透镜和视觉（教学设计）-2024浙教版科学八年级上册

152透镜和视觉（第2课时）（教学设计）

年级八年级授课时间

课题1.5.2透镜和视觉

科学观念:掌握凸透镜所成像的性质，并学会凸透镜的一些应用实例,建立完整的光

科学观念.

科学思维:利用凸透镜成像实验总结、归纳凸透镜成像规律，建立和提升解题思维，

教学

并能用凸透镜成像规律解释相关的实际问题；

目标

探索实践:通过实验探究，了解凸透镜成像规律，提升学生动手、动脑、观察、分析

和概括的能力。

态度责任:培养尊重客观数据、严谨的态度责任

重点：

教学两种透镜的特点以及凸透镜成像规律

重难点难点：

凸透镜成像规律

本节内容选自浙教版八上第一章第5节第2课时。学生在接触本节内容前，已

经学习了透镜H勺基本概念和光的折射现象，对生活中常见的凸透镜应用有•定的感

性认知，但对其背后的成像原理缺乏系统性理解。这一阶段的学生思维正从具象向

抽象过渡，时实验探究抱有较强兴趣，动手能力和观察能力有了一定基础，但在实

验操作的规范性、数据记录的严谨性以及从现象中提炼规律的逻辑思维方面仍存在

不足。

学情学生容易混淆“实像”和“虚像”的概念，对“焦距”“物距”“像距”等

分析术语的理解可能停留在表面,尤其对“1倍焦距”“2倍焦距”作为成像规律分界

点的意义难以快速把握。此外，学生在数学关系与物理现象的对应上可能出现脱节

比如难以将“u>2f”与“倒立缩小的实像”建立直接联系部分学生因生活经验的

局限性，可能认为“放大镜总能放大物体”，对■“用放大镜看远处会成倒立缩小的

像”存在认知冲突。同时，学生的合作探究能力存在差异，部分学生在小组实验中

可能处于被动观望状态，需要教师针对性引导。因此教学中需通过直观实验、生活

实例对比和阶梯式问题引导，帮助学生突破抽象概念的理解难点，逐步建立成像规

律与实际应用H勺联系。

教学

课件、课本、视频、活动器材等

准备

教学过程

教师活动设计意图

同学们，你们有没有用过放大镜？试试用放大镜对着课本上的字，慢慢移动放大镜，观

察字的大小和正倒有什么变化？请一位同学到讲台前操作，其他同学观察现象。

通过生活

化的放大

镜使用体

验引入新

课，将抽

象的物理

新

概念与学

课当放大镜离课本很近时，字是放大的、正立的；但慢慢把放大镜移远后，字会变得倒立,

生日常生

导甚至模糊一一这是为什么

活经验相

入

联系，激

发学习兴

趣，建立

新旧知识

的连接

点。

总结：凸透镜（放大镜）能成像.但像的大小、F倒会随位置变化,这节课我们一起来

探索其中的规律!

探索活动

如图1.5-5所示，在桌上放一块凸透镜，在凸透镜的一-侧点燃一支蜡烛，调节蜡烛与凸

透镜的距离，使蜡烛在光屏上得到倒立的像。

通过图示

1.在光屏上所成的像，是来自蜡烛的光通过凸透镜会聚而形成的，这样的像叫作实像

和文字说

(realimage)。凸透镜成的实像可以用光屏来承接，实像和蜡烛分别位于凸透镜的两侧,

新明，清晰

如图1.5-6所示。

知界定实

讲像、虚像、

授物距、像

距等基本

概念，为

后续实验

探究奠定

图1.5・6凸透镜成像光路理论基

2.我们用放大镜观察物体时，看到的像跟物体位于凸透镜的同一侧。这是因为通过凸透础，帮助

镜射出的光没有会聚成像，只是人眼逆着射出光的方向看去，能看到像，如图1.5-6学生建立

所示，这样的像叫作虚像。准确的物

理概念。

较远的位置开始实验，然后逐渐减小物距，观察物体所成像的情况。由于凸透镜对光的

会聚程度跟它的焦距有关系，我们可以重点观察物距小于、等于或大于1倍焦距、2倍

焦距……时，物体成像的情况。

3.进行实验。

选择一块焦距f=的凸透镜，用点燃的蜡烛烛焰做物体，用白色硬纸板做光屏来承接蜡

烛烛焰的像，研究蜡烛烛焰所成的像。

把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调节它们的高度，使它们的中心大致处于问

一高度。想一想，为什么要这样做？

蜡烛凸透镜（光屏

使蜡烛的像呈现在光屏中央|.......,.....#三者中心大致处于同一高度

具座.

把蜡烛放在离凸透镜较远的位置上，调整光屏到凸透镜的距离，使蜡烛烛焰在光屏上

成一个清晰的像。观察像的大小、正倒，测出物距u和像距V。

将蜡烛逐次移近凸透镜，重复上面操作。

当蜡烛移近凸透镜，在光屏上观察不到蜡烛烛焰的像时，撤去光屏，试着从光屏一侧

向凸透镜方向观察，能否观察到蜡烛烛焰的像?像的大小、正倒怎样?像的位置在哪里？

4.记录实验数据。

把实验中测得的数据记录在表1.5-1中。

像的性质实验序号物距/cm像距/cm

1

倒立、缩小的像

2

倒立、等大的像1

1

倒立、放大的像2

1

正立、放大的像

2

物距U与焦距f的物距像距

像的性质像的变化情况

关系u/cmv/cm

6015

倒立、缩小的实物距变小时，像距变大，像（相

u>2f

4816像对之前的像，下同）变大

2424

u=2f倒立、等大的实像

1836

物距变小时，像距变大，像变

f<u<2f倒立、放大的实像

1560大

u=f12不成像

8物距变小时，像距变小，成像

正立、放大的虚像

u<f6变小

5.分析与论证。

像的正倒。什么条件下蜡也烛焰经凸透镜成倒立的像?什么条件下成正立的像？

像的虚实。什么条件下蜡灿烛焰经凸透镜成实像?什么条件下成虚像？

像的大小。什么条件下蜡烛焰烛经凸透镜成缩小的实像?什么条件下成放大的实像?能否

成缩小的虚像？

6.实验结论。

当寸，蜡烛烛焰在光屏上成倒立、缩小的像。通过表格

当f_u_2f时，蜡烛烛焰在光屏上成倒立、放大的—像。形式系统

当___时，蜡烛烛焰在光屏上成正立、放大的像。归纳凸透

镜成像规

像的性质

物距像距物、像位置关系律，使复

正倒大小虚实

杂规律简

u>2f倒立缩小实像f<v<2f与物异侧

单化、条

u=2f倒立等大实像v=2f与物异侧

理化，帮

f<u<2f倒立放大实像v>2f与物异侧

u=f不成像助学生建

u<f正立放大虚像与物同侧立清晰的

知识框

实验注意事项

架，便于

（1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较小的凸透镜；

理解和记

（2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距；

忆。

（3）调整光屏时不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距改变;

（4）判断烛焰的像是否最清晰的方法:光屏在某位置时，向前或向

后移动光屏,像都会变模糊.则此位置即为像最清晰的位置.

拓展

利用凸透镜的两条特殊光线探究成像规律（为方便作图，用微示凸透镜），如下所示。

u〉2f时，成倒立、缩小的实像。

u=f时，折射光线是一束平行光线，不u<f时，成王立、放大的虚像。

用简洁易

相交，不成像

记的口诀

巧学妙记

（"一倍焦

一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小,实像分居两侧倒,虚像位于同侧正;物近像远像越大,

距分虚

物远像近像越小。

实；二倍

焦距分大

小…"）帮

助学生快

速掌握凸

透镜成像

规律，提

高学习效

率，减轻

记忆负

担。

成实像时“物近像远像变大”

教材深挖

实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因

(1)若烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度,烛焰的像将成在光屏

的上方或下方，甚至不在光屏上。

(2)当烛焰在凸透镜一倍焦距以外,但非常靠近焦点时，虽然能成实像,但

所成的像很大，像距也很大,而光具座长度和光屏的大小有限，光屏不能

承接到像。

⑶物距等于一倍焦距时,不成像。

(4)物距小于一倍焦距时,成虚像,虚像不能用光屏承接。

例题：若空中有一竖直放置的大凸透镜，在主光轴位置上拉一根钢丝，一个小杂技演员

从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速走来(始终保持u>f)。下列叙述：①小演员每

走一步，像也走一步；②像的脚步始终比小演员大；③像大时脚步大，像小时脚步小，

即“大像”走大步，“小像”走小步；④像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离。

其中正确的是()

A.只有②③正确B.只有①③正确

引入凸透

C.只有①②④正确D.只有①③④正确

镜在日常

生活中的

一|哙

应用实

例，将抽

【解析】解•：因将物体从较远处接近凸透镜焦点的移动时，物距变小，所以像距变大，

象的物理

实像也变大。所以一个小杂技演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速走来，①②③像

规律与实

大时脚步大，像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；故①③正确、②错

误；④因为物距越小，像距越大，像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离，④正确。际应用联

故选：【）。系起来，

二、放大镜、投影仪和照相机增强学习

1.放大镜的实用性

实质：放大镜是一种焦距较小的凸透镜和趣味

原理：u<f时，物体经过凸透镜成正立、放大的虚像性。

使用方法：使用放大镜时，把放大镜放在被观察物体的上方，使物体在凸透镜1倍焦距

以久内，并通过调节放大镜与物体的距离来改变放大倍数深入讲解

三种光学

仪器的工

作原理和

使用方

法，帮助

学生理解

凸透镜成

2.投影仪

像规律在

实质：投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头

实际中的

原理：当把物体（投影片）放在1倍焦距与2倍焦距之间，并距投影仪镜头比较近的位置

应用，培

时，来自物体（投影片）的光，通过凸透镜后会聚在屏幕上，形成放大、倒立的像。

养理论联

使用方法：投影仪与电脑相连接，将电脑上的图文或视频通过投影仪放大

系实际的

___________/屏幕能力。

二/

螺纹透影片

।一L光源

凹面镜

3.数码照相机

实质：数码照相机的镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏

原理：景物在镜头(凸透镜)2倍焦距之外时，能在影像传感微上成一个清晰的倒立、缩

小的实像

使用方法：让景物在照相机镜头的二倍焦距以外，按下快门后，来自景物的光线经过镜

头聚集到影像传感器上

系统总结

矍

凸透镜成

传

像规律及

感

其应用，

器

帮助学生

梳理知识

当按下照相机的快门后，来自景物的光线经过镜头聚集到影像传感器上，影像传感器会

体系，强

将这些光信号转换为电信号，然后将电信号转变成数字信号，数字信号经过处理涔处理.

化对核心

形成特定的图像文件，保存到存储器中。这样，一张数码相片就拍摄完成

内容的学

握，形成

完整的知

识结构。

与声音遇到障碍物会反射一样，光射到水面、桌面或其他物体的表面时也会发牛.反射

(reflection)。我们能够看见不发光的物体，是因为从物体表面反射的光进入了我们的

眼睛。

归纳总结

凸透镜成像规律及其应用

探索活动

用硬纸板做两个直径相差很小的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前

后滑动，如图L5T2。在一个纸筒的一端嵌上一个焦距为5〜10cm的凸透镜，另一个

纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜。这样就做成了照相机模型。在较暗的室内，把凸透镜

对着明亮的室外，拉动纸筒，改变透镜和薄膜间的距离，就可以在薄膜上看到室外景物

清晰的像。如果把薄膜换成感光胶片，就可以得到照相底片了。观察时，薄膜上的景物

是不是倒立的？

外纸筒

凸透镜半透明膜内纸筒

Q科学拓展

显微镜

显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的

一组凸透镜叫作目镜，靠近被观察物体的一组凸透镜叫作物镜。来自被观察物体的光经

过物镜后成一个放大的实像。日镜的作用则像一个普通的放大镜，被物镜放大后的像再

由目镜放大一次，这样，经过两次放大，我们就能看见肉眼看不见的小物体。

Q科学拓展

望远镜

如图所示为折射望远镜，它由两组凸透镜（目镜和物镜）组成。物镜的作用是使远处的

物体在焦点附件成实像，目镜的作用是把这个实像再放大。望远镜物镜的口径比我们眼

睛的瞳孔大得多，它可以会聚更多的光。这样的结构在天文观测中非常重要。现代天文

望远镜都力求把物镜的口径加大，以便观测到更暗的天体。

©科学•技术•工程

光学仪器的发展

光学仪器的发展已经改变了我们观察周围世界的方式，导致了一系列重大的科学发现。

眼镀1609年1826年1960年2012年

意大利工匠制作圆空式段照相机激光郭守旗里远使

彩玻琏片,装在爆伽利咯自制望乏挽，法国人达斐尔美国人梅曼用红空我国爱成世界上口

上，可蒙在曼蕾前，观察无钵。剖戌的单孔照石制造了美一台激役最大的大视场更

精助便读。相机.光器.远钝——郭守联里

远镜正式巡天.

'P思考与讨论

举例说明在生活中凸透镜还有哪些用处。

生活中用到凸透镜的地方比较多,如智能手机的镜头、城市中的各种监控的镜头、各种

投影仪、望远镜、各种显微镜等，这段工具给我们的生活带来了极大的方便

例题：如图所示是小华同学制作的模型照相机。通过调整内外纸筒的相对距离，可以在

半透明膜上看到远处景物倒立的像。下列说法正确的是（）

A.看到远处景物的像的虚像

B.凸透镜与半透明腴之间的距离相当于凸透镜的焦距

C.使用时，应把内纸筒朝明亮的室外，凸透镜朝较暗的室内

I）.看近景时，她应把内纸筒向右拉一些。

外纸筒

凸

透

镜

半透明膜内纸筒

【解析】解：A、根据远处景物的像能成在光屏上，根据实像与虚像的区别，可以确定

这是实像，故A错误。

B、凸透镜与半透明膜之间的距离即镜头与像之间的距离，这是像距，不是凸透镜的焦

距,故B错误：

C、要使室外远处或者近处的物体通过凸透镜成像在半透膜上，所以，使用时应使凸透

镜明亮的室外，故C错误。

1）、看近景时，物体靠近镜头，即物距减小，根据凸透镜成像规律可知，物近像远像变

大，所以要把内筒向右拉，使像距增大，故D正确。

故选：Do

【典例1】小丽利用水透镜探究凸透镜成像规律，实验装置如图所示，此时在光屏上得到•个等大

的像。接着小丽向水透镜中注水使其变厚（水透镜越厚，焦距越小），然后保持水透镜和蜡烛的位

置不变，移动光屏使屏上再次出现一个清晰的像。关于第二次所成像的大小及光屏的移动情况，下

列选项中正确的是（）

A.像一定是放大的

B.像可能是等大的

C.光屏靠近水透镜

D.光屏远离水透镜

n/

孑

mI曙

川川平|川1川|川1|川||

1rrR

m70

误30809010C

堂解：小丽向水透镜中注水使其变厚，此时水透镜凸度变大，焦距变小，对光的会聚能力变强，会将

练光线提前会聚成像，光屏应靠近水透镜才能成清口析的实像；由尸此时像距变小，因此像变小，故

习ABD错误，C正确。

故选：Co

【典例2】某校开展“投影灯的设计和制作”活动，如图甲为投影灯结构，包括光源、透明图标、

凸透镜，通过凸透镜将透明图标上的图案呈现在地面上。由于图标本身不发光，需要光源照射到图

标上。图乙为图标所成的像，则图标的放置方式为（）

;:=|一图标

镜头

图甲图乙

ABCD

解：投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像原理工作的，像与物体，上下、左右都相反，观察各

图可知，C选项中的图标与乙图中的像符合此特点，故C符合题意、ABD不符合题意。

故选：Co

【典例3］如图所示的“梦想成真”是投影灯中图片在地上所成的像。当图片处于凸透镜一倍焦距

和两倍焦距之间时，地面上所成像的性质为倒立、—的实像。人们能从各个方向看见粗糙地面上

的像，这是因为光发生了（填光的反射类型）。

解：（1）由凸透镜成像的规律可知，当图片处于凸透镜一倍焦距和两倍焦距之间时，地面上所成

像的性质为倒立、放大的实像

（2）反射分为漫反射和镜面反射，人们能从各个方向看见粗糙地面上的像，这是因为光发生了漫

反射。

故答案为：放大；漫反射。

【典例4】如图所示，平面镜水平放置且镜面朝上，在镜面上方竖直放置一凸透镜，在凸透镜左侧

主光轴上两倍焦距处有一点光源S,则该点光源在该光具组中可以成一个虚像，一个实像。

S