會聚鏡與發(fā)散教學設計

第30卷第0200年0

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Vol30NoOc“會聚鏡”與“發(fā)散鏡”(江蘇省金壇市中學初中物理光學知識包括光的折射和反射.在設計這部分內容的教學方案時,筆者把中涉及到的凹面鏡、凹透鏡、凸面鏡、凸透鏡,一、

聚鏡”與“發(fā)散鏡”,并對這兩類鏡由表及里,由析,收到了較好的效果.這一教學方案的設計思想由三個部分組成,現分述如下.平行光經光學鏡使得照射面積減小平行光經光學鏡使得照射面積增加,.照相機、投影儀、放大鏡鏡頭等.規(guī)律1凡面鏡遵循光的反射定律,透鏡會聚鏡”的焦點均為實焦點,“發(fā)散鏡”光線經會聚鏡反射光照面積變小,亮度增強;光線經發(fā)散鏡反射,光照面積變大,亮二、1)概念反射面是球面的一部分

(2)凹面鏡對光線具會聚作用,·2·1所示C——球面的球心R——球面的半徑O——鏡面的中心 1(鏡的頂點——1AB(平行于主軸),BF、B′F分別是反射光線,BC、B′C分別是過點B、(半徑方向).∠ABC=∠CBF=∠ CF=BF當光線AB接近主軸(近軸光線)入射時,FO=BF FO=FC=2 f=R(f為凹面鏡焦距)2說明:焦距為曲率半徑的一半,同理當入也一定經過焦點F,所以凹面鏡對光線有會聚

偏折要求①先讓學生觀察三種光學鏡的外形,即有影部分形狀是否相似?②確定凸透鏡、凹透鏡哪部分最厚哪部③提問斜射到三棱鏡一側面上的光線經二次折射后,光線向哪個部分偏折?作用(3)凸面鏡對光線具有發(fā)散作用,其光路如圖2所示.AB、分,BD、射光線CB、C分別為法線,F為其

· 設問:通過外觀比較,你領悟到什么規(guī)律厚度較厚的方向偏折.想想看,事實是否這樣圖由光密介質(玻璃)斜射至光疏介質(空氣)時反射光線的反向延長線與主軸的交點——焦點,證明過程同上,f=R.1)過渡知識3所示,試做出光線圖 圖線,OO′B為折射光線,、r、分別為經分析當光由光疏介質(空氣)斜射至光密介質()時,折射光線向法線靠攏,折射rT.,光

由此可見,入射光線AO后兩次折三、1如圖6(a)所示,虛線框左側為光源S發(fā)出的光線,右側為其光線經某光學鏡后射出的光線,試在虛線框內填上合適的光圖61)虛線框內什么鏡都不放光的方向怎樣?(光在同一種均勻介質中沿直線,如圖6(b)的虛線方向所示)(2)事實上射出的光線怎樣?(跟主軸平行,且光照射面積減小,說明光線會聚了)

(3)能會聚光的鏡有凹面鏡和凸透鏡兩種,試問框中放凹面鏡行不行?為什么?(如果放凹面鏡,光線經過它只會發(fā)生反射,即返回原介質,不可能按圖6(a)中所示方向射出.這說明應放凸透鏡)(4)既然凹面鏡不符合光路,應放凸透鏡,那么對凸透鏡的焦距有何具體要求?(如果放一個使焦距f=SO的凸透鏡就能滿足上述要·2·求,6(b)所示5)6(a),如果我們讓一束平行出射且經過點S,虛線框中應是什么透鏡?(我們只要在框中仍放置一個焦距f=SO的凸透鏡即可,這是因為光路是可逆的)7所示.圖中虛線方向為框中不放鏡時光線的方向.由此可見由焦點發(fā)出的光線經凸透鏡折射后成為平經凸透鏡折射后會聚 圖焦點28(a)所示,虛線框左側為平行光入射,右側為其光線經某光學鏡后的射出光,試在虛線框中填上合適的光學鏡.分析提問(1)虛線框內什么鏡都不放,光的方向怎樣?(光在同一種均勻介質中沿直線,如圖8(b)虛線方向所示)(2)經光學鏡作用后,光線方向發(fā)生了怎樣的變化?(發(fā)散了,且光照射面積擴大了說明該鏡對光線具有發(fā)散作用)(3)凸面鏡、凹透鏡均能使光發(fā)散,試問框中放凸面鏡可以嗎?為什么?(不行,因為凸面鏡只能使光反射,而不能使光折射,故應放凹透鏡)(4)如果放凹透鏡,對其焦距的長短有什么具體要求?(f=SO的凹透鏡.如圖8(b)所示)分析和講解完本例題后,仿效例1中最后的分析提問(5),

出如下結論:與主軸平行的光線經凹透鏡折射軸相交,其交點稱為“虛焦點”;通過凹透鏡的虛綜上所述,無論凸透鏡還是凹透鏡,光線3如圖9(a)所示為平行光經凹面鏡反射后的光路圖.試根據光路的可逆性原理,確定手電筒中的小電珠應放置在什么位置并如圖8(b)中沿虛線框右側的實線方向入射,而左側的出射光線是平行光時,虛線框中應是什么透鏡,通過分析使學生對光路可逆性原理進一步理解根據上面兩例分析,我們便可歸納圖9說明9(c)d)C為球面球心,虛線為法線,(c)和(d)兩圖均是根據光的反分析(1)由圖9(a)可知,與主軸平行的光線經凹面鏡反射后相交于一點(焦點),光被會聚,故凹面鏡為會聚面鏡.灶等(2)根據光路的可逆性原理,由焦點發(fā)·2·

去,手電筒、