凸镜成像原理

第三章第四节凸透镜成像【教学目标】1、知识和技能目标。（1） 、会区别凸透镜和凹透镜，知道凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线有发散作用；（2） 、知道凸透镜的焦点、焦距、主光轴、光心、物距和像距等基本概念；（3） 、会利用3条特殊光线作凸透镜成像的光路图；（4） 、能借助光路图理解（而不是死记硬背）凸透镜成放大、等大和缩小实像，成放大虚像的条件；（5） 、能借助光路图测量物距、像距或像高等。（6） 、知道放大镜、眼睛、照相机、幻灯机的成像原理。2、 过程和方法目标。（1） 、学生能在探究活动中初步获得提出问题的能力、观察能力、实验操作能力。（2） 、通过探究活动，体验科学探索的全过程和方法。（3） 、学习从物理现象中建立物理概念，归纳学习科学规律的方法。3、 情感、态度和价值观目标。（1） 、激发学生对科学的求知欲，勇于探索自然现象和日常生活中的物理学的原理。（2） 、培养学生认真严谨的科学态度、探究创造的心理品质及互相协作的团队精神。（3） 、乐于参加观察、实验等科学实践。【教学设计思路】通过实验，学会用太阳光粗略测定凸透镜的焦距，不仅能帮助理解焦点、焦距概念，还能朋友学生的创新精神和实践能力。凸透镜成像规律是本章最大的难点。要让学生充分活动，在探索实验活动中发现和体会凸透镜成放大、等大和缩小实像，成放大虚像的条件，再通过成像作图练习，来加深对凸透镜成像规律的理解。第1课时：阅读p60-61课文，完成《卡片》p45-46观察和实验，知道凸透镜和凹透镜的区别和对光线的不同作用。了解物体放在凸透镜前不同位置时能产生不同的像。学习测定凸透镜焦距的方法。完成课本p63练习1、2、3。第2课时：本节课的内容包括五个环节：一是创设情景提出问题；二是观察实验提出猜测；三是设计方案实验探究；四是分析归纳找出规律；五是联系实际

延伸思维。引导学生实验，并从实验中得出凸透镜成像规律是本设计要突破的难点。方法是：引导学生通过两个体验活动，猜想影响凸透镜成不同像的因素是物距，在小组讨论的基础上得出实验方案，并进行实验探究。凸透镜成像规律的探究过程是本设计要突出的重点。方法是：通过“探究凸透镜成像规律”的实验，对实验数据进行整理和重组，分析成像情况找出规律。关注学生的差异性，为了让每一个学生得到发展，在学生实验探究中渗透分层递进教学思想。阅读p61-62课文，完成《卡片》p46-47实验，归纳凸透镜成像规律。学会用3条特殊光线作图法来理解凸透镜成像规律。完成课本p63练习7、8。第3课时：阅读p62课文，知道凸透镜成像规律在眼睛、照相机、放大镜、幻灯机等光学仪器中的应用。完成课本p63练习4、5、6【教学重点难点】重点难点：凸透镜成像规律【教学准备】教师准备：蜡烛、火柴、凸透镜（f=10cm）、光屏及光具座若干组、多媒体课件【教学课时】3课时。【教学过程】第一课时：一、复习1、三棱镜对光的偏折作用说明：三棱镜使光的传播方向发生了改变，光线经过两次折射后，光路向下偏折。二、新课1、 问题：如果两个三棱镜如图所示放置，从点光源发散出来的光线经过后，传播方向会怎样改变？答：会聚。2、 展示：给学生观察凹凸透镜，找找它们有什么不同。答：凸透镜的表面向外凸，凹透镜的表面向内凹。3、板书：凸透镜：中间厚度大于边缘厚度的透镜。凹透镜：中间厚度小于边缘厚度的透镜。

三、凹凸透镜对光线的作用1、 演示实验：凸透镜对光线的会聚作用。现象：三束平行光线经凸透镜折射后，会聚于一点。2、 演示实验：凹透镜对光线的发散作用。3、 现象：三束平行光线经凹透镜折射后，变成发散光线。四、凹凸透镜1、 阅读课本60页。2、 凹凸透镜的主光轴和光心。光心0:透镜中主光轴上的点。主光轴:通过透镜球面的球心cic2的直线。3、凹凸透镜的焦点和焦距。3、凹凸透镜的焦点和焦距。焦点：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点F，该点称为凸透镜的焦点。透镜两侧各有一个焦点。

焦距：从光心到焦点的距离称为焦距，用f表示。说明：凸透镜球面越凸，焦距越短，对光线的会聚作用越明显。虚焦点：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后变成发散光线，它们的反向延长线相交于主光轴上一点F，该点称为凹透镜的虚焦点。透镜两侧各有一个虚焦点。4、三条特殊光线（1）、通过光心的光线不改变方向。而任何其他方向的光线，经过透镜折射后都要发生偏折。（1）、通过光心的光线不改变方向。（2）、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚于焦点。点。（3）、从焦点发出的光线经凸透镜折射后，变成平行光线。平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，它们的反向延长线会聚于虚焦点。（3）、从焦点发出的光线经凸透镜折射后，变成平行光线。五、布置作业1、 课本63页1、2、32、 预习活动卡45页第二课时：一、旧知识准备：光的反射概念、光的折射概念、凸、凹透镜对光线的作用、像的概念二、 创设情景，提出问题1、 学生实验：活动卡45页1、2。2、 问：同学们，你们看了以上几种成像情况，你们有什么疑问要问老师吗？（学生提出自己的疑问，老师聚合学生问题。引出课题：凸透镜成像规律。）三、 观察实验，提出猜测观察：用手中的凸透镜观察自己手指的指纹。实验观察：用手中的凸透镜使窗户在屏上成像，观察光屏上成像情况问：同学们，为什么同一个凸透镜，有时成放大正立的像，有时成缩小倒立的像？是什么因素影响了所成像的正倒、大小呢？猜想：成像的物体到凸透镜的距离四、 设计方案实验探究分组讨论：（1）实验设计思想（2） 实验具体操作步骤（3） 实验过程中观察什么现象？记录哪些数据？小组间交流：组设计的实验方案展示实验装置并介绍各名称。提问：你是如何理解物距、像距的概念？交流：让学生学会从物理现象中建立物理概念。阅读：学习活动卡46页探究部分的内容。交流：学习活动卡建议的实验探究的方法和你有哪些不同之处？（减少实验的盲目性）。学生实验探究：找寻烛焰通过凸透镜所成的不同的像，并记录物距和像距（教师巡视关注学生，把某些小组存在的问题提出来请同学们分析，加以帮助。同时，先完成实验的同学给出延伸小问题继续探究。）小问题：活动卡47页实验2、3。五、 分析归纳，找出规律汇总并讨论数据：6到8个小组汇报实验时观察到的成像情况和对应的物距、像距，填入表格（活动卡46页）自主活动：选取表中数据中错误的物距、像距重新实验，分析错误原因，加深对像的理解班级讨论：引导学生将物距、像距和凸透镜的焦距、二倍焦距进行比较，找出凸透镜成像规律。六、 联系实际，延伸思维看凸透镜成像（flash）学生总结：凸透镜成像规律班级交流：（1） 开始时，同学们用凸透镜看自己的指纹，实际上你们通过凸透镜看到的，是你的实际指纹吗？（2） 你能说出像的性质吗？（3） 此时手指距凸透镜的距离与焦距比较，有什么关系？在实际生活中，当你遇到什么困难时，你可这样运用凸透镜。七、布置作业第三课时：凸透镜的应用【教学目标】1、知识和技能目标。（1） 、通过使用放大镜的边学边实验，使学生知道放大镜的原理。（2） 、通过照相机的结构展示、示范操作和用计算机模拟演示拍摄景物的过程，使学生知道照相机的原理及基本构造，初步学会照相机的使用方法。（3） 、通过计算机模拟演示人眼看景物的过程，使学生知道人眼的视觉原理和校正近、远视眼的方法。（4） 、通过调节投影仪（课本介绍的书写投影仪）的演示，使学生知道投影仪的基本原理并了解其调节方法。2、过程和方法目标。（1） 、通过对照相机、人眼、投影仪、放大镜原理的分析，逐步培养学生运用所学基础知识分析实际问题的能力。（2） 、通过投影和观察活动，结合对像和影、实像与虚像成因的教学，使学生初步学习分析和综合的思维方法。3、情感、态度和价值观目标。（1） 、通过对照相机、投影仪结构和使用技能的教学，使学生感受到将所学物理知识应用于生活实际的乐趣，提高学生学习物理的兴趣和积极性.（2） 、通过介绍我国科学家关于“纳米眼球”的科技成果，对学生进行爱国主义和民族自豪感的教育.激励学生学科学、爱科学、讲科学，将来献身于祖国的科技事业.【教学重点难点】重点：知道放大镜、照相机、投影仪的原理.难点：照相机的使用技能，照相机和人眼的调节。【教学准备】教师准备：凸透镜、照相机、投影仪、计算机、电视机、多媒体课件、光具座、蜡烛、光屏等【教学课时】1课时。【教学过程】一、引入提问；请说出凸透镜的成像规律.（引导学生在回顾前面所学知识的基础上填写下表，然后回答这个规律的内容）物距（u）保的大小像的正倒像的虚实像距（v）u>2fu=2ff<u<2fu<f边学边实验：在光具座上分别放上蜡烛、凸透镜、光屏，并使它们调节在同一高度，要求探究：当物距大于焦距时，物体向凸透镜移近，像的大小、像距将怎样变化，（引导学生讨论后，归纳得出结论）结论：物距减小时，像距增大，像变大.边学边实验：要求继续探究像距不变时，换用不同焦距的凸透镜，怎样形成清晰的像.（学生通过实验，自己得出结论）结论：必须改变物距的大小，才有可能重新形成清晰的像.二、新课教学放大镜实验：把一凸透镜放在课本之上，通过凸透镜看课本上的字.问：看到了什么现象?利用了凸透镜的哪一个成像规律？答：看到正立、放大的像，利用了u<f时成正立、放大、虚像的规律.实验：把凸透镜逐渐远离课本上的宇时，通过透镜看成像情况，问：看到了什么现象?说明了什么问题？答：首先是正立、逐渐变大的像，后像消失，最后变成倒立、逐渐缩小的像.说明了要成正立、放大的像是有条件的，结论：凸透镜用作放大镜时，必须满足u<f条件.问：日常生活中利用这种现象的有哪些事例？（学生讨论片刻后回答）答：把手指靠在放满水的烧杯上，透过烧杯看手指，体温计中盛水银的玻璃管做成三棱形.（让学生代表观察体温计是否把细的水银柱放大了）照相机和眼睛.提出问题：照相机是利用什么原理制成的？展示与演示：（1） 、出示照相机，介绍照相机的基本构造：主要由凸透镜、光圈、快门和暗盒等部件组成。（2） 、示范操作照相机：怎样使用照相机照相。（3） 、计算机模拟演示:显示照相机的成像光路、调焦、调节光圈和快门的方法.（有关内容见后面的“教学设计讨论”）结论：照相机是利用了凸透镜成倒立、缩小实像的原理制成的.（对像的倒立还是正立，需进行分析、讨论）提出问题：人的眼睛能看到景物，它是利用什么原理呢？计算机模拟演示：显示人眼的剖视图、构造、成像情况、调节方法，近视眼、远视眼的成因及校正方法。（见后面的“教学设计讨论”）结论：眼睛看景物，成的是倒立、缩小的实像；人的眼睛靠调节品状体的平凹程度，改变焦距而获得清晰的像（应与照相机成像作对比）；近视眼的校正是利用凹透镜的发散作用，而远视眼的校正是利用凸透镜的会聚作用。指导自学：组织、指导学生阅读课本第84页关于“纳米眼球”的一段课文，了解我国科学家的崭新科技成果一一纳米眼球的试制.投影仪提出问题：课本上介绍的书写投影仪是利用什么原理制成的？展示与演示：放上投影片，操作投影仪使其工作.（引导学生分析概括出书写投影仪的成像原理）结论：这种投影仪是利用了凸透镜成倒立、放大实像的原理制成的.（对像的倒立还是正立，需进行分析、讨论）演示实验：使银幕上的像变大的调节方法.（启发学生进一步分析原理，讲出调节方法，然后请一位学生上讲台具体操作）凸透镜的其他应用问：凸透镜除应用在放大镜、照相机、投影仪上，还有哪些应用？答：显微镜、望远镜、摄像机等•（教师投影课本图5—56并出示有关实物，进行常识性介绍）三、当堂巩固1、本节小结结合本节内容小结凸透镜的成像规律及其应用.（用投影片展示下表）物距（u）像的大小像