1、3.5 3.5 奇妙的透镜奇妙的透镜课时导入课时导入从身边的问题出发：从身边的问题出发：相机相机，把美丽的瞬间定格成永恒；叶脉，把美丽的瞬间定格成永恒；叶脉,在晶莹的露在晶莹的露珠下更加清晰；珠下更加清晰；放大镜放大镜下，我们惊异于昆虫的世界竟然是下，我们惊异于昆虫的世界竟然是如此的有趣！你想过吗，是什么如此的有趣！你想过吗，是什么创造了创造了这美丽的神奇？这美丽的神奇？课时导入课时导入物理方法物理方法分类法分类法：按照按照事物的性质事物的性质、特点、特点、用途等作为区、用途等作为区分的标准分的标准，将，将符合同一标准的事物归类符合同一标准的事物归类，不同，不同的则的则分开的一种认识分开的一种
2、认识事物的事物的方法。按形状把透镜分为方法。按形状把透镜分为凸凸透镜透镜和凹透镜。和凹透镜。课时导入课时导入建构建构模型模型透镜模型透镜模型：通过通过图示法图示法，作出，作出两种透镜的模型。两种透镜的模型。加深加深对凸透镜对凸透镜和凹透镜的表面是和凹透镜的表面是球面的球面的认识。认识。知识点知识点认识透镜认识透镜知知1 1讲讲感悟新知感悟新知11.透镜透镜 通常是用透明物质通常是用透明物质(比如玻璃比如玻璃)制成的两侧或制成的两侧或一侧表面常被磨成球面的光学元件。一侧表面常被磨成球面的光学元件。2.透镜的原理透镜的原理 透镜是利用光的折射来改变光路的。透镜是利用光的折射来改变光路的。知知1 1
3、讲讲感悟新知感悟新知3.透镜分两类透镜分两类(1)凸透镜：中间比边缘厚的凸透镜：中间比边缘厚的叫做凸透镜，图叫做凸透镜，图2 甲中的几种。甲中的几种。(2)凹透镜：中间比边缘薄的凹透镜：中间比边缘薄的叫做凹透镜，图乙中的几种。叫做凹透镜，图乙中的几种。开篇说的照相机镜头、晶莹的露珠、放大镜，开篇说的照相机镜头、晶莹的露珠、放大镜，它们都是凸透镜。它们都是凸透镜。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知例 1下面是有关透镜以及光线通过透镜传播方向的一组信下面是有关透镜以及光线通过透镜传播方向的一组信息，请根据要求来作答。息，请根据要求来作答。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知(1)如图如图11 甲所示是一些透
4、镜的截面图，在这些透镜中，甲所示是一些透镜的截面图，在这些透镜中，属于凸透镜的是属于凸透镜的是_，从外部特征看，它们的共同特，从外部特征看，它们的共同特点是点是_；属于凹透镜的是；属于凹透镜的是_，从外部特征，从外部特征看，它们的共同特点是看，它们的共同特点是_。(2)光线经过透镜是光的光线经过透镜是光的_（填（填“折射折射”或或“反反射射”）现象。凸透镜对光线有）现象。凸透镜对光线有_作用，凹透镜对光线有作用，凹透镜对光线有_作用。作用。A、B、D中间厚边缘薄中间厚边缘薄C、E中间薄边缘厚中间薄边缘厚折射折射会聚会聚发散发散知知1 1讲讲(3)如图乙的透镜对光起如图乙的透镜对光起_作用，虚线
5、框内应作用，虚线框内应该填该填_(填填“凸凸”“”“凹凹”)透镜；如图丙的透镜对透镜；如图丙的透镜对光起光起_作用，虚线框内应该填作用，虚线框内应该填_(填填“凸凸”或或“凹凹”)透镜。透镜。发散发散凹凹会聚会聚凸凸感悟新知感悟新知知知1 1讲讲感悟新知感悟新知(4)画出图乙和图丙中透镜的示意图。画出图乙和图丙中透镜的示意图。解：如图解：如图12 所示。所示。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知思路导引：思路导引：知知1 1讲讲1.1.区分凸透镜和凹透镜：区分凸透镜和凹透镜：透镜的材料可以是透明的固体或液体。透镜的材料可以是透明的固体或液体。触摸：触摸：中间厚边缘薄中间厚边缘薄凸透镜。中间薄边缘厚凸
6、透镜。中间薄边缘厚凹透镜。凹透镜。正对太阳光：正对太阳光：将透镜正对太阳光，移动透镜，在地面上能出现最小、将透镜正对太阳光，移动透镜，在地面上能出现最小、最亮光斑的是凸透镜，在地面上出现暗圈的是凹透镜。最亮光斑的是凸透镜，在地面上出现暗圈的是凹透镜。感悟新知感悟新知知知1 1讲讲2.2.判断透镜对光的作用的方法判断透镜对光的作用的方法在判断透镜对光所起的是会聚还是发散作用时，先假设在判断透镜对光所起的是会聚还是发散作用时，先假设光沿直线传播，用虚线画出，然后跟折射光线的传播方光沿直线传播，用虚线画出，然后跟折射光线的传播方向进行比较，若靠近了主光轴，就是会聚作用，该透镜向进行比较，若靠近了主光
7、轴，就是会聚作用，该透镜为凸透镜；若远离了主光轴，就是发散作用，该透镜为为凸透镜；若远离了主光轴，就是发散作用，该透镜为凹透镜。凹透镜。感悟新知感悟新知知知1 1练练感悟新知感悟新知1.如图如图13 所示，有一块石英正方体，内有一空气层。让一所示，有一块石英正方体，内有一空气层。让一束平行光沿水平方向垂直通过石英正方体。请回答以下束平行光沿水平方向垂直通过石英正方体。请回答以下问题：问题：知知1 1练练感悟新知感悟新知(1)石英正方体被空气夹层分成了几个透镜？它们是哪种石英正方体被空气夹层分成了几个透镜？它们是哪种透镜？该种透镜对光有什么作用？透镜？该种透镜对光有什么作用？解：石英正方体被空气
8、夹层分成了两个透镜；都是凸解：石英正方体被空气夹层分成了两个透镜；都是凸透镜；凸透镜对光有会聚作用。透镜；凸透镜对光有会聚作用。知知1 1练练感悟新知感悟新知(2)此时，光在空气层中发生的现象是此时，光在空气层中发生的现象是()A.光束在空气层中将变得发散光束在空气层中将变得发散B.光束在空气层中将变得会聚光束在空气层中将变得会聚C.光束在空气层中传播方向不会发生变化光束在空气层中传播方向不会发生变化D.光束在空气层中将发生反射光束在空气层中将发生反射B知知1 1讲讲3.3.用用“分割法分割法”解决解决物体物体中间存在气泡的中间存在气泡的透镜问题透镜问题分割法：分割法：在判断透镜对光所起的是会
9、聚还是发散作在判断透镜对光所起的是会聚还是发散作用时，先假设光沿直线传播，用虚线画出，然后跟折射用时，先假设光沿直线传播，用虚线画出，然后跟折射光线的传播方向进行比较，若靠近了主光轴，就是会聚光线的传播方向进行比较，若靠近了主光轴，就是会聚作用，该透镜为凸透镜；若远离了主光轴，就是发散作作用，该透镜为凸透镜；若远离了主光轴，就是发散作用，该透镜为凹透镜。用，该透镜为凹透镜。感悟新知感悟新知知知1 1讲讲易错提醒易错提醒由于空气层的形状和由于空气层的形状和凹透镜凹透镜的形状一样，此题很容的形状一样，此题很容易易理解理解成是平行光线经过凹透镜成是平行光线经过凹透镜折射折射后发散的情景。后发散的情景
10、。感悟新知感悟新知知知2 2讲讲感悟新知感悟新知知识点知识点透镜对光的作用透镜对光的作用21.将一束平行光分别照射到凸透镜和凹透镜上，实验现象将一束平行光分别照射到凸透镜和凹透镜上，实验现象如图如图4 所示。实验表明：所示。实验表明：知知2 2讲讲感悟新知感悟新知(1)凸透镜对光有凸透镜对光有_作用。作用。(2)凹透镜对光有凹透镜对光有_作用。作用。会聚会聚发散发散知知2 2讲讲2.理解会聚作用和发散作用理解会聚作用和发散作用 凸透镜对光有会聚作用，并不凸透镜对光有会聚作用，并不一定会聚到一点，而是指光束经过凸透镜折射后，折射一定会聚到一点，而是指光束经过凸透镜折射后，折射光的传播方向跟入射光
11、比较，变得向一起聚拢了，使它光的传播方向跟入射光比较，变得向一起聚拢了，使它的光束变窄了，如图的光束变窄了，如图5 所示。所示。感悟新知感悟新知知知2 2讲讲感悟新知感悟新知同理，凹透镜的发散作用是指光束经过凹透镜折射后，同理，凹透镜的发散作用是指光束经过凹透镜折射后，折射光的传播趋势跟入射光比较，变得向外发散了，使折射光的传播趋势跟入射光比较，变得向外发散了，使它的光束变宽了。它的光束变宽了。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知思想方法思想方法微元微元法：法：把把凸透镜和凸透镜和凹透镜凹透镜分解成一些小的三棱镜和分解成一些小的三棱镜和玻璃玻璃砖砖，从理论的角度来分析，从理论的角度来分析透镜透镜对光
12、的作用。如图对光的作用。如图6所示：所示：知知2 2讲讲感悟新知感悟新知1.光通过玻璃三棱镜时的折射情况，如图甲所示。光通过玻璃三棱镜时的折射情况，如图甲所示。2.凸透镜可看成几个三棱镜对接而成，光通过时光路凸透镜可看成几个三棱镜对接而成，光通过时光路如图乙所示。如图乙所示。3.凹透镜也可看成几个三棱镜对接而成，光通过时光凹透镜也可看成几个三棱镜对接而成，光通过时光路如图丙所示。路如图丙所示。知知3 3讲讲感悟新知感悟新知知识点知识点透镜的基本要素透镜的基本要素31.光心光心 如图如图7 甲、乙所示，透镜的中心甲、乙所示，透镜的中心O 叫做光心，凡叫做光心，凡是经过光心是经过光心O 的光都不改
13、变传播方向。的光都不改变传播方向。知知3 3讲讲2.主光轴主光轴 通过通过_的直线，叫做透镜的的直线，叫做透镜的主光轴。主光轴。光心光心O 和球面球心和球面球心C感悟新知感悟新知知知3 3讲讲巧记巧记规律规律光线经过透镜折射后，光线经过透镜折射后，总是总是向厚度大的一侧偏折。向厚度大的一侧偏折。感悟新知感悟新知知知3 3讲讲感悟新知感悟新知3.透镜的焦点和透镜的焦点和焦距焦距(1)透镜透镜的焦点和焦距的焦点和焦距焦点焦点光路图光路图焦距焦距凸凸透透镜镜平行于主光轴的光经凸透镜折射后，平行于主光轴的光经凸透镜折射后，会聚于主光轴上的一点（此点光斑会聚于主光轴上的一点（此点光斑最小、最亮），叫做凸
14、透镜的焦点，最小、最亮），叫做凸透镜的焦点，用用“F”表示。凸透镜两侧各有一表示。凸透镜两侧各有一个焦点，且对称，凸透镜的焦点是个焦点，且对称，凸透镜的焦点是实焦点实焦点从焦点（从焦点（F）到光心（到光心（O）的距离，叫的距离，叫做焦距，凹做焦距，凹用用f表示表示知知3 3讲讲感悟新知感悟新知焦点焦点光路图光路图焦距焦距凹凹透透镜镜平行于主光轴的光经凹透镜折射平行于主光轴的光经凹透镜折射后，变成发散光，这些发散光的反后，变成发散光，这些发散光的反向延长线相交于主光轴上的一点，向延长线相交于主光轴上的一点，叫做凹透镜的焦点，用叫做凹透镜的焦点，用“F”表示。表示。凹透镜两侧各有一个焦点，且对称，
15、凹透镜两侧各有一个焦点，且对称，凹透镜的焦点是虚焦点凹透镜的焦点是虚焦点从焦点（从焦点（F）到光心（到光心（O）的距离，叫的距离，叫做焦距，凹做焦距，凹用用f表示表示知知3 3讲讲解题解题方法方法减小误差的方法：减小误差的方法：减小误差可以选用减小误差可以选用准确度较高准确度较高的测量仪器，改进实验的测量仪器，改进实验方方法法，熟练实验技能等。在，熟练实验技能等。在一般实验一般实验中，减小误差的有效中，减小误差的有效途径途径是是对同一物理量进行多次测量对同一物理量进行多次测量，获得，获得多个数据，求出这些多个数据，求出这些数数据的据的平均值作为被测物理量的平均值作为被测物理量的结果结果，从而提
16、高测量准确度。，从而提高测量准确度。测量测量凸透镜的焦距时，多次凸透镜的焦距时，多次测量就是测量就是为了这个目的。为了这个目的。感悟新知感悟新知知知3 3讲讲感悟新知感悟新知(2)测量凸透镜的焦距测量凸透镜的焦距取两只凸起程度不同的凸透镜，先后放在光具座上，取两只凸起程度不同的凸透镜，先后放在光具座上，用手电筒的光水平照射凸透镜，移动光屏，直到屏上的用手电筒的光水平照射凸透镜，移动光屏，直到屏上的光斑最小、最亮，测出光屏和凸透镜间的距离，就是焦光斑最小、最亮，测出光屏和凸透镜间的距离，就是焦距距f，把数值填入表格。多测几次，取平均值来提高测量，把数值填入表格。多测几次，取平均值来提高测量的准确
17、度。的准确度。知知3 3讲讲感悟新知感悟新知焦距焦距f1/mm焦距焦距f2/mm焦距焦距f3/mm焦距焦距f4/mm焦距焦距f5/mm焦距的平均值焦距的平均值f/mm凸透凸透镜镜110.010.110.09.910.110.0凸透凸透镜镜25.04.95.05.14.95.0知知3 3讲讲误差分析误差分析用手电筒的光水平照射用手电筒的光水平照射凸透镜凸透镜测其焦距，影响测量测其焦距，影响测量准准确度确度的因素有哪些的因素有哪些？答：手电筒的光束答：手电筒的光束不一定不一定平行于主光轴；光屏平行于主光轴；光屏上的上的会会聚点不一定是最小聚点不一定是最小、最、最亮的；焦距测量不准亮的；焦距测量不准
18、；光具座；光具座上的上的刻度尺的刻度尺的精确度精确度等。等。感悟新知感悟新知知知4 4讲讲感悟新知感悟新知知识点知识点透镜的三条特殊光线透镜的三条特殊光线41.凸透镜的三条特殊光线凸透镜的三条特殊光线(如图如图8)知知4 4讲讲感悟新知感悟新知(1)过光心的光线，经过凸透镜后传播方向不变。过光心的光线，经过凸透镜后传播方向不变。(2)平行于主光轴的光线，经过凸透镜折射后，折射光线过平行于主光轴的光线，经过凸透镜折射后，折射光线过另一侧的焦点另一侧的焦点F。(3)过凸透镜焦点的光线，经过凸透镜折射后，平行于主光过凸透镜焦点的光线，经过凸透镜折射后，平行于主光轴射出。轴射出。知知4 4讲讲感悟新知
19、感悟新知思想方法思想方法逆向思维逆向思维法：法：逆向逆向思维法思维法是指为实现某一创新是指为实现某一创新或或解决解决某一因常规思路难以某一因常规思路难以解决的解决的问题，而采取反问题，而采取反向思维向思维寻求寻求解决问题的方法。解决问题的方法。知知4 4讲讲感悟新知感悟新知如图如图1010所示，平行于所示，平行于主光轴主光轴的光经过凸透镜折射后的光经过凸透镜折射后，会聚会聚于焦点。运用于焦点。运用逆向思维逆向思维可以可以提出问题：提出问题：如果把小灯泡放在如果把小灯泡放在凸透镜的凸透镜的焦点上，经过凸透镜折射焦点上，经过凸透镜折射后后，光，光将怎样传播？将怎样传播？实验表明：折射光将实验表明：
20、折射光将平行于平行于主光轴射出。主光轴射出。运用运用逆向思维逆向思维，结合，结合光路光路可逆能够促进对通过可逆能够促进对通过透镜的透镜的三条特殊光线的理解。三条特殊光线的理解。知知4 4讲讲感悟新知感悟新知2.凹透镜的三条特殊光线（如图凹透镜的三条特殊光线（如图9）知知4 4讲讲感悟新知感悟新知(1)过光心的光线，经过凹透镜后传播方向过光心的光线，经过凹透镜后传播方向_。(2)平行于主光轴的光线，经过凹透镜折射后，折射光平行于主光轴的光线，经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过入射光同侧虚焦点线的反向延长线过入射光同侧虚焦点F。(3)延长线过凹透镜异侧虚焦点入射的光线，经过凹透延长线过凹透镜
21、异侧虚焦点入射的光线，经过凹透镜折射后镜折射后_射出。射出。不变不变平行于主光轴平行于主光轴知知4 4讲讲感悟新知感悟新知例2请把图请把图14 中各光路图补充完整。中各光路图补充完整。知知4 4讲讲感悟新知感悟新知解：如图解：如图15 所示。所示。知知4 4讲讲感悟新知感悟新知思路导引：思路导引：首先确定所给光线是入射光线还是折射光线，首先确定所给光线是入射光线还是折射光线，它的特点如何；然后明确是哪种透镜；最后它的特点如何；然后明确是哪种透镜；最后根据该种透镜的三种特殊光线的特征，把光根据该种透镜的三种特殊光线的特征，把光路补充完整。路补充完整。4.4.透镜光路的作图透镜光路的作图方法方法1
22、 1.过光心的光线，经过透镜后过光心的光线，经过透镜后，其，其传播方向不变。传播方向不变。2.2.平行于主光轴的光线，平行于主光轴的光线，经过凸透镜经过凸透镜后，折射光线会聚后，折射光线会聚在在焦点焦点上。上。(经过凹透镜后经过凹透镜后，折射，折射光线的反向延长线光线的反向延长线会聚会聚在在焦点上焦点上)3.3.过焦点的光线，经过过焦点的光线，经过凸透镜后凸透镜后折射光线平行于主光轴。折射光线平行于主光轴。(延长线过焦点的光线，延长线过焦点的光线，经过经过凹透镜后折射光线平行凹透镜后折射光线平行于主于主光轴光轴)知知4 4讲讲感悟新知感悟新知知知4 4讲讲归纳：归纳：对于凸透镜来说无论是折射光
23、会聚焦点还是入对于凸透镜来说无论是折射光会聚焦点还是入射光经过焦点，光线都是真实的；对于凹透镜来说则是光射光经过焦点，光线都是真实的；对于凹透镜来说则是光线延长线线延长线(或反向延长线或反向延长线)部分经过焦点。部分经过焦点。感悟新知感悟新知课堂小结课堂小结奇妙的透镜奇妙的透镜一、透镜：凸透镜和凹透镜一、透镜：凸透镜和凹透镜二、概念：二、概念：1.主光轴主光轴 2.光心光心(O)3.焦点焦点(F)4.焦距焦距(f)三、透镜对光线的作用三、透镜对光线的作用 1.凸透镜对光线起会聚作用凸透镜对光线起会聚作用 2.凹透镜对光线起发散作用凹透镜对光线起发散作用四、三条特殊光线：四、三条特殊光线：课堂小
24、结课堂小结奇妙的透镜奇妙的透镜1.凸透镜：凸透镜：(1)外形特征：中间厚、边缘薄。外形特征：中间厚、边缘薄。(2)对光的作用：对光的作用：会聚会聚。2.凹透镜：凹透镜：(1)外形特征：中间薄、边缘厚。外形特征：中间薄、边缘厚。(2)对光的作用：对光的作用：发散发散。课堂小结课堂小结奇妙的透镜奇妙的透镜3.焦点：焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后，平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚于一点，这一点叫凸透镜的焦点会聚于一点，这一点叫凸透镜的焦点(F)。平行于凹。平行于凹 透镜主光轴的光线经凹透镜折射后，发散光线的反透镜主光轴的光线经凹透镜折射后，发散光线的反 向延长线交于一点，这一点叫凹透镜的焦点向延长线交于一点，这一点叫凹透镜的焦点(F)。4.焦距：焦距：透镜焦点到光心的距离叫焦距透镜焦点到光心的距离叫焦距(f)。
