点的是______镜；有虚焦点的是______镜。

5、在下列各图中填上适当的光学元件：6、完成下列光路图：C2C1 F F F F FF第二节探究：凸透镜成像（一）教学目标：1、用实验的方法探究凸透镜成像的规律，能做好实验做好记录。

2、能够正确组装实验装置，能够按照要求进行试验并记录实验数据。

3、通过实验探究，增强学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常用品或新器件中的物理学原理。

重点难点：正确组装实验装置是实验成败的关键，按要求做好实验、正确记录实验数据是重点和难点。

教具：光具座机附件、蜡烛、多媒体课件等教学过程：新课引入：1、常见的透镜分为__________和__________。

凸透镜对光线具有_____作用，凹透镜对光线具有______作用。

2、平行于主光轴的光通过凸透镜后会______________________，这个点叫做凸透镜的_______，一个透镜有____个焦点。

______________________叫做焦距，透镜两边的焦距______。

3、我们通过熟悉的放大镜观察物体，所成的像有什么特点？我们演示过投影仪成像，它成的像又有什么特点？照相机在胶卷上成的像又有什么特点呢？为什么同样利用凸透镜成像，成的像有所不同？凸透镜成像是否有规律可循呢？学习新课：探究凸透镜成像规律一、预备知识：认识光具座：1、下图中几个元件的名称为：A是：，B是：，C是：，D是：。

2、焦距(f)：到的距离；此实验中：凸透镜焦距是：厘米。

3、物距(u)：到的距离；此实验中：物体是：。

4、像距(v)：到的距离；此实验中：像是呈现在_____上，到的距离是像距。

5.虚像：不是由_________会聚而成的，上得不到的像。

6.实像：由会聚而成的,它能显示在上。

二、分组实验：1、记下凸透镜的焦距：f＝ 10 cm。

2、在光具座上从左到右依次放好蜡烛、凸透镜、光屏。

调节凸透镜和光屏的高度使它们的中心与烛焰的中心在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央；3、移动凸透镜位置，使物距分别为u＞2f； f＜u＜2f；u＜f 。

再移动光屏找像，眼睛观察光屏上的像，直到最清晰为止；4、记录数据：记下物距、像距和成像情况。

三、实验问题讨论：在做“凸透镜成像规律”的实验时,某同学在光具座上将蜡烛放置在凸透镜前,然后移动光屏,可他无论怎样移动光屏,都无法在光屏上观察到烛焰的像。

请你分析发生这一现象可能原因。

原因之一：蜡烛放在凸透镜焦距以内；原因之二：透镜中心、光屏中心和烛焰中心不在同一高度。

四、凸透镜成像的光路图：提示学生利用特殊光线作图1、U>2f:物 距 像 距 物象位置像 的 性 质 正立或倒立 放大或缩小 实像或虚像U>2f (30cm)U=2f (20cm)f<U<2f(15cm)U=f (10cm)U<f (7cm) A B A ’B ’ F 2F F 2F2、f>U>2f:3、U<f ABB’A’2FFF2FBA’B’AFF第二节探究：凸透镜成像（二）教学目标：1、根据实验得出的数据分析总结凸透镜成像的规律，能利用凸透镜成像的规律解决简单的问题。

2、学习掌握从实验数据中分析推导得出规律的研究方法。

3、通过分析推导得出结论的过程，使学生初步认识分析推理的研究方法，在日常生活中养成勤动脑爱思考的好习惯。

重点难点：凸透镜成像规律的推导过程是难点，理解记忆凸透镜成像规律是重点。