八年级物理光学教案

第四章第四节折射现象【知识点】：光的折射定义、光的折射规律、三棱镜对光线的作用、透镜的奥秘【重点、难点】重点：光折射概念和折射规律和运用规律分析解决生活中问题难点：解释简单的折射现象,从一种介质看另一种介质中的物体所看到的是虚像,折射角的概念【教学流程】1.光的折射活动:①从上方观察斜放在水中的筷子向_____(上或下)弯折②把一只激光笔对准烧杯的左下部(在烧杯底留下一个光斑)然后往烧杯中加水,发现光斑往_____移③让激光笔垂直照向烧杯底部,然后加水,光斑______(会或不会)移动结论:光从一种介质____入另一种介质时，传播方向会发生______活动:探究光的折射规律器材:激光笔、水槽、一个可折叠的光屏和一块玻璃砖过程:让激光笔发出的光沿光屏射入水中①观察折射光线、法线与入射光线之间的位置关系②比较折射角与入射角的大小③改变入射角大小,观察角的变化,然后保持入射光线不动,转动光屏还能在光屏上找到折射光线吗?④让光从水中斜射到空气中,观察入射角和折射角的变化⑤换用玻璃砖,将上面的试验过程重复一次⑥让光垂直射向玻璃砖,观察现象水水入射光线NON'入射角折射角折射光线空气看图回答:看图回答:法线:过入射点与界面垂直的直线(虚线)入射角:______光线与_______的夹角折射角（γ）:______光线与_______的夹角结论:⑴光折射时,入射光线、折射光线、法线______(在或不在)同一平面上;⑵折射光线和入射光线在法线____(一侧或两侧)折射角随______角的变化而变化,①当光从空气斜射入水或玻璃等_______(透明或不透明)物质中时,折射角_____(大于或小于)入射角;②当光从水或玻璃等_______(透明或不透明)物质斜射入空气中时,折射角_____(大于或小于)入射角;③当光垂直射向水或玻璃等_______(透明或不透明)物质时,传播方向_____(变或不变),此时折射角、入射角都为0度想一想:⑴光线在水面处发生折射时,会反射吗,用什么办法来证明?⑵若反射,发射角、折射角、入射角、法线有什么关系呢?⑶光发生折射时,光路可逆吗?透镜的奥秘活动:探究透镜的奥秘器材:激光笔、两块三棱镜过程：将激光笔发出的光射向三棱镜的顶部，观察光通过三棱镜时，和离开三棱镜后的光路，并在有边的图中画出光路现象：一束光通过三棱镜后，出射光线偏向三棱镜的__________做一做：把两块三棱镜组合起来，观察并画出平行光经过折射后的出射光线的路径结论：我们可以联想到透镜可看是有许多棱镜组成的，没个棱镜都使光线向地面偏折，所以凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。【典型例题】【例1】如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射和折射，请判断：是入射光线，玻璃在（选填“AB面的左方”、“AB面的右方”、“CD面的上方”或“CD面的下方”），并标出入射角、反射角、折射角【例2】古诗词中有许多描述光学现象的诗句，如“潭清疑水浅”说的就是光的现象；“池水映明月”说的就是光的现象【例3】下列关于折射现象中，说法正确的有（）A、光从空气进入水中时，折射角一定大于入射角B、光从空气进入水中时，折射角一定小于入射角C、光从水进入空气中时，传播方向有可能不变D、光从水进入空气中时，传播方向一定改变。练习4【例4】完成光路图练习430°°30°°练习1【课后练习】1.如图所示,光线在玻璃和空气两种物质的分界面上发生折射,此时折射角等于_________,分解面的_______方是玻璃2.当光线从一种透明物质进入另一种透明物质时,下列说法正确的是()A.光线的传播方向一定发生改变B.光线的传播方向有时不发生改变C.当光线从水中斜射入到空气中时,折射角小于入射角D.当光线从玻璃中斜射入到空气中时,折射角小于入射角用气枪射击池水中的鱼,为了提高命中率,在射击时应该瞄准()A.看到的鱼B.看到鱼的上部C.看到鱼的下部D.看到鱼的右边完成光路图第五章第一节折射现象【知识点】：透镜及其种类、焦点、焦距、光心、透镜对光线的作用、透镜的三条特殊光线【重点、难点】重点：两种透镜对光的作用，并能区别凸透镜和凹透镜的光学特性难点：同过作图考查透镜对光线的作用【教学流程】透镜：生活中常见的眼镜，他的镜片就是透镜，通常分为凸透镜和凹透镜两种活动：要求同学们分别通过凸透镜和凹透镜观看书上的文字（透镜距书较近）试回答：（a）通过______透镜,所看到的物体的像是放大的；（a）通过______透镜,所看到的物体的像是缩小的；（1）凸透镜：中央厚、边缘薄的透镜，如图：凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，如图：活动：探究凸透镜和凹透镜的光学性质器材：凸透镜、凹透镜、平行光源f过程：分别将一束平行光线通过凸透镜和凹透镜上，看到凸透镜能使平行光会聚在一点，凹透镜能使平行光变成发散光线fO●O●所以凸透镜又叫会聚透镜；OO●（4）凹透镜对光线有发散作用，如图：所以凸透镜又叫发散透镜；想一想：①近视眼镜和远视眼镜的镜片是凸透镜还是凹透镜？②辨别凸透镜和凹透镜的方法有几种？哪种方法最好？光心、主光轴（1）透镜的中心叫光心，如前图中的“O”点（2）通过透镜光心与透镜垂直的叫主光轴（3）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光线经过透镜后会聚在一点，这个点F叫焦点，如前图中的“F”点（4）焦距：焦点F到透镜光心O的距离f叫焦距，如前图中的“f”透镜的三种特殊光线“（1）凸透镜：①平行于主光轴的入射光线，折射后经过另一侧的实焦点，如图中“①”②经过焦点的入射光线，折射后平行于主光轴，如图中“②”③经过光心的入射光线，折射后方向不变，如图中“③”FFoFFo③②①①②③（2）凹透镜①平行于主光轴的入射光线，折射光线的反方向经过同侧的焦点，如图中“①”②指向另一侧焦点的入射光线，折射光线平行于主光轴，如图中“②”③经过光心的入射光线，折射后方向不变，如图中“③”活动：测定远视眼镜（凸透镜）的焦距器材：远视眼镜（或凸透镜）太阳光、刻度尺过程：将太阳光正对远视眼镜，调节镜与地面见的距离，直到地面上出现最小最亮的光斑，用刻度尺测量出光斑到镜子的距离就得到焦距f，同时可以求得眼镜的度数[D=1/f×100（f：单位：m）]【典型例题】【例1】完成下列光路图：FFFFFFFFFoo【例2】一条光线被某种光学元件作用，发生了弯折，如图，请分别填上三中光学元件，并完成光路图【巩固训练】1.如图的光路，请填上适当的透镜：关于透镜，下列说法中正确的是（）：凸透镜和凹透镜都有焦点，凸透镜有实焦点，凹透镜有虚焦点；凸透镜对光线有会聚作用，因此通过凸透镜的光都一定会聚在焦点上；凸透镜只对平行光有会聚作用平行于主光轴的光，通过凹透镜后一定经过焦点下列是凸透镜对光线的作用的说法，其中正确的是（）光通过凸透镜会变成平行光平行于主光轴的光才有会聚作用对任何一束光都有会聚作用对通过焦点的光才有会聚作用【课后练习】试作出通过凸透镜焦点的折射光线通过放大镜看物体时，若适当增加放大镜与物体间的距离，看到的像是增大呢，还是缩小？根据光路图，填上适当透镜【教后记】第五章第三节凸透镜成像

一、教学目标：

1、知识和技能

理解凸透镜成像的规律。2.过程和方法

（1）学生能在探究活动中初步获得提出问题的能力。

（2）通过探究活动，体验科学探索的全过程和方法。

（3）学习从物理现象中归纳学习科学规律的方法。

3.情感、态度和价值观

（1）具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学的道理，勇于探索日常生活中的物理学原理。

（2）培养学生认真严谨的科学态度及探究创造的心理品质。

（3）乐于参加观察、试验、制作等科学实践。

二、教学重点：

凸透镜成像规律的探究过程。

三、教学难点：

引导学生设计实验方案，并从实验中得出凸透镜成像规律。

四、教学方法：

实验探究法。

器材准备：

蜡烛、火柴、凸透镜、光屏及光具座若干组。五、教学过程：

（一）导入新课

师：照相机、投影仪、放大镜所成的像各有什么特点？

生：（学生思考、回答）照相机成倒立的缩小的像，投影仪成倒立放大的像，放大镜成正立放大的像。

师：我们来做一个小实验：用放大镜先看书本上的文字，然后再用放大镜看远处的同学和老师。你发现了什么吗？请描述一下看到的现象。

生：描述看到的现象。如：看到远处的物体是倒立的、缩小的，近处的物体是放大的、正立的等。（二）探究活动

1、提出问题

师：放大镜本身就是凸透镜，从刚才的观察中我们可以看到同样是凸透镜，但观察到的现象却有很大不同：有时是正立的，有时是倒立的、有时是放大的，有时是缩小的。下面请同学们根据观察到的现象和对照相机、投影仪、放大镜成像情况的了解思考一下，你还想知道哪些问题？以小组为单位讨论。提炼学生问题中的知识点，确定本课的探究课题：凸透镜在什么条件下成放大的像，在什么条件下成缩小的像，在什么条件下成正立的像，在什么条件下成倒立的像。

2、猜想假设

师：通过我们已经了解的关于凸透镜的知识和你的日常生活经验，你认为上述问题的答案可能是什么？以小组为单位继续讨论。（说明：一定要给学生留一定思考时间，引导学生尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想，并且让学生充分讨论。对学生提出的猜想，是有价值的，合理的，一定要给予肯定，特别是具有创新的猜想和假设。而对明显不正确的猜想，也不要草率否定，在充分肯定积极性的同时提出正确合理的成分，使他看到自己的成绩，增强学生的勇气。）

猜想：

照像时人和景物到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大，像是缩小的；使用投影仪时，投影片到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小，像是放大的。看来，像是放大的还是缩小的，可能跟物体凸透镜的距离有关。

窗外的景物到凸透镜的距离比较远，像是倒立的；用凸透镜直接看书上的字时，凸透镜离书面较近，像是正立的。可能凸透镜成像的正倒与物体到凸透镜前的位置有关。

照相机、投影仪工作时，物和像在凸透镜的两侧；而放大镜中，物体和像在透镜的同侧。像的正倒可能跟物体和像是否在同侧有关。

3、设计实验

师：上面我们已经对所提出的问题作出了初步的猜想和假设，下面我们就要来亲自动手检验一下。用什么办法去验证猜想是否正确呢？

生：用实验的方法可以来验证猜想的正确性。

师：那么在动手实验之前，请各小组先讨论一下，拿出你们的小组的实验设计方案。（教师指导下进行全班交流，并参照书上给出的实验设计方案，比较各组的方案中的成功之处和考虑不够周到的地方，请学生修正自己组的方案，可以边设计，边实验校正，边修改。）

教师介绍：物距（u）、像距（v）、实验器材。

师：从"物距"这个名词的字面含义上看，物距应该指的是什么？

生：物体到透镜的距离。

师：准确地说是物体到透镜光心的距离。那像距呢？

生：像到透镜光心的距离。

师：同学们的桌子上都有一只凸透镜，它的焦距我们在学习《透镜》一节中已经测出是10厘米，给大家一只蜡烛做物体，研究火焰所成的像。一面光屏用来承接火焰的像。大家可以将凸透镜、蜡烛、光屏固定在光具座上，从光具座的刻度尺上可以读出蜡烛到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离，有了这些器材，你应该怎样做呢？

生：设计实验的方法、步骤，并向全班同学介绍、交流。例如：固定凸透镜、光屏，移动蜡烛，在光屏上找到像后记录实验现象；固定光屏、蜡烛、移动凸透镜，使光屏上成像。…(说明：若实验方案较多不能统一，可先让学生动手试一下，来证实实验方案的可行性；若方案较统一，教师可进行归纳总结。在边讨论边动手尝试中不仅可以学习如何拟定实验方案，还可培养与他人交流合作的能力。)

师：同学之间交流并探讨出实验的方法和注意事项

（1）凸透镜固定在光具座的中央，蜡烛和光屏放在凸透镜的两侧。使火焰、透镜光屏的中心在同一高度；

（2）将蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置，点燃蜡烛；

（3）移动光屏直到光屏上出现边缘清晰的蜡烛的像为止；记录下蜡烛到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的大小和倒正；

（4）将蜡烛向凸透镜移近一段距离，重复上述操作，直到不能在屏上得到蜡烛的像；

（5）继续把蜡烛向凸透镜靠近，试着用眼睛观察像在何处？像是怎样的？

实验时注意分工合作，边实验边记录数据，并填入表格。同学们可以直接填写在课本上给出的实验表格上，也可用自己设计的表格。（各小组讨论，并将各组方案汇总至教师处，并投影在大屏幕上）

4、进行实验

a、学生根据要求，自己组装仪器并进行实验。把蜡烛放在离透镜不同的位置上，移动光屏，观察像的大小、正倒。

b、各人得出数据后在小组内进行讨论，分析数据，比较物距和焦距关系，得出成放大、倒立像的条件和缩小、倒立像的条件。（教师边巡视边指导）

3、将各组数据及结论全班交流，分析各组数据中是否出现错误，并探讨一下出现错误的可能情况，并改正。（评估各组结论是否正确）

5、分析论证

师：下面我们把探究的结果汇报一下。

学生回答。教师介绍实像和虚像：

师：在实验中同学们有没有发现：把蜡烛放在什么位置，无论光屏如何移动，均无法在光屏上得到像？此时，若取下光屏，在光屏处直接用眼睛观察，你会看到什么现象？这个像和前两次成的像有什么区别？

师：在刚才的实验中，同学们看到了正立的放大像，却无法用光屏承接，是因为在成像的位置并没有光线在那里会聚，只是我们感到光线是从那里射出来的，是虚像；倒立的像则不同，在像的位置真的有光线在那里会聚，可以用光屏承接，像这样由真实光线会聚而成的像叫实像。

师：知道了实像和虚像之后，我也提出两个问题。请你进一步猜测并根据上面探究所得资料进行分析，在什么情况下凸透镜成实像？在什么情况下成虚像？

生：讨论并回答，当物体到凸透镜的距离大于焦距时成实像；当物体到凸透镜的距离小于焦距时成虚像。

师：我们从实验中获得了许多数据，并得出结论。请同学们根据成像的情况对结论进行归纳分类。（教师提示：1、利用数学上的数轴知识，把物距分为几个特殊的段，看像的特点是什么；2、先把像的特点进行分类，再看物距的位置。）

师：通过这节课的探究学习，你能总结出凸透镜成像的规律吗？（通过前面各子课题的

解决，培养学生解决综合问题的能力）

结论：

1.当u>2f时，2f>v>f，成倒立、缩小的实像。2.当2f>u>f时，v>2f，成倒立、放大的实像。3.当u<f时，成正立、放大的虚像。（课件：点击"分析论证"，出现答案。）

6、评估

师：通过这节课，你知道了什么？（如果学生难以回答，教师可以具体的问下面的问题）能否简单谈谈当初所做的猜想和假设与探究结果之间有何差异？

生：猜想时认为成像情况与物体到凸透镜距离的远近有关，探究结果对距离描述得更加准确。

师：这节课经历了哪几个探究过程？

生：（讨论回答）提出问题、猜想和假设、设计实验、进行实验、归纳分析。

师：通过这节课的探究，你知道凸透镜成像的规律是什么？

生：讨论回答。

7、当堂练习：①什么仪器利用"当u>2f时，2f>v>f，成倒立、缩小的像。"

②什么仪器利用"当2f>u>f时，v>2f，成倒立、放大的像。"③什么仪器利用"当u<f时，成正立、放大的虚像。"

8、布置作业：老年人看不清温度计的读数，请你利用学过的知识给他帮助，说出你的办法和理由。第五章第四节探究凸透镜成像规律【知识点】：物距、像距、实象、凸透镜成放大缩小像的条件 【重点、难点】重点：凸透镜成像的规律难点：凸透镜成实像时，焦距、像距与像的大小关系【教学流程】探究凸透镜成像的规律准备知识：⑴物距（u）：物体到透镜的距离。⑵像距（v)：像到透镜的距离⑶所用透镜f=10cm组装实验装置：在光具座上（或水平桌面上）至左向右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏，点燃蜡烛，并调节三者中心大致在同一高度上。成像探究：使烛焰从距凸透镜教远逐次靠近透镜，每次都调节光屏与凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰的像。⑴当蜡烛在光屏上成清晰、倒立、缩小的像时，测量并记录：u=v=⑵当蜡烛在光屏上成清晰、倒立、等大的像时，测量并记录：u=v=⑶当蜡烛在光屏上成清晰、倒立、放大的像时，测量并记录：u=v=⑷当通过透镜能观察到烛焰正立、放大的像时，测量并记录：u=这个像能成在光屏上吗？注：a.实像：是能够在光屏上呈现的像，它是由实际光线会聚而形成的，什么叫虚像前日我们已经学过b.科学探究的方法：“实验-分析-归纳”由实验探究得：①当u>f时，成实像，物体与像分别在透镜的两侧，当u<f时，成虚像，物体与像分别在透镜的同侧；即：“F”点是成实像和成虚像的分界点，焦点外成实像，焦点内成虚像，且物离凸透镜越近，成像越小②当u>2f时，u↓→v↑→像↑③2倍焦距处（即2F点）是物体成放大实像与缩小实像的分界点，f<u<2f时成放大的实像；u>2f时成缩小的实像④成放大像的范围：u<2f,且u≠f【典型例题】【例1】一束平行光（如日光）正对凸透镜照射，在距离透镜的10cm处的光屏上得到一个亮点，那么物体位于该透镜前25cm处，在光屏上可以得到的像是__________________________【例2】如图，使烛焰分别位于a.b.c.d四点，在光屏能成最大的像，烛焰应放在_____点FF2FF2Fdabc【例3】物体放在主光轴上离凸透镜30cm处，得到了一个倒立、放大的实像，由此可判断此透镜的焦距f应为（）f<15cmB.f>30cmC.15cm<f<30cmD.10cm<f<20cm【巩固训练】关于凸