第五章_透镜及其应用_全章教案

1、5.1透镜教学目标：1知识和技能：（1）了解什么是凸透镜，什么是凹透镜，了解透镜的焦点、焦距。（2）了解凸透镜和凹透镜对光的作用。2过程和方法：通过观察了解凸透镜和凹透镜对光的作用。3情感、态度、价值观：初步领略自然现象的美好与和谐。重、难点：1重点：透镜对光的作用。2难点：让学生掌握测量透镜焦距的办法。教学过程：一新课导入有一批旅行家乘船在海上漫游，不巧，在海上遇到了狂风，把船吹到了一座孤岛旁，旅行家门只好下船来到岛上。当时正是冬天，岛上冰天雪地，白茫茫的一片旅行家门准备生火取暖，烧火煮饭。意外的问题来了，火柴被海水浸湿了，打火机也丢了。怎么办？正在这时，一个叫克劳尼的物理学博士想到了一个办

2、法。同学们知道这是什么办法吗？其实这个办法早在我国西汉淮南万毕术中就有关于冰透镜的记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”二新课教学（一）自主学习，思考下列问题： 1 什么是透镜？什么是凸透镜？什么是凹透镜？ 2 凸透镜对光有什么作用？凹透镜对光有什么作用？ 3 什么是焦点和焦距？怎么找到凸透镜的焦点并测量它的焦距？（二）合作学习：小组交流与讨论。教师巡视。（三）知识梳理1透镜：能透光的镜片，分为凸透镜和凹透镜。（1） 观察放大镜和近视眼镜片的形状。找出它们的不同。 摸：为避免镜面磨损或弄脏，请先用柔软的面巾纸把透镜包起来， 再用手摸 发现，放大镜中间厚边缘薄，近视眼镜片中间薄边缘厚

3、。 看：通过透镜去观察远处和近处物体。通过放大镜看近处的物体， 能成正立的放大的像，看远处的物体成的是倒立缩小的像。 通过近视眼镜片看到的物体都是正立缩小的。（2） 结论：中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜； 中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。（3） 效果检测：判断下列各图是凸透镜还是凹透镜。ABCDEF（4） 凸透镜和凹透镜怎么画（至少由一个球面组成） 主光轴：通过两个球心的直线CC叫做主光轴，简称主轴。 （5） 光心：凡是通过该点的光，其传播方向不变，这个点叫做光心。2凸透镜和凹透镜对光的作用 （1）凸透镜对光的作用 猜想平行光线通过凸透镜后会有什么现象？ 凸透镜对光的作用：凸透镜对光有汇聚作用 让光线

4、平行于主光轴入射 焦点：平行于主轴的平行光通过凸透镜后会聚于一点。 焦距：焦点到光心的距离，用字母f表示。 凸透镜有两个实焦点。 让光线从焦点入射，光线通过透镜后平行于主光轴射出。 光线不从焦点入射，光线通过透镜后发散，不平行于主光轴射出。 或不平行于主光轴入射，光线通过凸透镜后也汇聚于一点，只是汇 聚点不在焦点上。（凸透镜对所有光线都其汇聚作用）（2）凹透镜对光的作用 猜想平行光线通过凹透镜后会有什么现象？ 凹透镜对光的作用：凹透镜对光有发散作用虚焦点：平行于主光轴入射的光线经过凹透镜后发散，将发散的光线反向延长，相交于一点，这点就是凹透镜的焦点，由于没有实际光线汇聚，所以叫做虚焦点。凹透镜

5、有两个虚焦点。焦距：光心到虚焦点的距离叫做焦距，用字母f表示。 根据光路的可逆性，让光线从一侧向着另一侧虚焦点的方向入射，光线经过凹透镜后平行射出。如果让不沿着另一个虚焦点的方向入射，光线通过凹透镜后，也发散，只是发散光线的反向延长线没有相交于虚焦点。（凹透镜对所有光线都起发散作用）（3） 为什么凸透镜对光有汇聚作用，凹透镜对光有发散作用？ 凸透镜和凹透镜可以分解成多个小三棱镜，根据光的折射定律得出。（4）利用：根据凸透镜和凹透镜对光的不同作用，还可以利用这个特点来区分凸透镜和凹透镜让一束平行光线经过透镜，如果光线汇聚（在光屏上得到一个较小较亮的光斑），就是凸透镜，如果光线发散（得到一个比较大

6、，比较淡的光斑），就是凹透镜。3 测凸透镜的焦距： 让太阳管线垂直射到凸透镜上（或让光线平行于主光轴入射），调整凸 透镜的位置，直到在光屏上得到一个最小最亮的光斑，这个光斑所在 的位置就是凸透镜的焦点所在的位置，测量这个光斑到凸透镜光心的 距离，就是这个凸透镜的焦距。（四）效果检测：课堂训练 （下发本节习题，随堂测试部分）1 画出凸透镜和凹透镜三种特殊光线的光路图2 下列两透镜组合中都有一个焦距是重合的，请画出经过两透镜的光路3 请在方框中天上合适的透镜三 课堂小结（结合授课实际进行）四 作业（下发本节习题，综合测试部分）五 教学反思 5.2生活中的透镜教学目标：1知识和技能：（1）了解透镜在

7、生活中的应用。（2）知道照相机、投影仪、放大镜成的像。（3）了解实像和虚像的概念。2过程和方法（1）制作模型照相机培养学生的动手能力。（2）通过对照相机、投影仪、放大镜的成像分析，培养学生运用所学 知识解决实际问题的能力。3 情感、态度、价值观激发学生对自然现象的关心，产生乐于探索自然现象的情感。重点和难点：1重点：了解照相机、投影仪、放大镜成像原理。2难点：能简单描述实像和虚像的主要特征。教学过程：一 新课导入 谁放的火 牛顿49岁那年，他的书房发生了一起火灾，许多宝贵的论文原稿化成灰烬，牛顿非常沮丧。那是一个星期天，牛顿要去教堂做礼拜，他清楚地记得自己吹灭了蜡烛，桌上也没有镜片之类的东西。

8、只有一块长20厘米，宽10厘米的普通玻璃板。火灾到底是怎么发生的？牛顿询问仆人，仆人说，起火的时候他正在院里收拾，保证没有一个人走进这屋子。 两年后的一个星期天早晨，牛顿照例要去教堂，事先得去洗脸，换衣服。洗脸时他正对着镜子看到脸上滴滴水珠时，突然，脑中浮现出失火那天早晨的情景：他在洗脸的时候突然想到论文中有一点需要补充，连脸上的水滴都顾不上擦干，奔到书桌那边去，补充完毕后，他才用手巾擦干脸，换了件衣服到教堂去。“啊，我真笨，怎么一直没有想到！”牛顿终于解开了火灾之谜。 原来，当时牛顿脸上的水滴落到了玻璃片上，由于表面张力的作用，水形成了半圆形，这就起到了透镜的作用，阳光通过水滴形成焦点，使下

9、面的书稿起火，从而引发火灾。二 新课教学（一）自主学习，思考下列问题： 1 透镜在生活中有哪些应用？ 2 照相机的结构如何？成像有什么特点？（事先让学生做好相机模型） 像是缩小还是放大？像是正立还是倒立？像距与物距谁大？ 像与物体位于凸透镜的同侧还是两侧？ 3 投影仪的结构如何？成像有什么特点？ 像是缩小还是放大？像是正立还是倒立？像距与物距谁大？ 像与物体位于凸透镜的同侧还是异侧？ 4 放大镜的机构如何？成像有什么特点？ 像是缩小还是放大？像是正立还是倒立？ 像与物体位于凸透镜的同侧还是异侧？ 5什么是实像？什么是虚像？实像和虚像有什么特点？（2） 合作探究：小组交流与讨论上述问题，教师巡视

10、。（三）知识梳理： 1 透镜在生活中的应用 2照相机 （1）主要构造 镜头：相当于一个凸透镜。 胶片：相当于光屏。 调节控制系统。 取景窗：观察所拍景物； 光圈环：控制进入镜头的光的多少； 调焦环：调节镜头到胶片间的距离； 快门：控制曝光时间。 （2）成像原理 来自物体的光经过照相机镜头后，在胶片 上会聚成被摄物体的像。胶卷上涂着一层 对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变 化，物体的像就被记录在胶卷上。数码相 机用电子感光器件和存储器件替代胶片作 为成像的光屏并记录像的信息。 （3）照相机成像的特点 照相机成缩小倒立的实像像距小于物距像与物体在凸透镜两侧 注意： 若想使底片上的像变大，应使相机

11、靠近物体，同时使镜头远离底片 （增大暗箱长度）。3 投影仪 （1）投影仪的结构 镜头：相当于一个凸透镜。 屏幕：相当于光屏。 小灯泡：让光线充足，使像更明亮。 平面镜：改变光路不影响像的性质。 （2）投影仪的成像原理 把投影仪上的平面镜（反光镜）取下， 投影片放到载物台上。调节镜头，在 天花板上就能得到投影片上图案清晰 的像。观察像的正倒。 （3）投影仪成像的特点 投影仪（或幻灯机）成放大、倒立的实像。 像距大于物距。 像与物体位于凸透镜的两侧。 注意：若想使屏幕上的像变大，应使胶片到镜头（凸透镜）的距离 缩短（把镜头往下调），同时增大屏幕到投影仪的距离。 若想在屏幕上看到正立的像，要把胶片倒

12、着放。 做题方法：把题中的图像描在纸上，再把这张纸倒过来，对照题中的 选项，哪个选项与倒过来的纸片中的图像一样就是哪一个选项正确。 4放大镜Ff （1）放大镜的结构 放大镜由一个凸透镜构成。 （2）放大镜的成像原理 把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离，我们就能看清物体的 细微之处。放大镜所成的像是正立、放大的。 （3）放大镜的成像特点 放大镜成放大正立的虚像。像与物体位于凸透镜的同侧。 注意：若想让放大镜成的像变大，应增大物体与放大镜之间的距离， 但是这个距离最大不能超过放大镜的焦点。 （4）生活中的放大镜 手表中分针和时针做成放大镜，可以看清较小的刻度。 水滴滴在书本上，由于张力作用，

13、形成半圆形，相当于凸透镜，相 当于放大镜，看到的字比实际的大。 鱼在左侧，右侧部分相当于凸透镜，看到的鱼比实际的大。 体温计的直管做得很细，而且水银是银白色的，很难看清楚液柱的高度。把玻璃外壁做成三棱柱的样子，从侧面看过去，相当于凸透镜，起到放大的作用。 5实像和虚像 （1）实像：由实际光线会聚而成的,能呈现在光屏上。 （2）虚像：不是由实际光线汇聚而成，而是由反射光线或折射光线的 反向延长线相交而形成,不能呈现在光屏上。人眼逆着出射 光线可以看到虚像。 （3）实像和虚像的区别能否用光屏承接物和像的位置应用举例实像能在凸透镜两侧照相机、投影仪（幻灯机）虚像不能在凸透镜同侧平面镜、放大镜（四）效

14、果检测： 1下列不属于透镜在日常生活中应用的是（ D ） A照相机 B放大镜 C投影仪 D潜望镜 2 如图所示，S是物体S经过凸透镜所成的像，那么此图表示什么的 成像示意图（ B ） A照相机 B放大镜 C幻灯机 D投影仪 3照相机镜头相当于一个 凸透镜 ，来自物体的光经过镜头后会聚在 胶卷上，形成一个 缩小 （放大、缩小）的像。实际拍摄时，为使远 近物体都能成清晰的像，应调节照相机的 镜头 到胶片的距离。 4清晨小草的露珠下面的叶脉看起来比较大，这是露珠产生了 放大 镜 的功能，形成了放大的 虚 像，这是由于光的 折 射现象的结果。三 课堂小结 照相机：利用凸透镜能成 倒立 的 、 缩小 的

15、 、 实 像。投影仪：利用凸透镜能成 倒立 的 、 放大 的 、 实 像放大镜：利用凸透镜能成 正立 的 、 放大 的 、 虚 像四 作业（下发本节习题）五 教学反思 5.3探究凸透镜的成像规律教学目标：1知识和技能： 知道实像虚像的概念；知道物距像距的意义；理解凸透镜成像的规律。2过程和方法（1）通过观察与实验收集凸透镜成像规律有关数据。（2）学会对数据进行分析与论证，最后得出结论。3 情感、态度、价值观激发学生对科学的求知欲，使其乐于探索自然中的物理规律。重点和难点：1重点：知道凸透镜的成像规律。2难点：根据实验数据，归纳凸透镜成像的规律。教学器材： 光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、刻度

16、尺教学过程：一新课导入 1每人发一个放大镜，按要求完成下列动作： （1）手持凸透镜，缓慢从桌面书本移向眼睛。 （2）把放大镜正对着窗户外，并且在放大镜另一侧比较靠近的位置前 后移动光屏，观察是否能在光屏上找到窗外景物的像？ 2思考：（1）你看到了什么？有多少种不同的情况？ 明确：看书本上的字，看到正立的放大的虚像。 看远处的物体，看到倒立的缩小的实像。 （2）像的虚、实，大、小，正、倒跟物距有什么关系呢？二新课教学： （一）自主学习，思考下列问题：1基本概念回顾： 主光轴、光心、焦点、焦距、物距、像距、实像、虚像的概念是什么？2像的虚、实，大、小，正、倒跟物距有什么关系？ 设计实验方案：用到什

17、么器材实验前如何调节实验步骤如何如何设计表格收集数据？分析表中的数据并得出结论。 凸透镜成像的原理在生活中有什么应用？（二）合作学习，小组交流讨论，教师巡视。（三）知识梳理1几个基本概念 （1）主光轴：过透镜两个球面球心的直线。 （2）光心：常位于透镜的几何中心，经过光心的光线传播方向不变 （3）焦点：凸透镜使平行于主光轴的光线汇聚在一点这个点，叫焦 点。用F表示。 （4）焦距：焦点到光心的距离叫做焦距。用f表示。 （5）物距：物体到凸透镜的距离，用u表示。 （6）像距：像到凸透镜的距离，用v表示。 （7）实像：由实际光线汇聚而成，能用光屏承接。 （8）虚像：不是由实际光线汇聚而成，而是由光的

18、反向延长线相交 而成，不能用光屏承接。 2探究像的正倒、大小、虚实跟物距的关系光屏 fFO凸透镜物体 实验方案：（1）实验器材：凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、带刻度尺的光具座物距（u）像距（v）（2）两个物理名词及实验前的调节 烛焰、透镜、光屏三者的中心处于同一水平高度。（3）进行实验与收集数据 实验步骤：组装实验装置，将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度。将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，仍使u2f，仿照步骤 再做2次实验，分别观

19、察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。 把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使fu2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使fu2f，仿照步骤 再做2次试验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使uf，在光屏上不能得到蜡烛的像，此时成虚像，应从光屏这侧向透镜里观察蜡烛的像，观察虚像的大小和正倒。 数据记录：物距与焦距的关系物距u(cm)像的性质物距v(cm)正倒大小虚实 （4）分析与论证：分析表中的记录，找出凸透镜成像的规律物距与焦距的关系像的性质物距v(cm)应

20、用正倒大小虚实u2f倒立缩小实像2f v f照相机u2f倒立等大实像v2f2f u f倒立放大实像v2f投影仪、幻灯机uf不成像uf正立放大虚像与物同侧放大镜 注意：一倍焦距分虚实和正倒；二倍焦距分大小。 以焦点为标准，物体越靠近焦点，像越大，像也离透镜越远。（5）评估与交流 若无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到蜡烛的像，可能的原因有： 烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度，使像在上方或下方； 凸透镜没有与水平面垂直，使像在光屏上方或下方； 物距等于一倍焦距不成像或者物距小于一倍焦距成虚像。3 凸透镜的成像原理图（1）u2f，成倒立的缩小的实像：照相机的成像原理图 注意：当物距“很远”时，相距

21、近似等于焦距。 重要应用：远物成像粗测焦距。 “傻瓜相机”成像原理。（2） u2f，成倒立的等大的实像。（3）2f u f，成倒立放大的实像：投影仪和幻灯机的成像原理图 （4） uf，不成像（5）uf，成正立放大的虚像：放大镜的成像原理图（四）效果检测：课堂训练 （下发本节习题，随堂测试部分）三 课堂小结：根据板书，总结本节内容，明确重、难点。四 作业：（下发本节习题，综合测试部分）五 教学反思： 5.4眼睛和眼镜教学目标：1知识和技能：（1）了解眼球的构造，知道眼睛怎样看物体。（2）了解近视和远视的成因、矫正方法及用眼常识。2过程和方法：主要根据凸透镜的成像规律来进行引导。3情感、态度、价值

22、观：通过本节的学习，强化眼保健，珍爱生命。重点和难点：1重点：眼睛看清远处和近处物体的过程、近视远视的成因及矫正办法。2难点：探究近视和远视的形成原因。教学过程：一新课导入 复习凸透镜的成像规律导入。二新课教学 （一）自主学习，思考下列问题： 1 眼睛的结构如何？人眼时如何看清远处和近处的物体？ 2 近视眼是怎么形成的？如何矫正？ 3 远视眼是怎么形成的？如何矫正？ 4 眼睛的度数怎么计算？（二）合作学习，小组讨论交流，教师巡视。 （三）知识梳理： 1 眼睛的结构及视物原理（1）人眼结构（相当于一架照相机） 角膜和晶状体：相当于凸透镜。 视网膜：相当于光屏。 成像特点：成倒立的缩小的实像。（2

23、）视物原理 照相机如何使远近不同的物体都在底片上成清晰的像？（调焦） 人眼如何使远近不同的物体都在视网膜上成清晰的像？ 晶状体自动调节：当睫状体放松时，晶状体比较薄，远处物体射来 的光刚好会聚在视网膜上，眼球可以看清远处的物体；当睫状体收缩时， 晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上， 眼球可以看清近处的物体。 看远处的物体 看近处的物体 （3）近点、远点和明视距离 眼睛的调节有一定的限度，晶状体变得最扁平（薄）时，能看到的最远叫做眼睛的远点。正常眼睛的远点在无限远处，从无限远处物体射来的平行光经晶状体折射后，它们的像恰好能成在视网膜上。晶状体变得最凸（厚）时能看清的最

24、近点叫做眼睛的近点。正常眼睛的近点约在离眼睛10cm的地方。 正常眼睛观察近处物体最清晰而又不容易疲劳的距离，大约是25cm，叫做明视距离。近视眼的明视距离比正常眼睛近一些，患近视眼的人在看书时，常把书放到离眼睛很近的位置。远视眼的明视距离比正常眼睛远一些，患远视眼的人在看书时，常常将书离眼睛远一些。 2近视眼（1）特点：只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 看远处的物体 看近处的物体（2）成因：晶状体太厚，折光能力太强或眼球前后方向上太长，导致成 像在视网膜前。（3）矫正：用凹透镜做成近视眼镜 （让光线先发散一点再经晶状体会聚在视网膜上） 有一种治疗近视的手术，采用激光对角膜进行处理，使晶

25、状体和角膜 构成的透镜对光的偏折能力变弱（引导学生要在正规大医院进行）。3远视眼（1）特点：只能看清远处的物体，看不清近处的物体。 看远处的物体 看近处的物体（2）成因：晶状体太薄，折光能力太弱或眼球前后方向上太短，导致成 像在视网膜后。（3）矫正：用凸透镜做成的远视眼镜（老花眼） （先让光线会聚一点再经晶状体会聚在视网膜上）4眼镜的度数（设镜片的焦距为f） 眼镜的焦度，眼镜的读数=100. 远视眼镜（凸透镜）的度数是正数，近视眼镜（凹透镜）的度数是负数。注意：如何分辨一副眼镜是近视眼镜还是远视眼镜，以及度数的深浅？近视眼镜镜片是凹透镜，用凹透镜看远处和近处的物体都是缩小的。远视眼镜镜片是凸透

26、镜，用凸透镜看近处的物体是正立放大的，远处的物体是倒立缩小的。近视眼镜度数越深看书上的字越小；远视眼镜度数越深，看书上的字越大。5 用眼卫生 看书时保持书本到眼镜的距离为25厘米左右，此时正常眼睛观察物体最清晰又不容易疲劳；在光线适度处读书学习，不要再昏暗的房间或者强烈的阳光下学习；看电视要离电视2米以上。看电视、用电脑等时间不要太长；认真做眼保健操。 （四）效果检测：课堂训练 （下发本节习题，随堂测试部分）三 课堂小结：根据板书，总结本节内容，明确重、难点。四 作业：（下发本节习题，综合测试部分）五 教学反思： 5.5显微镜和望远镜教学目标：1知识和技能：知道显微镜望远镜的主要结构和物镜目镜

27、的成像情况。2过程和方法：主要根据凸透镜的成像规律来进行引导。3情感、态度、价值观：进一步形成科学的认识观。重点和难点：1重点：知道显微镜和望远镜的主要结构及物镜目镜的成像情况。2难点：物体经过两个透镜的作用后最终的成像情况。教学过程：一新课导入嫦娥身居广寒宫，她的美丽与孤独总是令我们羡慕和同情，但这始终只是一个美丽的传说，因为科学家已经利用某种仪器把月亮看得清清楚楚，上面尽是些石头，根本没有任何生命，更没有嫦娥与广寒宫。那同学们知道科学里用的是什么仪器吗？（望远镜） 二新课教学 （一）自主学习，思考下列问题： 1 显微镜的结构是怎样的？物镜和目镜的成像特点如何？ 2 望远镜的结构是怎样的？物

28、镜和目镜的成像特点如何？ 3 望远镜最后成的像是缩小的，为何我们感觉像是放大的？ 4 望远镜的物镜直径（口径）为什么做得很大？ 5 人类观测宇宙的望远镜粗略的变化史如何？（二）合作学习，小组讨论交流，教师巡视。 （三）知识梳理： 1显微镜：（1）结构：由两个凸透镜组成 （2）成像原理图 物镜：靠近物体的凸透镜。相当于投影仪，成倒立的放大的实像。 （，） 目镜：靠近眼睛的凸透镜。相当于普通放大镜，成正立放大的虚像。 （） 反光镜：光线充足使成像更明亮。 （光线较暗用凹面镜会聚更多的光，光线强烈用平面镜反射减弱光线） 注意： 目镜把物镜所成的像进行放大。目镜所成的像正倒和大小是相对于物镜所成的像而言的。最后的成像与物体本身比，是倒立的放大的虚像。 物镜和目镜的距离大于两个透镜的焦距之和。（第一次成像在物镜的两倍焦距外，要使目镜的放大倍数尽可能最大，则这