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课题

透镜

主要

研究

问题

探索创新初中物理实验的实践研究的有效路径

相关

研究课题

《创新初中物理实验的实践研究》

二、透镜

一、教学目标：

1、知道凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。

2、了解两种透镜成像的特点及区别。

3、引导学生设计多种方法辨别凸透镜和凹透镜，并尝试对各种方法的优劣做比较，培养学生发散思维和逆向思维的能力。

4、知道透镜的光心、主光轴、焦点、焦距。

二、重点、难点：

1、凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。

2、凸透镜对光线有会聚作用，根据光路的可逆，若光源在焦点处，则会聚光线透过凸透镜以平行光线形式射出。

3、结合现实生活中的老花镜（凸透镜）和近视眼睛（凹透镜），进一步理解两种透镜的区别及应用。

三、教学用具：

凹透镜、凸透镜、老花镜、近视眼镜、手电筒、白纸

四、教学过程：

[新课引入]：

前面我们学过了平面镜，事实上生活中还有一种透镜，我们也经常接触到。比如说：眼镜使人的视力得以矫正；放大镜、显微镜、望远镜，使人的视觉不断扩展。照相机、摄象机，可以捕捉美好的瞬间；投影仪、放映机，可以展现历史的画卷。而这些形形色色的光学仪器，以至与我们我们的眼睛——心灵的窗户，它们的主要部件都是透镜。

[新课教学]：

1、观察凸透镜、凹透镜的形状区别。

透镜可分为两类：

（1）凸透镜：中央厚，边缘薄

（2）凹透镜 ：中央薄，边缘厚

2、活动4.3：初识凸透镜和凹透镜

（1）透过凸透镜、凹透镜观察近处物体的成像区别。

分别通过凸透镜和凹透镜，观看书上的文字（透镜距书较近），你会发现：

通过凸透镜，所看到的物体的像是放大的。（正立）

通过凹透镜，所看到的物体的像是缩小的。（正立）

此实验要强调：通过透镜观察的是近处物体，因为凸透镜能成不仅放大像，也能成缩小的像。

（2）观察并比较凸透镜、凹透镜对光线的作用。

猜想：

①一束平行光（如太阳光）通过凸透镜，将会发生什么现象？

②如果把凸透镜换成凹透镜，结果又会怎样？

在图中画出你的猜想。试一试，你的猜想对吗？

试一试：

①从很远的地方射来的太阳光可看作平行光，将凸透镜正对着太阳，在透镜片的另一侧放一张白纸，改变镜片与白纸间的距离，同时观察白纸上的光斑。当距离为某个数值时，白纸上的光斑最小最亮。这说明凸透镜对光线有会聚作用。

②若换成凹透镜，则无法看到很小很亮的一点。也可用大手电筒照射凹透镜，则在墙壁上观察到一个比镜面大得多的光斑。这说明凹透镜对光线有发散作用。

总结：同样一束平行光通过两种透镜，它们对光线的作用是不同的。

结论：（1）凸透镜对光线有会聚作用

（2）凸透镜对光线有会聚作用

3、活动4.4：辨别凸透镜和凹透镜

根据凸透镜和凹透镜的区别，容易想到三种方法，即“一摸二看三照”：（可参照见下表）

一是从这两种透镜的外形特征着眼，通过比较透镜中央和边缘的厚薄加以辨别(即用“摸”的方法)；

二是从透镜的成像特点着眼，通过透镜去观察近处物体(如书上的文字)，看它是成正立、放大的像，还是正立、缩小的像，从而加以辨别(即用“看”的方法)；

三是从透镜对光线的作用人手加以辨别，看它能否使平行光(太阳光)会聚在一点加以辨别(即用“照”的方法)。

试一试：

“用你所设计的方法辨别：近视眼镜和远视眼镜的镜片是凸透镜，还是凹透镜？”

近视眼镜镜片是凹透镜，远视眼镜的镜片是凸透镜。

议一议：

 “还有哪些辨别凸透镜和凹透镜的方法？哪中方法最好？”

除此以外，还有其他的方法。例如：

（1）用“晃”的方法：通过透镜观察距透镜较近书上的文字，晃动透镜，若发现像的移动方向总与透镜相同，则该透镜是凹透镜；若发现像的移动方向总与透镜相反，则该透镜是凸透镜。

（2）用“叠合”的方法：例如，可先通过一个凸透镜(或凹透镜)观察它对光线的作用或成像的情况，然后将未知透镜与它叠合在一起，再观察对光线作用或成像情况的变化，从而判断该透镜是凸透镜还是凹透镜。

至于哪种判断方法好，要视具体情况而定。例如，如果待辨别透镜的中央与边缘的厚薄差异不明显，就不能用“摸”的方法(况且光学镜面一般是不允许用手直接去摸的)；在有太阳光与没有太阳光的场合，所选的方法可能不同。总之，一种好方法，应该简便、易行、有效，但它是随场合变化而变化的，不宜一概而论。

总结：

根据上述活动可知，通过凸透镜能够看到正立、放大的像。生活中的放大镜就是利用凸透镜的这种本领。

凸透镜对平行光线有会聚作用，又称为会聚透镜；

凹透镜对平行光线有发散作用，又成为发散透镜。

4、焦点与焦距

（1）光心（O）：透镜的中心

（2）主轴：通过光心和球面球心的直线叫做透镜的主光轴，简称主轴。

（3）焦点（F）：跟主轴平行的光通过凸透镜后会聚在主轴上的F点

（4）焦距（f）：焦点F到透镜光心O的距离

思考：若将某一光源放在焦点F处，则会聚光线通过凸透镜会以怎样的光线射出？

根据光路可逆如图

同样材料制成的凸透镜，凸得越厉害，其焦距越短。

与凹透镜主轴平行的入射光经过凹透镜后将变成发散光线（如下图）。

将这些发散光线反向延长也会交于主轴上的F点，由于这一交点F不是光线实际会聚的点，因此叫做凹透镜的虚焦点。

5、会聚和发散的奥秘

观察一束激光通过三棱镜后，出射光线将向哪个方向偏折？

请同学们做刚才实验的光路图，注意，这里有两次光的折射。

得出：一束光线经三棱镜后，画出这束光在三棱镜内和离开三棱镜后进行的路径。

结果表明，出来光线向三棱镜的底部偏折。

如果将凸透镜和凹透镜按上图分割，如下图所示，其实两种透镜都可以看成是由一些形状相似的棱镜组成的，只是它们组合的方式不同而已。

结论：平行光通过凸透镜后将会聚于某一点，而通过凹透镜后将会发散开来。

[本课小结]：

1、从形状、成像特点、对光线的作用等处，通过“一摸二看三照”辨别凸透镜与凹透镜。

2、凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。

3、透镜的光心、光轴、焦点、焦距。

教  后  反  思

在教学中我注重落实新的学生评价机制，不仅注重结论的得出，还要兼顾过程的评价，鼓励学生积极参与探究过程，激发起学生活跃的思维。保持学生对学习、对科学的兴趣。本节课采用“问题导学，引导发现”的教学模式，采用情境探究法等。由于实验条件有限，在这节课中，我采用实验、联系实际与多媒体引导相结合，注意引导学生观察身边的现象，从生活走向物理。由这些现象激发学生学习兴趣，引导学生进入探究课题，通过讨论、分组探究，寻找物理规律，再将所学的知识应用于生活当中，从物理走向生活。