3.5 奇妙的透鏡

1、3.5 奇妙的透鏡學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能區(qū)別凸透鏡和凹透鏡.2.舉例說(shuō)明凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作用.3.能熟練作出凸透鏡對(duì)特殊光線作用的光路圖,會(huì)測(cè)量凸透鏡的焦距.一、情景引入在驕陽(yáng)似火的中午 ,往樹(shù)或花的葉子上噴水 ,常會(huì)使葉子燒焦 ,這是為什么？水珠相當(dāng)一個(gè)什么鏡？讓我們一起學(xué)習(xí) ,揭開(kāi)這個(gè)謎底吧。二、教材研究問(wèn)題1透鏡有哪些種類(lèi)？利用光的折射可以制成各種改變光路的器件 ,其中應(yīng)用最普遍的是透鏡。透鏡有兩類(lèi) ,以下圖中 是凸透鏡 , 是凹透鏡。 在以下圖中標(biāo)出透鏡光心O的位置 ,并畫(huà)出通過(guò)光心的光線。畫(huà)出主光軸。問(wèn)題2透鏡對(duì)光會(huì)產(chǎn)生什么作用？ 如果戶(hù)外有陽(yáng)光 ,那么到戶(hù)外讓陽(yáng)光分別

2、通過(guò)凸透鏡和凹透鏡 ,在透鏡下放一張白紙 ,移動(dòng)白紙到透鏡的距離 ,觀察陽(yáng)光經(jīng)透鏡折射后落在白紙上的情況。 用幾支平行激光束同時(shí)照射凸透鏡或凹透鏡 ,觀察經(jīng)透鏡折射后的情況。 經(jīng)過(guò)上面的控究可以得到： 凸透鏡對(duì)光有 選填“會(huì)聚或“發(fā)散作用 ,因此也叫 透鏡。凹透鏡對(duì)光有 選填“會(huì)聚或“發(fā)散作用 ,因此也叫 透鏡。問(wèn)題3什么是透鏡的焦點(diǎn)和焦距？ 1焦點(diǎn)F：平行于主光軸的光經(jīng)凸透鏡折射后 ,會(huì)聚于主光軸上的某一點(diǎn) ,這一點(diǎn)也是光斑最小、最亮的一點(diǎn)。2找焦點(diǎn)： 把凸透鏡放在陽(yáng)光下 ,在透鏡下放一張白紙 ,移動(dòng)白紙到透鏡的距離 ,直到在白紙上得到最小最亮的點(diǎn)為止 ,那個(gè)亮點(diǎn)就是焦點(diǎn)。 把凸透鏡壓在白紙

3、上 ,用幾束平行激光束沿著白紙垂直照射凸透鏡 ,并用鉛筆作出入射、出射光束的位置。然后通過(guò)作圖作出焦點(diǎn)的位置。 凹透鏡放在陽(yáng)光下 ,那么觀察不到亮點(diǎn) ,而是可以觀察到一個(gè)中間暗外圍亮的一個(gè)圓環(huán)。想想看 ,這是為什么？ 也可以把凹透鏡壓在白紙上 ,用幾束平行激光束沿著白紙垂直照射凹透鏡 ,并用鉛筆作出入射、出射光束的位置。然后可以把出射光線反向延長(zhǎng)會(huì)相交于一點(diǎn) ,該點(diǎn)就是凹透鏡的虛焦點(diǎn)。3焦距： ,用符號(hào)f表示。4測(cè)焦距： 可以利用上面找焦點(diǎn)方法中的做法 ,用刻度尺測(cè)出透鏡到白紙的距離就是大致的焦距。 也可以利用上面找焦點(diǎn)方法中的做法 ,通過(guò)作圖測(cè)出焦點(diǎn)到光心的距離。三、典例分析北極探險(xiǎn)隊(duì)員在極

4、地遇險(xiǎn) ,帶有可燃物但火種喪失 ,雖然處在陽(yáng)光照射下 ,仍然寒風(fēng)刺骨 ,如何取暖？同學(xué)們能為他們想想方法嗎？解析：找個(gè)向陽(yáng)背風(fēng)的地方嗎？不過(guò)有局限性?？梢杂猛雇哥R對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)光來(lái)聚焦取火嗎？這是一個(gè)好方法。但如果沒(méi)有攜帶凸透鏡 ,這也不能辦到。凸透鏡和冰都是透明的 ,探險(xiǎn)隊(duì)員可以就地取材 ,用冰磨成一個(gè)凸透鏡 ,用冰凸透鏡對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)光 ,把可燃物放在焦點(diǎn)處獲得燃燒。答案：探險(xiǎn)隊(duì)員可以用冰磨成一個(gè)凸透鏡 ,用冰凸透鏡對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)光 ,把可燃物放在焦點(diǎn)處獲得燃燒。四、達(dá)標(biāo)訓(xùn)練1、我們學(xué)過(guò)的光學(xué)知識(shí)中 ,有兩種鏡能使平行光線會(huì)聚在一個(gè)焦點(diǎn)上 ,它們是A、凸透鏡和凹面鏡； B、凹透鏡和凸面鏡；C、凹透鏡和平面鏡

5、； D、凸透鏡和凹透鏡；2、以下光學(xué)儀器或元件中 ,對(duì)光起發(fā)散作用的是 A、潛望鏡； B、平面鏡； C、凹透鏡； D、凸透鏡；3、如下圖的是光線通過(guò)透鏡的光路圖 ,其中正確的選項(xiàng)是 A B C D4、如下圖 ,以下光路圖中正確的選項(xiàng)是 5、如圖是一束光線通過(guò)透鏡的光路圖 ,其中正確的選項(xiàng)是 6、如下圖 ,虛線框內(nèi)為一透鏡 ,MN為透鏡的主光軸 ,O是透鏡光心 ,a雙箭頭和b單箭頭是射向透鏡的兩條光線。光線a通過(guò)透鏡之后與MN交于P點(diǎn) ,光線b通過(guò)透鏡之后與MN交于Q點(diǎn)。由圖可知 ,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A、透鏡是凸透鏡 ,距離OP小于焦距； B、透鏡是凸透鏡 ,距離OP大于焦距；C、透鏡是凹透

6、鏡 ,距離OQ小于焦距； D、透鏡是凹透鏡 ,距離OQ大于焦距；7、根據(jù)圖中的光線 ,畫(huà)出相應(yīng)的入射光線或折射光線。8、小明有三個(gè)凸透鏡 ,它們用同種材料制成 ,形狀如下圖。1你猜測(cè)它們的焦距是否相同？如果不同 ,你認(rèn)為哪個(gè)焦距大？哪個(gè)焦距小？2請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的猜測(cè)：簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟 ,畫(huà)出記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。3如以下圖所示 ,是小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察畫(huà)出的三組光路圖 ,根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄 ,你可以得到什么結(jié)論？9、高明同學(xué)在做凸透鏡會(huì)聚光線的實(shí)驗(yàn)中 ,突然想到：凸透鏡的聚光能力強(qiáng)弱會(huì)跟材料有關(guān)嗎？根據(jù)提出的問(wèn)題 ,請(qǐng)你幫助高明同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn) ,寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)用的器材 ,裝置圖和實(shí)驗(yàn)步驟。器材：裝置圖：

7、 步驟：10、小宇最喜歡的玩具是叔叔送給他的生日禮物 ,那是三只大小、形狀完全相同的凸透鏡 ,分別由玻璃、水晶、塑料制成?，F(xiàn)在小宇想要探究“大小、形狀相同的凸透鏡的焦距與制作材料是否有關(guān)。請(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)這次探究的全過(guò)程 ,完成如下的工作：1這次探究所需要的器材有哪些？請(qǐng)你寫(xiě)出來(lái)。2請(qǐng)你寫(xiě)出探究的主要步驟。3請(qǐng)你說(shuō)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格；4在這次探究過(guò)程中 ,你所運(yùn)用的一種主要的科學(xué)研究方法是什么？11、如下圖 ,透鏡中有三條特殊光線：其一是通過(guò)透鏡光心的光線 ,傳播方向 ；其二是平行于主光軸的光線 ,經(jīng)凸透鏡折射后通過(guò) ,對(duì)凹透鏡來(lái)說(shuō) ,它的焦點(diǎn)是虛焦點(diǎn) ,是折射光線的反向延長(zhǎng)線通過(guò)

8、；其三是過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后 ,對(duì)凹透鏡是虛焦點(diǎn) ,是正向延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)的入射光線折射后 。12、實(shí)際中有時(shí)需要將一束平行光變成細(xì)平行光 ,這可以利用兩塊透鏡的組合來(lái)解決 ,請(qǐng)?jiān)趫D中的兩個(gè)方框中各畫(huà)出一種組合方式要在圖中畫(huà)清光束粗細(xì)的變化。13、用一個(gè)直徑為10cm的凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光的方向 ,在凸透鏡的另一側(cè)7.5cm處 ,有一個(gè)垂直于主光軸的光屏 ,此光屏上呈現(xiàn)出一個(gè)直徑為5cm的光斑 ,那么該凸透鏡的焦距大小為多大？參考答案四、達(dá)標(biāo)訓(xùn)練1、A 2、C 3、A 4、C 5、C 6、A 7、8、1焦距不同 ,透鏡厚的焦距??；2把一凸透鏡放到陽(yáng)光下 ,移動(dòng)透鏡下面的白紙與透鏡之間的位置 ,直到在白紙上得到最小最亮的光斑為止；用刻度尺測(cè)出白紙到透鏡中心的距離 ,并填入記錄表格；重復(fù)上述實(shí)驗(yàn) ,再分別測(cè)出另外兩個(gè)透間的焦距；透鏡123焦距f/cm3相同面積 ,同種材料的凸透鏡 ,曲度大的較厚 ,折光能力強(qiáng) ,焦距短。9、器材：取相同面積、相同曲度、不同材料的凸透鏡三個(gè)； 裝置圖： 讓陽(yáng)光通過(guò)透鏡 ,觀察焦距的長(zhǎng)短； 步驟：如上圖所示 ,分別讓三種不同材料的凸透鏡放在陽(yáng)光下 ,在白紙上得到焦點(diǎn) ,測(cè)出焦距大小。10、1三種不同材料的凸透鏡、刻度尺、白紙；2分別讓三種不同材料的凸透鏡放在陽(yáng)光下 ,在白