资源简介

第2节　透镜
素养目标
1.复述凸透镜、凹透镜、焦点、焦距的概念。
2.经历用多种方法辨别凸透镜和凹透镜的过程,尝试对各种方法的优劣作初步的评估。
3.探究透镜对光的作用,概述测量凸透镜焦距的方法、透镜对光起会聚(或发散)作用的原因。
◎重点:辨别凸透镜和凹透镜、透镜对光的作用。
【预习导学】
如图所示,这是某森林公园发生火灾后消防官兵在现场实施抢救的场景。森林公园起火的原因究竟是什么 公安人员通过仔细的调查和侦破,最终查明“纵火犯”竟然是一个装有少量水的矿泉水瓶。
【问题】矿泉水瓶为何能引起森林火灾 要回答这个问题,我们需要掌握以下知识。
知识点1初识透镜
1.透镜:由 材料(如玻璃、水晶、透明塑料等)磨制成的两个面都是球面,或一面是球面而另一面是平面的 透明体,叫作透镜。
2.透镜的原理:透镜是利用 原理制成的光学器件。
·知识拓展·
光线通过凸透镜发生折射时遵循光路可逆原理,即光线沿原折射光线反向入射后将沿原入射光线的光路反向出射。
3.透镜的分类:凸透镜和凹透镜。凸透镜是指中间 、边缘 的透镜;凹透镜是指中间 、边缘 的透镜。
·学习小助手·
不能根据透镜的表面是凸还是凹来判断透镜的类型,要比较中间与边缘的厚度来确定透镜的类型。透镜的两个表面中一般至少一个表面是球面的一部分。
对点自测
1.下图是四个透镜,属于凹透镜的是 （ ）
A　　　　B　　　　 C　　 　　D
【答案】知识点一
1.透明　折射
2.光的折射
3.厚　薄　薄　厚
对点自测
1.C
知识点2焦点与焦距
1.透镜对光线的作用:凸透镜对光有 作用,因此又叫 透镜;凹透镜对光有 作用,因此又叫 透镜。
2.焦点:凸透镜的焦点是由 光线会聚而成的,所以是实焦点;凹透镜的焦点是由实际光线的 会聚而成的,所以是虚焦点。
3.焦距:焦点到 的距离叫作焦距,用f表示。
4.粗略测量凸透镜的焦距:让太阳光(或手电筒光) 对着凸透镜照射,在凸透镜后移动光屏,直到光屏上出现的 光斑(即焦点)为止,用刻度尺测出光斑到凸透镜光心的距离,即为焦距。
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判断透镜是“会聚”还是“发散”的最简单方法:将原光线延长,比较入射光线的传播方向和经过透镜折射后的方向,若通过透镜后的光线相对于原方向向主光轴偏折,即为会聚,向外偏折即为发散。
对点自测
2.小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。下列操作最合理的是 （ ）
　　　　　　　A　　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　　D
【答案】知识点二
1.会聚　会聚　发散　发散
2.实际　反向延长线
3.光心
4.正　最小最亮
对点自测
2.C
知识点3会聚和发散的奥秘
1.透镜可以看成是多个 组成的,由于每个棱镜 都会使光线向偏折,所以凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。
2.凸透镜使光线偏 主光轴,凹透镜使光线偏 主光轴。
对点自测
3.下列表示经过透镜后的光路图中,正确的是 （ ）
　　　　　A　　　　　　　　　 B
　　　　　C　　　　　　　　　 D
【答案】知识点三
1.棱镜　底部
2.向　离
对点自测
3.A
【合作探究】
任务驱动1探究凸透镜和凹透镜的区别
【提出问题】凸透镜和凸透镜在哪些地方不同
【猜想与假设】 。
【实验器材】凸透镜、凹透镜、书、光屏等。
【实验步骤】
1.分别用手去摸凸透镜、凹透镜,发现凸透镜中间 、边缘 ,凹透镜中间 、边缘 。
2.分别用平行光(太阳光)照射,在凸透镜的另一侧移动光屏,发现光屏上可以出现一个 的光斑,说明凸透镜能使平行光线 ;在凹透镜的另一侧移动光屏,发现光屏上只会出现 的光斑,说明凹透镜能使平行光线变得 。
3.分别通过凸透镜和凹透镜去观察书上的字,发现通过凸透镜能看到 立、 的像,通过凹透镜能看到 立、 的像。
【实验结论】凸透镜中间厚、边缘薄,对光有会聚作用,能成 的像;凹透镜中间薄、边缘厚,对光有发散作用,能成 的像。
【答案】驱动一
【猜想与假设】可能在外形、对光的作用及成什么样的像等地方有所不同
【实验步骤】
1.厚　薄　薄　厚
2.很小、很亮　会聚于一点　很大　发散
3.正　放大　正　缩小
【实验结论】正立、放大　正立、缩小
任务驱动2测凸透镜的焦距
【提出问题】凸透镜对光有会聚作用,那么如何利用太阳光测出凸透镜的焦距
【猜想与假设】 。
【实验仪器】凸透镜、白纸、刻度尺等。
【实验步骤】
让凸透镜正对着太阳光,在另一侧放一张白纸,调整凸透镜使纸上的光斑,用刻度尺测出 光斑到透镜中心的距离,就是这个凸透镜的焦距。
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在测量的时候,一定要让凸透镜正对着太阳光,目的是让光线平行于主光轴,这种条件下光线会聚的亮点才是焦点,否则会聚的亮点不是凸透镜的焦点。
【答案】驱动二
【猜想与假设】凸透镜的焦距可以利用平行光聚焦法进行测量
【实验步骤】最小最亮
任务驱动3探究透镜对三条特殊光线的作用
1.有三条光线通过透镜时,光路很特别,如图所示:(1)平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜折射后会聚于 ;平行于凹透镜主光轴的光线经过凹透镜折射后发散,发散后的折射光线的 经过凹透镜的焦点。(2)通过凸透镜和凹透镜光心的光线传播方向 。(3)通过凸透镜焦点的光线,经过凸透镜折射后 主光轴射出;若一束光线的延长线通过凹透镜的焦点,则这束光线经凹透镜折射后 主光轴射出。
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归纳法:为了研究光学问题,人们运用几条特殊的光线,根据光的传播规律画出光的路径,从而清晰地反映出此类光学现象的特征和规律。
2.根据图中的入射光线或折射光线,画出相应的折射光线或入射光线。
【答案】驱动三
1.焦点　反向延长线　不变　平行于　平行于
2.
任务驱动4独立思考,学以致用
通过上面的学习,你知道矿泉水瓶引起森林火灾的原因了吗
【答案】驱动四
因为装水的矿泉水瓶的形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,对光线有会聚作用,所以,当阳光照在它上面后,就会将光线会聚在焦点处,如果易燃的物品(如树叶)处在焦点处,就会燃烧起来,造成火灾。为了防止这类事件的发生,在森林公园里不允许乱扔透明饮料瓶。
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