第五章 透鏡及其應(yīng)用 第1節(jié) 透鏡

第五章透鏡及其應(yīng)用本章講述透鏡的初步知識(shí)和透鏡在日常生活中的應(yīng)用.內(nèi)容包括：透鏡、生活中的透鏡、凸透鏡成像的規(guī)律、眼睛和眼鏡、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡.本章共有5節(jié)：1.第1節(jié)“透鏡”，講述了凸透鏡和凹透鏡，透鏡對(duì)光的作用，透鏡的焦點(diǎn)、焦距；2.第2節(jié)“生活中的透鏡”，介紹了生活中的透鏡：照相機(jī)、投影儀、放大鏡，并簡(jiǎn)單描述凸透鏡成實(shí)像和虛像的主要特征；3.第3節(jié)“凸透鏡成像的規(guī)律”，探究了凸透鏡成倒立縮小實(shí)像、倒立放大實(shí)像、正立放大虛像的規(guī)律；4.第4節(jié)“眼睛和眼鏡”，介紹了眼睛的結(jié)構(gòu)，近視眼、遠(yuǎn)視眼的成因及其矯正；5.第5節(jié)“顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡”，介紹了顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)和成像特點(diǎn)，簡(jiǎn)單講述了人類探索太陽(yáng)系及宇宙的歷程.本章教學(xué)以各種透鏡及其應(yīng)用為學(xué)習(xí)對(duì)象，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣.本章只介紹了凹透鏡最基本的常識(shí)，把凸透鏡基本知識(shí)、凸透鏡成像的規(guī)律以及應(yīng)用作為教學(xué)的主要線索.為了加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，本章教學(xué)要盡量從日常生活現(xiàn)象引入.為了加強(qiáng)實(shí)踐和探究活動(dòng)，教學(xué)時(shí)要把科學(xué)探究作為教學(xué)的重要形式，突出學(xué)生的探究活動(dòng)，注重將傳統(tǒng)教學(xué)和科學(xué)探究相融合.教學(xué)中要注意開闊學(xué)生的視野，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，使學(xué)生更好地理解透鏡.【教學(xué)目標(biāo)】1.在知識(shí)與技能方面：了解透鏡的分類，透鏡的焦點(diǎn)、焦距；知道凸透鏡和凹透鏡對(duì)光的作用；理解凸透鏡的成像規(guī)律和應(yīng)用；認(rèn)識(shí)眼睛的結(jié)構(gòu)，知道眼睛的成像原理，理解遠(yuǎn)視眼、近視眼的成因及其矯正；大致了解顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的基本結(jié)構(gòu)和工作原理.2.在過(guò)程與方法方面：通過(guò)觀察凸透鏡和凹透鏡的實(shí)物及掛圖，明確兩種透鏡的結(jié)構(gòu)特征，培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)觀察抓住事物本質(zhì)特征的能力.通過(guò)制作模型照相機(jī)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力.通過(guò)對(duì)凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)的觀察分析，總結(jié)出凸透鏡的成像規(guī)律，并用列表的方法歸納出凸透鏡成放大或縮小、正立或倒立、實(shí)像或虛像的條件，養(yǎng)成從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.3.在情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面：通過(guò)研究透鏡的作用及特殊光線的作圖，對(duì)學(xué)生進(jìn)行色彩美和線條美的教育.通過(guò)教師、學(xué)生的雙邊教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于參與實(shí)驗(yàn)、制作的興趣.通過(guò)學(xué)習(xí)“眼睛和眼鏡”，培養(yǎng)學(xué)生珍惜生命，關(guān)愛(ài)健康的意識(shí)，使其能自覺(jué)保護(hù)視力.通過(guò)學(xué)習(xí)“顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡”，培養(yǎng)學(xué)生將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、探索宇宙的意識(shí)，并初步認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展和人類生活的影響.【教學(xué)重點(diǎn)】透鏡及其對(duì)光的作用，凸透鏡成像的規(guī)律，凸透鏡在生活、生產(chǎn)、科學(xué)研究中的應(yīng)用.【教學(xué)難點(diǎn)】凸透鏡成像規(guī)律的探究，眼睛看遠(yuǎn)近物體時(shí)睫狀體和晶狀體的變化情況，近視眼、遠(yuǎn)視眼的成因及其矯正.【課時(shí)建議】本章共有5節(jié)，建議8課時(shí).第1節(jié)透鏡1.5課時(shí)第2節(jié)生活中的透鏡1.5課時(shí)第3節(jié)凸透鏡成像的規(guī)律2課時(shí)第1課時(shí)探究凸透鏡成像的規(guī)律第2課時(shí)凸透鏡成像規(guī)律的綜合應(yīng)用第4節(jié)眼睛和眼鏡1課時(shí)第5節(jié)顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡1課時(shí)本章復(fù)習(xí)和總結(jié)1課時(shí)第1節(jié)透鏡【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1.了解什么是凸透鏡，什么是凹透鏡，了解透鏡的焦點(diǎn)、焦距.2.了解凸透鏡和凹透鏡對(duì)光的作用.二、過(guò)程與方法1.通過(guò)觀察凸透鏡和凹透鏡的實(shí)物及掛圖，得出兩種透鏡的不同結(jié)構(gòu)特征，培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)觀察抓住事物本質(zhì)特征的能力.2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生研究、探索新問(wèn)題的能力.三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1.通過(guò)研究透鏡的作用及特殊光線的作圖，對(duì)學(xué)生進(jìn)行色彩美和線條美的教育.2.通過(guò)教師、學(xué)生雙邊教學(xué)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生提出質(zhì)疑，養(yǎng)成學(xué)生主動(dòng)思考、善于思考的習(xí)慣.在學(xué)生的探究過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的研究方法和動(dòng)手操作能力.【教學(xué)重點(diǎn)】透鏡的分類，凸透鏡和凹透鏡的結(jié)構(gòu)特征及對(duì)光的作用.【教學(xué)難點(diǎn)】通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出透鏡的焦點(diǎn)、焦距，掌握透鏡中特殊光線的作圖.【教具準(zhǔn)備】透鏡一組、光具座、光源、老花眼鏡、近視眼鏡、飲料瓶（無(wú)色透明、表面沒(méi)有波紋、去底去瓶口上部）、香、火柴、激光演示器、手電筒、多媒體課件.【教學(xué)課時(shí)】1.5課時(shí)【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一章內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的“挑戰(zhàn)中考訓(xùn)練”中的習(xí)題（教師可針對(duì)性地挑選部分難題講解），加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固.【新課引入】師：同學(xué)們都見(jiàn)過(guò)放大鏡，利用放大鏡我們可以看清用肉眼看不清的小字；有些同學(xué)的視力不好，配上合適的眼鏡就可以看清本來(lái)看不清的物體；假日外出旅游，用照相機(jī)可以把美麗的自然風(fēng)光留為永恒的記憶；上課時(shí)，老師：可以把教學(xué)內(nèi)容事先繪制在膠片上，然后用投影儀打在屏幕上，方便了課堂教學(xué)；醫(yī)院化驗(yàn)室的醫(yī)生，在顯微鏡下可以看見(jiàn)血液中的各種細(xì)胞；科學(xué)家們利用巨大的天文望遠(yuǎn)鏡來(lái)觀察宇宙，接收來(lái)自宇宙的信息，通過(guò)對(duì)這些信息的分析，人們對(duì)宇宙越來(lái)越了解.前面所說(shuō)的放大鏡的鏡片，眼鏡的鏡片，照相機(jī)、投影機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等儀器的鏡頭，都是由透鏡組成的.今天，我們就來(lái)研究透鏡，請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)想了解有關(guān)透鏡的哪些問(wèn)題呢？生1：什么叫透鏡？生2：近視眼鏡和遠(yuǎn)視眼鏡的鏡片一樣嗎？若不一樣，它們由什么透鏡組成？生3：透鏡對(duì)光有什么作用？師：：看來(lái)同學(xué)們對(duì)透鏡有很濃厚的興趣，下面我們就一起來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)透鏡的知識(shí).【進(jìn)行新課】知識(shí)點(diǎn)1凸透鏡和凹透鏡1.透鏡的種類教師出示一組透鏡，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察它們的結(jié)構(gòu)（不可用手摸），然后說(shuō)說(shuō)它們有什么不同，可以如何進(jìn)行分類.學(xué)生觀察、比較、討論后，積極發(fā)言.生1：透鏡都是透明的，它們的表面是球面的一部分.生2：透鏡可以分成兩類，一類是兩面往外凸，也就是中間厚，邊緣薄.另一類是兩面往里凹，也就是中間薄，邊緣厚.教師鼓勵(lì)學(xué)生的回答，并進(jìn)行總結(jié)和板書.教師總結(jié)：（1）透鏡是一種折射鏡，是用玻璃、石英等透明物質(zhì)磨制而成的，它的表面是球面的一部分.光通過(guò)透鏡經(jīng)兩次折射后改變光路，透鏡遵守光的折射規(guī)律.（2）透鏡都具有一定的厚度，其厚度直接影響對(duì)光的作用，透鏡可以分成兩類：凸透鏡和凹透鏡.板書：透鏡的分類:中間厚、邊緣薄的叫凸透鏡；中間薄、邊緣厚的叫凹透鏡.教師展示一個(gè)老花眼鏡和近視眼鏡，請(qǐng)幾名同學(xué)上講臺(tái)通過(guò)觀察和觸摸的方式，對(duì)它們進(jìn)行分類.生1：我發(fā)現(xiàn)近視眼鏡中間薄、邊緣厚，它應(yīng)該是凹透鏡.生2：我發(fā)現(xiàn)老花眼鏡中間厚，邊緣薄，它應(yīng)該是凸透鏡.教師鼓勵(lì)學(xué)生的回答，并引導(dǎo)學(xué)生給例題1中的透鏡進(jìn)行分類，加深學(xué)生的理解.例題1(多媒體展示)如圖所示的六塊透鏡中，屬于凸透鏡的有____，屬于凹透鏡的有____(用字母表示).解析：中間厚、邊緣薄的透鏡是凸透鏡，這樣的透鏡有B、E、F三塊；中間薄、邊緣厚的透鏡是凹透鏡，這樣的透鏡有A、C、D三塊．答案：B、E、FA、C、D2.透鏡的主光軸和光心教師用多媒體播放透鏡的結(jié)構(gòu)圖（如下圖），引導(dǎo)學(xué)生觀察透鏡的主光軸和光心.師：研究透鏡時(shí)常用到兩個(gè)科學(xué)術(shù)語(yǔ)：主光軸和光心.如圖所示，通過(guò)兩個(gè)球面球心的直線叫做主光軸，簡(jiǎn)稱主軸.主軸上有個(gè)特殊的點(diǎn)，通過(guò)這個(gè)點(diǎn)的光傳播方向不變，這個(gè)點(diǎn)叫做透鏡的光心.可以認(rèn)為薄透鏡的光心就在透鏡的中心.板書：1.主光軸：通過(guò)兩個(gè)球面球心的直線叫做主光軸.2.光心：主光軸上經(jīng)過(guò)透鏡中心的點(diǎn)叫做透鏡的光心.課堂演練教師引導(dǎo)學(xué)生做對(duì)應(yīng)練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)課堂作業(yè)部分.知識(shí)點(diǎn)2透鏡對(duì)光的作用師：同學(xué)們現(xiàn)在從透鏡盒中拿出一個(gè)凸透鏡，正對(duì)著太陽(yáng)光，再把一張紙放在它的另一側(cè)，來(lái)回移動(dòng)，觀察有什么變化？生：有亮點(diǎn)產(chǎn)生.師：請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)這個(gè)亮點(diǎn)是怎么形成的？生1：“亮點(diǎn)”很亮說(shuō)明它進(jìn)入我們眼睛中的太陽(yáng)光較多.生2：亮點(diǎn)的形成是因?yàn)樘?yáng)光通過(guò)凸透鏡都會(huì)聚到亮點(diǎn)上了.師：同學(xué)們分析得很對(duì).現(xiàn)在，讓我們調(diào)整凸透鏡到紙的距離，使紙上的光斑變得最小、最亮.測(cè)量這個(gè)最小、最亮的光斑到凸透鏡的距離，記錄下來(lái).換另一個(gè)凸透鏡，重做上面的實(shí)驗(yàn).再換一個(gè)凹透鏡，重做上面的實(shí)驗(yàn)，紙上能夠得到很小、很亮的光斑嗎？這說(shuō)明了什么？生1：說(shuō)明了凸透鏡能使太陽(yáng)光會(huì)聚成亮點(diǎn).生2：用凹透鏡無(wú)論如何移動(dòng)，都得不到很小、很亮的光斑，因此凹透鏡不能使太陽(yáng)光會(huì)聚.師：同學(xué)們回答得非常好，這些現(xiàn)象說(shuō)明凸透鏡和凹透鏡對(duì)光線有不同的作用.但是由于我們觀察不到光的傳播路徑，所以為了對(duì)這個(gè)問(wèn)題作進(jìn)一步的研究，我們來(lái)設(shè)計(jì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn).（教師引導(dǎo)學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1、2、3）實(shí)驗(yàn)1：把凸透鏡放在光具座上，讓光源正對(duì)照過(guò)去，移動(dòng)光屏，有亮點(diǎn).再換凹透鏡重做上面的實(shí)驗(yàn)，無(wú)論怎么移動(dòng)光屏都沒(méi)亮點(diǎn).實(shí)驗(yàn)2：將無(wú)色透明飲料瓶放在水平桌面上，在瓶中放置點(diǎn)燃的香頭，在上面要放凸透鏡或凹透鏡，這就形成一個(gè)“煙室”，用手電筒對(duì)準(zhǔn)透鏡照射，適當(dāng)調(diào)節(jié)手電筒和透鏡的距離，觀察透鏡對(duì)光的作用，看到通過(guò)凸透鏡的光相互靠攏，通過(guò)凹透鏡的光相互遠(yuǎn)離.實(shí)驗(yàn)3：用激光演示器將平行光射向凸透鏡和凹透鏡，觀察到經(jīng)過(guò)凸透鏡的光相互靠攏，經(jīng)過(guò)凹透鏡的光相互遠(yuǎn)離.教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，得出結(jié)論.板書：凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用.課堂演練教師引導(dǎo)學(xué)生做對(duì)應(yīng)練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)課堂作業(yè)部分.知識(shí)點(diǎn)3焦點(diǎn)和焦距師：下面我們?cè)僖黄饘W(xué)習(xí)關(guān)于透鏡的兩個(gè)重要科學(xué)術(shù)語(yǔ)：焦點(diǎn)和焦距，它們決定了透鏡對(duì)光的折射能力.教師用多媒體播放課件“透鏡的焦點(diǎn)和焦距”，并講解.例題2（多媒體展示）某同學(xué)讓凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，用光屏在透鏡的另一側(cè)觀察太陽(yáng)光通過(guò)凸透鏡后的現(xiàn)象，如圖所示，移動(dòng)光屏使光斑最小、最亮，此時(shí)光斑離凸透鏡10cm.據(jù)此，我們可以確定此透鏡的焦距為（）A.5cmB.10cmC.15cmD.20cm解析：陽(yáng)光可看做平行光，通過(guò)凸透鏡的太陽(yáng)光在光屏上會(huì)聚的那個(gè)亮點(diǎn)是此凸透鏡的焦點(diǎn)所在的位置，它到凸透鏡的距離就是此凸透鏡的焦距，所以題中凸透鏡的焦距為10cm.答案：B教師用多媒體展示課件“凸透鏡與凹透鏡的比較”，并講解.課堂演練教師引導(dǎo)學(xué)生做對(duì)應(yīng)練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)課堂作業(yè)部分.知識(shí)點(diǎn)4透鏡中的三條特殊光路師：在透鏡中有三條特殊的光線分別是：①平行于主光軸的光線；②通過(guò)焦點(diǎn)（或反向延長(zhǎng)線通過(guò)焦點(diǎn)）的光線；③通過(guò)光心的光線.這三條光線通過(guò)透鏡后的折射情況是怎樣的呢？下面我們就一起來(lái)探究它們.教師用多媒體播放課件“透鏡中的三條特殊光路”，并講解.透鏡中的三條特殊光路（多媒體課件）課堂演練教師引導(dǎo)學(xué)生做對(duì)應(yīng)練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)課堂作業(yè)部分.【教師結(jié)束語(yǔ)】這節(jié)課我們學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是知道凸透鏡、凹透鏡對(duì)光線的作用，及凸透鏡、凹透鏡的焦點(diǎn)、焦距.難點(diǎn)是根據(jù)透鏡對(duì)光線的作用特點(diǎn)來(lái)完成光路圖.學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)做好實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真觀察現(xiàn)象，并注意運(yùn)用已學(xué)過(guò)的光路可逆性原理來(lái)完成有關(guān)的光路圖.課后作業(yè)請(qǐng)同學(xué)們完成對(duì)應(yīng)練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)課后作業(yè)部分.1.我在教學(xué)過(guò)程中首先注意引導(dǎo)學(xué)生觀察身邊的現(xiàn)象，從生活走向物理