资源简介

(共37张PPT)
4.3-2 透镜的应用
一、课程导入：透镜应用的 “无处不在”
（一）情境展示与提问
场景串联：播放一组包含多种透镜应用的图片 / 短视频 ——①学生用放大镜观察昆虫翅膀；②摄影师用单反相机拍摄风景；③老师用投影仪投放教学 PPT；④科学家用显微镜观察细菌；⑤天文爱好者用望远镜观测月亮。
互动提问：“同学们，这些场景中都离不开透镜的应用。结合之前学习的凸透镜成像规律和眼睛的工作原理，大家思考一下：放大镜为什么能放大物体？投影仪如何将小的投影片变成大的画面？显微镜又是怎样让我们看到肉眼看不见的微小生物的？”
导入目标：通过串联生活与科技中的透镜应用场景，让学生直观感受透镜的实用价值，激发探究不同设备中透镜工作原理的兴趣，自然过渡到本节课核心内容。
二、知识点 1：生活中的基础透镜应用
（一）放大镜 ——u结构特点：核心部件是一块焦距较短的凸透镜（通常焦距 f=5-10cm），部分放大镜带有手柄，方便手持。
工作原理（结合凸透镜成像规律）：
使用时，将物体放在放大镜的焦点以内（u调节物体与放大镜的距离（仍保持 u使用注意事项：
避免将放大镜正对太阳光，因凸透镜的会聚作用，可能使光线会聚到一点，引燃纸张等物品，造成危险。
观察细小物体（如昆虫、文字）时，尽量让物体靠近光源，保证充足光线，使像更清晰。
生活拓展：老花镜本质也是一种放大镜，老人看近处物体时，将物体放在老花镜（凸透镜）的焦点以内，通过成放大的虚像，看清细小的文字或物品。
（二）照相机 ——u>2f 时的凸透镜成像
核心结构（与眼睛对比）：
镜头：由多组凸透镜组合而成，相当于眼睛的晶状体，可通过调节镜头的焦距和伸缩镜头改变像距。
光圈：位于镜头内部，相当于眼睛的瞳孔，通过改变光圈大小（如 f/2.8、f/16），调节进入相机的光量，控制照片的亮度和景深（光圈越小，景深越大，远近景物都清晰；光圈越大，景深越小，突出主体）。
快门：控制相机感光元件（如 CMOS、CCD）曝光时间的部件，相当于眼睛的 “瞬间感光”，曝光时间越长，进入的光量越多（适合拍摄夜景）；曝光时间越短，适合拍摄运动物体（如奔跑的人）。
感光元件：相当于眼睛的视网膜，将光信号转化为电子信号，最终形成数字照片。
工作原理（结合凸透镜成像规律）：
拍摄时，被摄物体位于相机镜头的 2 倍焦距以外（u>2f），根据成像规律，镜头（凸透镜）在感光元件上成倒立、缩小的实像。
调节方法：拍摄近处物体时（u 减小），需伸长镜头（增大像距 v），使像仍能清晰呈现在感光元件上（符合 “物近像远像变大”）；拍摄远处物体时（u 增大），需缩短镜头（减小像距 v）。
生活应用：手机相机的工作原理与单反相机一致，只是镜头和感光元件体积更小，通过软件算法优化成像效果，满足日常拍摄需求。
（三）投影仪 ——f核心结构：
镜头：一块凸透镜，是投影仪的核心成像部件。
投影片 / 幻灯片：作为成像的 “物体”，需放置在镜头的 1 倍焦距与 2 倍焦距之间。
光源与反光镜：光源提供强光，照亮投影片；反光镜将光线反射到投影片上，增强亮度，使画面更清晰。
幕布：相当于光屏，承接投影片通过镜头成的实像。
工作原理（结合凸透镜成像规律）：
使用时，投影片放在镜头的 1 倍焦距与 2 倍焦距之间（f2f）。
关键细节：由于成倒立的实像，投影片需 “倒着放置”（上下、左右均颠倒），才能在幕布上呈现正立的画面，方便观众观看。
调节方法：要使幕布上的像变大，需减小投影片与镜头的距离（u 减小），同时增大镜头与幕布的距离（v 增大）；要使像变小，则反之。
生活拓展：家庭影院的投影仪、学校的多媒体投影仪，均基于此原理工作，部分高端投影仪还会通过增加镜头组数、优化光源，提升画面的清晰度和色彩还原度。
三、知识点 2：科技中的复杂透镜应用
（一）显微镜 ——“凸透镜组合” 放大微小物体
核心结构（两组凸透镜）：
物镜：靠近被观察物体的凸透镜，焦距很短（f 物 <1cm），相当于一个 “小型投影仪” 的镜头。
目镜：靠近眼睛的凸透镜，焦距较长（f 目 > 1cm），相当于一个放大镜。
载物台：放置被观察物体（如玻片标本）的平台，下方有光源，照亮标本。
反光镜：反射光线，增强标本的亮度，使成像更清晰。
工作原理（两次成像，两次放大）：
第一次成像（物镜成像）：被观察的微小物体（如细菌、细胞）放在物镜的 1 倍焦距与 2 倍焦距之间（f 物 < u<2f 物），物镜成倒立、放大的实像（像距 v 物 > 2f 物），这个实像作为 “新的物体”，落在目镜的焦点以内。
第二次成像（目镜成像）：物镜成的实像位于目镜的焦点以内（u 目 < f 目），目镜成正立、放大的虚像，最终我们看到的是经过两次放大后的 “倒立、放大的虚像”（由于两次放大，总放大倍数 = 物镜放大倍数 × 目镜放大倍数，普通光学显微镜的总放大倍数可达几百倍，能看清细胞的结构）。
科技价值：显微镜的发明让人类突破了肉眼的观察极限，能看到细胞、细菌、微生物等微小物体，是生物学、医学、材料科学等领域研究的重要工具。
（二）望远镜 ——“凸透镜组合” 观测远处天体
核心结构（以开普勒望远镜为例，两组凸透镜）：
物镜：靠近被观测天体（如月亮、星星）的凸透镜，焦距很长（f 物 > 1m），口径较大，能收集更多来自天体的光。
目镜：靠近眼睛的凸透镜，焦距较短（f 目 < 10cm），相当于一个放大镜。
工作原理（两次成像，先缩小后放大）：
第一次成像（物镜成像）：远处的天体（如月亮）位于物镜的 2 倍焦距以外（u 物 > 2f 物），物镜成倒立、缩小的实像（像距 v 物≈f 物，因为天体距离极远，u 物极大，像距接近焦距），这个实像落在目镜的焦点以内。
第二次成像（目镜成像）：物镜成的实像位于目镜的焦点以内（u 目 < f 目），目镜成正立、放大的虚像，最终我们看到的是 “倒立、放大的虚像”（虽然物镜成缩小的实像，但目镜的放大作用，且天体本身距离极远，最终仍能让我们看清天体的细节，如月亮上的环形山）。
生活与科技拓展：
天文望远镜的物镜口径越大，收集的光越多，能观测到更遥远、更暗弱的天体；
手持望远镜（如双筒望远镜）会在物镜和目镜之间增加 “正像棱镜”，将倒立的像矫正为正立的像，方便观测地面物体（如观看体育比赛、远处风景）。
四、知识点 3：透镜应用的共性与差异（对比梳理）
（一）共性：均基于凸透镜成像规律
所有透镜应用的核心原理都离不开凸透镜的成像规律，只是通过控制 “物距 u 与焦距 f 的关系”，实现不同的成像效果（放大 / 缩小、正立 / 倒立、实像 / 虚像），满足不同的使用需求。
（二）差异：应用场景与成像效果的区别
应用设备
物距 u 与焦距 f 的关系
成像性质（最终看到的像）
核心用途
放大镜
u正立、放大、虚像
观察细小物体（如文字、昆虫）
照相机
u>2f
倒立、缩小、实像（照片为正立，经设备矫正）
记录景物、人物
投影仪
f倒立、放大、实像（幕布画面为正立，投影片倒放）
放大展示画面（如 PPT、幻灯片）
显微镜
物镜：f 物 < u<2f 物；目镜：u 目 < f 目
倒立、放大、虚像（两次放大）
观测微小物体（如细胞、细菌）
望远镜（开普勒）
物镜：u 物 > 2f 物；目镜：u 目 < f 目
倒立、放大、虚像（两次成像，看清远处天体）
观测远处天体、景物
五、课堂小结
生活中的透镜应用：放大镜（u2f，倒立缩小实像）、投影仪（f科技中的透镜应用：显微镜（物镜 + 目镜，两次放大，观测微小物体）、望远镜（物镜 + 目镜，两次成像，观测远处天体），通过多组凸透镜组合，突破人类感官极限，推动科技研究。
核心逻辑：所有透镜应用的本质是 “控制物距与焦距的关系，获得所需的成像效果”，不同设备的结构设计均为适配这一核心逻辑，满足不同场景的使用需求。
六、课堂练习
（一）基础题
下列设备中，利用 “u>2f 时凸透镜成倒立、缩小实像” 原理工作的是（ ）
A. 放大镜 B. 照相机 C. 投影仪 D. 显微镜的物镜
（答案：B，解析：A 是 u2f，成倒立缩小实像）
用显微镜观察细胞时，我们看到的像经过了两次放大，其中第一次放大是由（ ）完成的，成像性质为（ ）
A. 目镜，正立、放大的虚像
B. 物镜，倒立、放大的实像
C. 目镜，倒立、放大的实像
D. 物镜，正立、放大的虚像
（答案：B，解析：显微镜第一次放大由物镜完成，物距 f（二）提升题
用投影仪投放 PPT 时，若想让幕布上的画面变大，应如何调节投影仪？请结合凸透镜成像规律解释。
（答案：应将投影仪向靠近幕布的方向移动（增大像距 v），同时将镜头向靠近投影片的方向调节（减小物距 u）。原理：投影仪的投影片放在 f为什么天文望远镜的物镜口径通常设计得很大？请结合望远镜的工作原理和功能需求分析。
（答案：天文望远镜的核心功能是观测远处、暗弱的天体（如遥远的恒星、星系）。根据望远镜的工作原理，物镜负责收集天体发出的光，并成倒立缩小的实像；物镜口径越大，能收集的光越多，就能观测到更暗弱的天体（暗弱天体发出的光少，需大口径物镜才能收集足够的光）；同时，大口径物镜还能提高望远镜的分辨率，让观测到的天体细节更清晰，因此天文望远镜的物镜口径通常设计得很大）
七、课后作业
实践作业：
家庭小实验：①用放大镜观察不同距离的物体（如书本上的字），记录 “物体距离与像的大小、清晰度” 的关系，验证 u科技调研：查阅资料，了解 “电子显微镜” 或 “太空望远镜（如哈勃望远镜）” 的工作原理，与普通光学显微镜 / 望远镜对比，找出它们的异同点，用简短的文字记录下来（100-200 字）。
书面作业：完成课本对应练习题，重点练习 “不同设备的成像原理判断”“物距与像距的调节”“透镜组合的应用” 相关题目，巩固本节课知识点，理解透镜在生活与科技中的重要价值。
沪科版2024版物理八年级全册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
4.4实践 探究森林火情缘由
第四章 神奇的透镜
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
在阳光下给绿植洒水，绿植上晶莹的水珠增加了绿植的观赏性，一段时间后发现绿植的叶片上有一个很小的白点，园艺师傅介绍绿植叶片上的白点是被阳光烧蚀的。你知道这其中的道理吗？
演示实验：盛有水的瓶子中的小鱼在游动，观察瓶子侧壁，所看到的小鱼与实际的小鱼有什么不同。
思考：为何会发生这种变化？
任务一、查阅并整理资料
①了解物体燃烧的条件是怎样的？
②森林中有哪些易燃物？这些易燃物在哪些情况下容易燃烧起来？森林中在怎样的条件下容易出现火情？
③矿泉水瓶引发森林火情的案例。
1.利用互联网手段查阅资料
同学们根据自己所在小组收集到的材料进行整理和交流展示，得到正确结论。
2.收集整理
3.总结归纳
①燃烧的条件需满足可燃物、达到着火点、有助燃物质（如氧气）三个条件。
②森林中的易燃物：地表干枯的杂草、枯枝、落叶、掉落的树皮、地衣和苔藓等。
火源：森林易燃物的燃点温度各异。干枯杂草燃点为150～200 ℃,枯枝落叶燃点为230～250 ℃,要达到此温度需有外来火源。
任务一、查阅并整理资料
3.总结归纳
火源按性质可分为：
自然火源，包括雷击火、火山爆发和陨石降落起火等，其中最多的是雷击火；人为火源，绝大多数森林火灾都是人为用火不慎而引起，约占总火源的95%以上。
人为火源又可分为生产性火源（如烧垦、烧荒等）和非生产性火源（如野外做饭、吸烟、小孩玩火和未及时带走的透明水瓶等）。
任务一、查阅并整理资料
3.总结归纳
氧气（助燃物）：1千克木材要消耗3.2～4.0 立方米空气（纯氧0.6～0.8立方米），因此，森林燃烧必须有足够的氧气才能进行。通常情况下，空气中的氧气约占空气总体积21%。当氧气在空气中的含量减少到14%～18%时，燃烧就会停止。
任务一、查阅并整理资料
O
F
F
f
f
不同方向射入凸透镜光线的光路图
凸透镜对光线的会聚作用
任务二、进行实验探究
1.实验探究
任务二、进行实验探究
1.实验探究
实验器材：装水的矿泉水瓶，白纸（可燃物），温度计。
实验步骤：①将装水的矿泉水瓶正对太阳光，在另一侧放一张白纸，找到一个最小最亮的光斑。
②每隔五分钟用测温枪测量光斑
位置的温度。
③直到纸张燃烧起来。
任务二、进行实验探究
1.实验探究
模拟森林真实场景实验，并根据真实的森林场景选择合适的可燃物进行实验，验证新闻报道的真实性。
特别强调：注意保护眼睛，不要直视太阳和汇聚点，同时注意用火安全，防止火情发生，做到万无一失。
任务二、进行实验探究
1.实验探究
对探究实验进行评估，形成结论，认识在野外随手丢弃矿泉水瓶的危害；
讨论交流并总结，归纳形成森林防火警示语在班内展示交流。
任务二、进行实验探究
1.实验探究
森林火灾对人身造成的伤害主要来自高温、浓烟和一氧化碳，容易造成热烤中暑、烧伤、窒息或中毒，尤其是一氧化碳具有潜伏性，会降低人的精神敏锐性，中毒后不容易被察觉。
了解遇到森林火灾，我们该如何做？
特别强调逃生方法：①一旦发现自己身处森林着火区域，应当使用沾湿的
毛巾遮住口鼻，附近有水源的情况下最好把身上的衣服浸湿，增加一层保护。躲避不及时，应选在附近没有可燃物的平地卧地避烟。切不可选择低洼地或坑、洞避烟，因为低洼地和坑、洞容易沉积烟尘。
②在森林中遭遇火灾，一定要密切注意风向的变化，应当逆风逃生。如果突然感觉无风，更不能麻痹大意，这往往意味着风向将会发生变化或者逆转，一旦逃避不及，容易造成伤亡。
③如果被大火包围在半山腰，要快速向山下跑，切忌往山上跑，通常火势向上蔓延的速度要比人跑的速度大得多。
任务二、进行实验探究
任务二、进行实验探究
2.实验拓展
拓展：不仅矿泉水瓶可以引燃可燃物，冰冷的冰也会引燃可燃物，了解古籍关于冰透镜取火的记述并尝试再现。
“冰镜取火”实验：
《淮南万毕术》云：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”；
张华(232～300)在《博物志》中云：“削冰令圆，举以向日，以艾于后承其影，则得火。”
3.课下作业：请同学们课下完成研究报告。
2024年3月15日，四川省甘孜州雅江县发生森林火灾。
在人民最需要的时刻，森林消防员用使命和担当筑起一道道
不可逾越的钢铁长城，鏖战11昼夜扑灭山火，保护了人民的
生命财产安全。森林火灾一分天灾、九分人祸，增强森林防
火意识，防范森林火情就是对逆行英雄最好的致敬。
任务一 森林里的易燃物
一、
秋高气爽、风和日丽，是爬山的好时候，也是火灾事故的多
发季节，小伙伴们相约“上秋山”的同时，森林防火知识也需
牢记，查阅并整理资料，了解森林火灾的原因。
森林火 灾 森林火灾，是指失去人为控制，在林地内自由蔓延
和扩展，对森林、森林生态系统和人类带来一定危
害和损失的林火行为
森林中 的易燃 物 易燃物是指易干燥、易燃且燃烧速度快的可燃物。
这类物质包括________________________________
____________________________________________
___
___________________________________________
地表干枯的杂草、枯枝、枯落叶、凋落树皮、地衣和苔藓及针叶树的针叶、小枝等
森林中 的火源 自然火源：______、泥炭自燃、火山爆发和陨石降
落起火
人为火源：①生产性火源：农、林、牧业生产用
火、林副业生产用火、工矿运输生产用火等；
②非生产性火源：如野外______、______、取暖
等；
③故意纵火
续表
雷电
做饭
烧烤
森林火 灾的形 成条件 在森林可燃物和火源具备的情况下，在气温____、
降水____、相对湿度____、风____、长期干旱等气
候条件下易发生森林火情
森林火 灾的危 害 ____________________________________________
_____________________________
续表
高
少
低
大
烧毁林下植物资源、危害野生动物的生存环境、引起水土流失等（合理即可）
二、持续高温和干旱增加了森林火灾的风险。山火燃烧
产生的烟雾造成了严重的空气污染。据此回答下列问题。
1. 贵州省冬季森林火灾频发的自然原因是( )
C
A. 人为放火 B. 森林防火措施不到位
C. 气候干燥 D. 过度伐木
【点拨】贵州省地处我国南方地区，冬季降水少，气候干燥，
山区森林火灾频发。
2. 山火的发生对公众的生命、财产安全造成巨大的损害。关
于森林火灾，下列做法正确的是( )
C
①撤离过程中，选择植被稀疏的地方逃生 ②争分夺秒赶快
跑，往哪个方向跑都可以
③被大火围在半山腰时不能往山顶方向跑 ④管住火源是防
范森林火灾最有效的办法
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
【点拨】在森林火灾中，撤离时，选择植被稀疏的地方逃生;
被大火围在半山腰时不能往山顶方向跑;管住火源是防范森林
火灾最有效的办法，故①③④说法正确,故选C。
3.为了增强同学们的森林防火意识，某校八年级准备开展一
次主题活动。
（1）请你为本次活动设计两种活动形式。
【解】“主题班会”“手抄报”“黑板报”“知识竞赛”等。
（写出两种即可）
（2）在此次主题活动中，同学们商议决定向社区发出森林
防火的倡议，请你为本次活动设计两条宣传用语。
星星之火，可以燎原；防火之心，不可无焉！别让小火苗，
烧掉大森林！防火从我做起，森林因你而美！（合理即可）
任务二 矿泉水瓶与森林火情
一、
如图所示的漫画中，小松鼠在树上玩得正欢，见小狐狸急匆
匆从树下跑过，小松鼠感到奇怪。在它们的对话中,小狐狸是
否撒谎了呢？下面，我们通过实践活动一起探索矿泉水瓶是
否会引起森林火灾吧！
实验 原理 在阳光的照耀下，有水的透明水瓶会变成____透镜，
对太阳光有______作用，一旦易燃物在焦点处，随着
聚焦部位温度不断升高，达到着火点后，就会引发火
灾
凸
会聚
实验 器材 ______________________________________
大小不同、形状不同的几个矿泉水瓶（里面装满
水）、一些枯叶、秒表、实验台、灭火器
实验 方法 控制变量法
续表
进行 实验 （1）调整装水的矿泉水瓶的角度，调节矿泉水瓶到
枯叶的距离，使____________的光斑恰好落在枯叶
上。
（2）观察枯叶是否能被点燃。若能点燃，测量需要
的时间。
（3）换用不同矿泉水瓶，重复步骤（1）和（2）
最小、最亮
续表
实验 结论 装水的矿泉水瓶______（填“可以”或“不可以”）把枯
叶点燃
拓 展、 交流 大小不同、形状不同的矿泉水瓶将枯叶引燃的时间为
什么不一样？试一试，若矿泉水瓶内没有装水，能否
将枯叶引燃
可以
续表
二、小荣要参加“亲近自然，爱护环境”的登山活动。出
发前，小荣提醒同学们不要随意丢弃未喝完的矿泉水瓶，
因为在太阳光照射下，它可能会引起森林火灾。
1. 装有水的瓶子在阳光照射下能引燃茅草等物体。下列光学
器材在使用过程中，原理与此相同的是( )
D
A. 潜望镜 B. 三棱镜 C. 玻璃砖 D. 显微镜
2.将矿泉水瓶横向水平放置（图甲），从瓶底看去，小荣认
为此时瓶中的水（图乙）相当于______镜，在这个透镜模型
的构建中，抓住了________________等主要因素，忽略掉物
体的材质等次要因素。由此类比，透过露珠（图丙）看到的
是叶脉放大了的______（填“实像”或“虚像”）。
凸透
中间厚、边缘薄
虚像
【点拨】装有水的部分具有中间厚、边缘薄的特点，相当于
凸透镜；由图可知，草叶上的露珠具有中间厚、边缘薄的特
点，相当于一个凸透镜，根据凸透镜成像规律，当物距小于
1倍焦距时，成正立、放大的虚像，由此可知，透过露珠看
到的是叶脉放大的虚像。
3.在森林里面，该怎么处理自己喝过的矿泉水瓶？请你根据
这一现象在森林中设计一个警示牌。
【解】将喝过的矿泉水瓶放入指定的垃圾桶或自行带离。留
下你的脚步，带走你的水瓶，守护绿色森林！
任务三 展示、交流
用制作 等方式与同学分享探究矿泉水瓶点火的方案
与实验过程、注意事项。
【解】方案和实验过程略。注意事项举例如下：
（1）在进行实验时，务必选择阳光充足但无直射的地点，
避免直接面对阳光，以防高温对眼睛或皮肤造成伤害。（2）
使用透明或半透明的矿泉水瓶进行实验，确保阳光能够透过
瓶子聚焦。避免使用有色或带有图案的瓶子，以免影响实验
结果。（3）实验过程中要详细记录每个步骤的数据，包括
天气状况、易燃物种类和数量等,确保数据的准确性和完整性。
（4）为了获得更准确的结果，建议进行多次重复实验。每
次实验都要注意记录好实验条件和数据，以便后续分析。
（5）实验过程中要始终保持高度的防火意识，不要将矿泉
水瓶放置在易燃物品旁边，如纸张、布料等。实验结束后，
及时清理现场，消除火灾隐患。
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

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