第五單元《透鏡及其應(yīng)用》1.透鏡（授課PPT）大單元教學(xué)2023-2024學(xué)年八年級物理上冊同步備課系列（人教版）

1.透鏡第五單元透鏡及其應(yīng)用1.了解什么是凸透鏡,什么是凹透鏡。2.知道什么是透鏡的光心、主光軸、焦點、焦距。3.知道凸透鏡、凹透鏡對光的作用。4.會用已學(xué)過的光路可逆原理來完成有關(guān)的光路圖。

“以銅為鏡可以正衣冠,以人為鏡可以知得失.”這是老師最喜歡的兩句格言.相信這兩句的意思大家都明白，讓我們共勉。今天，我要借題發(fā)揮，生活中你用過什么鏡使你看得更清楚、更精彩?（教師根據(jù)學(xué)生舉的例子的特點讓學(xué)生分類，指明放大鏡、照相機(jī)、近視眼鏡等的主要光學(xué)元件是凸透鏡。）一、問題引入1.透鏡：至少有一個外表面是球面的一部分，用透明材料制成的鏡片。2.透鏡的種類：（1）凸透鏡：①概念：中間厚、邊緣薄的透鏡叫凸透鏡；②圖示：③應(yīng)用實例：放大鏡、老花鏡。知識點一、透鏡（2）凹透鏡：①概念：中間薄，邊緣厚的透鏡叫凹透鏡；②圖示：③應(yīng)用實例：近視眼鏡。（3）辨析凸透鏡或凹透鏡的方法：①觀察或隔著鏡布去摸鏡片，感覺透鏡中間和邊緣的厚薄，從而分辨凸透鏡和凹透鏡；知識點一、透鏡②可以迎著光線去透射，對光線有會聚作用的是凸透鏡，對光線有發(fā)散作用的是凹透鏡。3.主光軸和光心：（1）主光軸：①概念：通過透鏡兩個球面球心的直線叫做主光軸，簡稱主軸。②圖示：如圖點劃線C1C2。（2）光心：①概念：主光軸上有個特殊的點，通過這個點的光線傳播方向不變，這個點叫做透鏡的光心，用字母“O”表示。②圖示：如圖中的點O。知識點一、透鏡當(dāng)堂練習(xí)：1.（2022·廣西賀州·統(tǒng)考中考真題）如圖所示的四個透鏡，屬于凸透鏡的有

，屬于凹透鏡的有

（兩空均填編號）。知識點一、透鏡②③①④2.（2022·湖南長沙·長沙市雅禮實驗中學(xué)?？级＃┤鐖D是攝影愛好者阿雅記錄的唯美瞬間，她手中握的玻璃球相當(dāng)于（）A．凸透鏡 B．凹透鏡 C．凸面鏡 D．凹面鏡3.（2023·湖南長沙·?？家荒＃┤鐖D，在注有清水的試管內(nèi)留有一稍大的空氣泡，使太陽光的正上方向下照，觀察試管下方的白紙，可以發(fā)現(xiàn)白紙上與空氣泡相對應(yīng)的位置上，有一橢圓黑影，而其他部分竟是一條與試管平行的亮線，下列說法中正確的是（）A．試管充滿水的地方相當(dāng)于凸透鏡，氣泡與周邊的水組成凸透鏡B．試管充滿水的地方相當(dāng)于凹透鏡，氣泡與周邊的水組成凹透鏡C．試管充滿水的地方相當(dāng)于凸透鏡，氣泡與周邊的水組成凹透鏡D．試管充滿水的地方相當(dāng)于凹透鏡，氣泡與周邊的水組成凸透鏡當(dāng)堂練習(xí)AC知識點二透鏡對光線的作用1.探究透鏡對光的作用?！咎岢鰡栴}】當(dāng)光通過透鏡時傳播方向是怎樣的呢？【猜想與假設(shè)】把一個放大鏡正對太陽光,再把一張紙放在它的另一側(cè),適當(dāng)調(diào)整鏡與紙之間的距離,可以看到凸透鏡對光有會聚作用,而凹透鏡與凸透鏡形狀特點剛好相反,故可推測凹透鏡對光有發(fā)散作用?！驹O(shè)計實驗】讓平行光通過透鏡，觀察平行光通過透鏡后的傳播情況。知識點二透鏡對光線的作用【實驗步驟】1.如圖所示,讓一束跟凸透鏡主光軸平行的光射向凸透鏡，觀察平行光經(jīng)凸透鏡后的傳播方向。2.如圖所示,在凹透鏡的四周加一屏障(用硬紙板開一個圓孔制成),遮住從平行光源射向凹透鏡周圍的光線，觀察平行光經(jīng)凹透鏡后的傳播方向。3.將光屏向遠(yuǎn)離凹透鏡方向移動，觀察光斑的變化情況。知識點二透鏡對光線的作用【分析與論證】1.原來平行的光,經(jīng)凸透鏡后發(fā)生了偏折,偏折后平行光會聚于一點,說明凸透鏡對光有會聚作用。2.原來平行的光,經(jīng)凹透鏡后傳播到光屏上出現(xiàn)一個圓形光斑,該光斑直徑大于圓孔直徑3.光屏距凹透鏡越遠(yuǎn),光斑越大,說明凹透鏡對光有發(fā)散作用

【得出結(jié)論】凸透鏡對光有會聚作用,凹透鏡對光有發(fā)散作用。知識點二透鏡對光線的作用2.透鏡對光的作用的理解。（1）凸透鏡對光有會聚作用，不是指光經(jīng)凸透鏡后一定會聚在一點上，而是指光經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線向主光軸偏折，如圖。（2）凹透鏡對光有發(fā)散作用，是指光經(jīng)凹透鏡折射后，折射光線偏離主光軸，經(jīng)凹透鏡折射后的光線也可能相交于一點，如圖。典例精析

【解析】[1]由圖可知，甲、丙透鏡中間比邊緣厚是凸透鏡，對光線具有會聚作用，乙、丁透鏡中間比邊緣薄是凹透鏡，對光線具有發(fā)散作用。[2][3]通過戊透鏡的光線比起入射光線更加遠(yuǎn)離主光軸，所以戊透鏡對光線有發(fā)散作用，因此戊是凹透鏡，從圖知，通過己透鏡的光線比入射光線向主光軸靠攏，所以己透鏡對光線有會聚作用，因此己是凸透鏡。典例1．（2023秋·云南·八年級云南師范大學(xué)實驗中學(xué)?？计谀┰谝韵滤姆N透鏡中，能對光線起會聚作用的是

。如圖所示，是小臻同學(xué)用激光分別射向戊、己兩透鏡后光的傳播路徑，由圖可知

（選填“戊”或“己”）透鏡是凸透鏡，對光線具有

作用。甲、丙己會聚知識點三透鏡的焦點、焦距及三條特殊光線1.焦點：（1）平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會聚于主軸上一點，這一點叫凸透鏡的焦點（F）。凸透鏡的焦點有兩個，分別位于凸透鏡的兩側(cè)，是實際光線會聚而成的，叫實焦點。如圖甲。（2）平行于凹透鏡主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線會交于主光軸上一點，這一點叫凹透鏡的焦點（F）。凹透鏡也具有兩個焦點，分別位于凹透鏡兩側(cè)。由于凹透鏡的焦點是由折射折射光線的反向延長線相交而成，叫虛焦點。如上圖乙。知識點三透鏡的焦點、焦距及三條特殊光線2.焦距（1）定義：焦點到光心的距離叫焦距，用f表示。上兩圖中已標(biāo)出焦距。（2）凸透鏡的焦距長短反映了凸透鏡對光線會聚能力的強(qiáng)弱，焦距越短，會聚能力越強(qiáng)；凹透鏡的焦距長短反映了凹透鏡對光線發(fā)散能力的強(qiáng)弱，焦距越短，發(fā)散能力越強(qiáng)。（3）相同口徑的凸透鏡，表面越凸，焦距越短，會聚作用就越強(qiáng)，光線通過透鏡后偏折得越厲害。知識點三透鏡的焦點、焦距及三條特殊光線（4）粗略測量凸透鏡焦距的方法——平行光聚焦法如圖所示，將凸透鏡正對著太陽光(可看成是平行光)，再拿一張紙放在它的另一側(cè)，來回移動，直到紙上的光斑最小、最亮，測量這個光斑到凸透鏡光心的距離，即為該凸透鏡的焦距。3.透鏡的三條特殊光線：（1）凸透鏡的三條特殊光線：①通過凸透鏡光心的光線傳播方向不發(fā)生改變，如圖；知識點三透鏡的焦點、焦距及三條特殊光線②過凸透鏡焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線平行于主光軸，如圖；③平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線過焦點，如圖丙。（2）凹透鏡的三條特殊光線：①通過凹透鏡光心的光線傳播方向不發(fā)生改變，如圖；②射向凹透鏡的光線，如果其延長線通過焦點，則該光線經(jīng)凹透鏡折射后，折射光線平行于主光軸，如圖；③平行于凹透鏡主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過凹透鏡的焦點，如圖。典例2．（2023·全國·九年級校聯(lián)考專題練習(xí)）如圖所示，凸透鏡正對著太陽光，來回移動另一側(cè)的紙片，得到最小、最亮的光斑時，紙片距離凸透鏡中心10cm，則此凸透鏡的焦距是

cm；接著將紙片遠(yuǎn)離凸透鏡移動，紙片上的光斑

（選填“變大”、“變小”或“不變”），紙片上光斑與凸透鏡的鏡面大小相同時，紙片距離凸透鏡的中心是

cm。知識點三透鏡的焦點、焦距及三條特殊光線典例精析

10變大20

【解析】[1]平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距。故讓一透鏡正對太陽光，用一張白紙在它的另一側(cè)前后移動，直到紙上的光斑變得最小、最亮，這個點叫做透鏡的焦點。因為焦點到凸透鏡中心的距離為10cm，則該透鏡的焦距為10cm。[2]因為凸透鏡會聚在焦點的光最亮、最小，所以接著將紙片遠(yuǎn)離凸透鏡移動，則光斑將一直變大，亮度會越來越暗。[3]凸透鏡正對太陽光，光線平行于主光軸，會聚成焦點F，光線到焦點F，不會停止，繼續(xù)傳播，形成和凸透鏡口徑相同的光斑，如圖所示：凸透鏡中心到光斑的距離是f=10cm，由圖可知，紙片距離凸透鏡的中心為L=2f=20cm典例精析

典例3．（2023·廣東深圳·統(tǒng)考中考真題）畫出兩條光線經(jīng)透鏡折射后的光路?！窘馕觥坑捎谕雇哥R能將平行光會聚到焦點上，所以平行于主光軸的光，經(jīng)過凸透鏡折射，經(jīng)過焦點；經(jīng)過光心的光，不發(fā)生折射，沿原來的傳播方向傳播，如下圖所示：典例精析

知識點四利用透鏡對光的作用作圖1.實際生活中有些光學(xué)元件既用到了面鏡，又用到了透鏡，解決這類問題，可用綜合分析法，即綜合各種元件對光的作用完成光路，或填充相應(yīng)的光學(xué)元件。2.判斷透鏡類型的技巧：用虛線延長入射光線與折射光線做比較（1）延長線在折射光線外側(cè)→凸透鏡；（2）延長線在折射光線內(nèi)側(cè)→凹透鏡。3.透鏡光路作圖方法：判斷透鏡類型→判斷所給光線的特點→根據(jù)三條特殊入射光線的折射特點作圖。知識點三利用透鏡對光的作用作圖4.利用透鏡的三條特殊光線尋找像點物體發(fā)出的光通過透鏡后都可能成像，尋找像點的方法：通過物體上的某點A，向透鏡引出任意兩條特殊光線（可以是過光心的光線、過透鏡焦點的光線或平行于主光軸的光線中的兩條），若出射光線能相交于一點，則該點為物體上A點的實像點；若出射光線不能相交于一點，但其反向延長線相交于一點，則該點為物體上A的虛像點。5.光學(xué)綜合作圖要熟記光的反射定律和光的折射規(guī)律。要根據(jù)以下內(nèi)容完成光路圖：(1)平面鏡與凸透鏡的聯(lián)系：平面鏡的反射光線也是過凸透鏡焦點的入射光線；知識點三利用透鏡對光的作用作圖(2)對于凸透鏡：過焦點的入射光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸射出；(3)對于平面鏡：反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角。典例4．（2023·四川成都·統(tǒng)考中考真題）如圖甲所示是博物館內(nèi)“劉充國印”的展臺，上方是凸透鏡，透過它能看到放大的印章；下方是平面鏡，通過它能看到印章底部的字。圖乙是其示意圖，F(xiàn)為凸透鏡的焦點，O為凸透鏡的光心，光線a平行于凸透鏡的主光軸（圖中虛線）。請在圖乙中畫出：①光線a經(jīng)過凸透鏡折射后的光線；②光線b經(jīng)過平面鏡反射后的光線。典例精析

典例精析

【解析】凸透鏡能將平行光會聚到焦點，所以平行于主光軸的光線a經(jīng)過凸透鏡后，會聚于焦點；先過入射點做法線垂直于平面鏡，由光的反射定律可得，反射角等于入射角，做出反射光線，如下圖所示：典例精析

典例5．（2023·陜西渭南·統(tǒng)考一模）如圖所示，光源S發(fā)出的一條光線經(jīng)平面鏡反射后射向凹透鏡右側(cè)的焦點F。請畫出這條入射光線、反射光線和被凹透鏡折射的光線?！窘馕觥扛鶕?jù)平面鏡成像的特點作光源S的像，光源S發(fā)出的一條光線經(jīng)平面鏡反射后射向凹透鏡右側(cè)的焦點F，連接與平面鏡的交點為入射點，連接光源S、入射點為入射光線，則反射光線的延長線過凹透鏡的右焦點，則反射光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于凹透鏡的主光軸，如圖所示課堂反饋1．（2023秋·上海寶山·八年級統(tǒng)考期末）如圖所示的透鏡中，凹透鏡是（）A．

B．

C．

D．

2．（2023·四川·九年級專題練習(xí)）烈日下，汽車玻璃窗上的小水珠應(yīng)盡快擦干，這是由于小水珠相當(dāng)于一個

鏡，對太陽光有

作用，可能使車內(nèi)某處溫度升高而導(dǎo)致火災(zāi)。3．（2023·山東煙臺·統(tǒng)考中考真題）光通過透鏡會發(fā)生折射，請將圖中的入射光線或折射光線補(bǔ)畫完整。凸透

B

會聚

4．（2023·江蘇南通·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖，凹透鏡光路中，分別作出入射光線對應(yīng)的出射光線。5．（2023·安徽合肥·校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，A'B'是物體AB經(jīng)過凸透鏡在光屏上所成的像，F(xiàn)是凸透鏡的焦點，請通過作圖找出物體AB的位置。

課堂反饋6．（2023·廣東湛江·湛江一中培才學(xué)校?？寄M預(yù)測）如圖所示，水面是凸透鏡的主光軸，F(xiàn)是其焦點。請在圖中作出a光線的入射光線和它在水面的反射光線以及進(jìn)入水中折射光線的大致位置。7．（2023·廣東佛山·統(tǒng)考三模）如圖所示，請作出水中大致的入射光線和經(jīng)過凹透鏡后的折射光線。

課堂反饋課堂反饋8．（2023·廣東江門·江門市第二中學(xué)?？级＃┤鐖D所示，F(xiàn)為凹透鏡的焦點，OO'為凹透鏡的主光軸，AB為經(jīng)凹透鏡折射后的一條平行于主光軸的光線，在凹透鏡的右側(cè)有一平面鏡NM，它與主光