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第五章　透镜及其应用
第1节　透镜
【2022年版课标要求】
了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
【教学重难点】
教学重点:凸透镜和凹透镜对光的作用;测量凸透镜焦距的方法。
教学难点:理解会聚、发散。
【教法与学法】
教法:引导启发式、讨论合作式、 实验、多媒体辅助教学
学法:学案导学自学、小组合作讨论、动手操作实验
【课前准备】
教师:凸透镜、凹透镜、演示用光学器件组一套、老花眼镜、近视眼镜
学生:凸透镜、凹透镜
【教学过程】
一、情境引入
在严寒的田野,旅行家们丢失了打火机,没有了打火机怎样生火取暖呢 有人想出了一个巧妙的办法,他们砍下一块冰,先把它削平,再用小刀精修,最后用手把它磨光,做成一个中间厚、边缘薄的水晶般透明的透镜,用这块冰迎着阳光,把太阳光聚集在枯草落叶上,很快就升起了火堆。他们为什么能够通过寒冷的冰获得温暖的火呢 让我们一起来探究“透镜”的知识。
二、进行新课
(一)透镜的种类
教师:大家垫上一面纸巾用手摸一摸课桌上的两个透镜,它们在结构上有什么特点呢
学生:判断、交流
教师:引导学生小结归纳刚才的交流,得出透镜分两种:一种是中间厚,边缘薄,叫凸透镜;一种是中间薄,边缘厚,叫凹透镜。指导学生把凸透镜和凹透镜的定义在教材上画出来。
结合凸透镜、凹透镜实物,指出哪是透镜的中间,哪是透镜的边缘,强调区分凸透镜和凹透镜的关键就是比较透镜的中间和边缘的薄厚。
指导学生练习区分凸透镜、凹透镜:练习如下。
(二)主光轴和光心
教师:让学生阅读教材,理解主光轴、光心。完成问题
1.什么是光心 光心在哪
2.透镜的光心有什么重要的性质 请画出通过凸透镜光心的光线。如图
教师巡视指导。
多媒体展示,强调通过光心的光传播方向不变。
(三)透镜对光的作用
提出问题:咱班有戴眼镜的同学,是近视眼还是远视眼 那么近视眼镜是凸透镜还是凹透镜 远视眼镜是凸透镜还是凹透镜 你判断的依据是什么
教师强调:许多器材上用的透镜是不能用手摸的,那有没有其他办法来区分凸透镜和凹透镜呢 引导学生思考透镜是能透光的,光经透镜发生折射,凸透镜和凹透镜的折射光线有什么特点呢 我们先来研究凸透镜对光的作用。
1.凸透镜对光的作用:
(1)让学生观察导学案图中的入射光线在位置上有什么特点。引导学生思考入射光线与主光轴的位置关系。并猜想平行于主光轴的光线透过凸透镜的折射光线沿什么方向传播,猜想的依据是什么
(2)演示实验1:利用激光笔在磁性黑板上演示三条平行光线,根据演示实验在黑板上描出入射光线,再放凸透镜。
引导学生观察折射光线与入射光线的位置关系。
教师:我们把凸透镜对光线的这种作用叫会聚。并指导学生用作图法把上面实验中的折射光线在导学案中画出来。同时引导学生理解会聚:折射光线与入射光线比较,向中间偏折,中间的位置其实就是主光轴。因此,会聚就是折射光线与入射光线比较,靠近主光轴。
2.凸透镜的焦点和焦距
结合上述实验,阅读教材:
(1)在学生在教材上找到焦点的基础上,提问凸透镜的焦点在哪 老师边指着演示实验中的焦点,边强调透镜的焦点在主光轴上,在透镜外。
由于这个焦点是由实际光线会聚而成的,所以我们叫它实焦点。并指导学生在导学案上画出焦点。
(2)凸透镜有几个焦点呢 同学们设想一下,如果让一束跟主光轴平行的光线从凸透镜的右面射向左面,它是否也能会聚于一点呢 让我们一起来观察实验。
演示实验2:用激光笔和凸透镜在磁性黑板上演示,激光从凸透镜右边射向左边。
PPT演示,凸透镜的两个焦点
(3)请同学们阅读教材,看谁能最快说出什么是焦距 用什么表示
强调焦距是从光心到焦点的距离,请在导学案对应的图上标出焦距。
小结:(1)凸透镜有两个实焦点
(2)平行于凸透镜主光轴的光线在另一侧通过焦点
讨论:不平行于主光轴的光透过凸透镜是否会聚 让我们一起来验证。
演示实验3:利用激光笔和凸透镜在磁性黑板上演示,教师根据演示实验在黑板上描出入射光线。
不平行于主光轴的光透过凸透镜是否会聚 引导学生判断是否会聚的标准:折射光线与入射光线比较,是否靠近主光轴
小结:凸透镜对所有光线都起会聚作用。
3.凹透镜对光的作用
演示实验4:利用激光笔在磁性黑板上演示三条平行光线,根据演示实验在黑板上描出入射光线,再放凹透镜。
引导学生类比凸透镜,观察折射光线与入射光线的位置关系。指导学生用作图法把上面的实验画出来。
结合演示实验引导学生解释发散:折射光线与入射光线比较,远离主光轴。
4.凹透镜的虚焦点和焦距。
光经过凹透镜后的发散是不是也有规律可循
结合上述实验,阅读教材92页焦点和焦距。
提问:折射光线相交吗 那把折射光线反向延长呢 教师利用演示实验,把折射光线反向延长,引导学生观察折射光线的反向延长线相交在哪儿。
PPT演示平行于凹透镜主光轴的光线的反向延长线通过焦点。
引导学生小结:平行于凹透镜主光轴的光线的反向延长线通过焦点。
讨论:不平行于凹透镜主光轴的光透过凹透镜是否发散
演示实验5:利用激光笔和凹透镜在磁性黑板上演示
不平行于凹透镜主光轴的光透过凹透镜是否发散 引导学生观察,折射光线与入射光线比较,是靠近主光轴还是远离主光轴。
小结:凹透镜对所有光线都起发散作用。
提问:如何解决活动4的问题,哪条是折射光线
(四)测量凸透镜的焦距
焦距是凸透镜的重要参数,不同的凸透镜可能焦距不同。
1.我们可以把太阳光看作平行光。同学们能不能想办法利用太阳光粗测凸透镜的焦距呢
小组讨论后说明你的测量方法。
2.视频:粗测凸透镜的焦距
3.提出问题:
能否利用凸透镜获得平行光呢 说出你的具体做法。
学生实验、讨论、交流
教师总结利用凸透镜获得平行光的方法。
【课堂小结】
教师:通过今天的学习你学到了什么,有什么成功的经验和收获
学生:
1.什么是凸透镜,什么是凹透镜,透镜的光心、主光轴、焦点和焦距;
2.凸透镜对光起会聚作用和凹透镜对光起发散作用;会测量凸透镜的焦距。
【板书设计】
第1节　透镜
一、透镜
凸透镜:中间厚边缘薄。
凹透镜:中间薄边缘厚。
主光轴:透镜上通过两个球心的直线C1C1,简称主轴。
光心:在透镜的中心,凡是通过该点的光,其传播方向不变。
二、透镜对光的作用
凸透镜对光有会聚作用,所以凸透镜又叫会聚透镜。
凹透镜对光有发散作用,所以凹透镜又叫发散透镜。
三、焦点和焦距
凸透镜的焦点:凸透镜能使平行于主轴的光会聚在一点,这个点F就叫作焦点。
凸透镜的焦距:焦点到光心的距离f叫作焦距。
四、三条特殊光线
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