1、第 5 章 透镜及其应用 第 1 节 透 镜 1.知道凸透镜和凹透镜,知道凸透镜的焦点和焦距. 2.了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用. 一、凸透镜和凹透镜 【自主预习】 阅读课本第 90、91 页,完成下列填空: 1.镜片中间厚、边缘薄的透镜,叫做凸透镜. 2.镜片中间薄、边缘厚的透镜,叫做凹透镜. 3.透镜上通过两个球面球心的直线叫做主光轴,简称主轴. 4.在透镜主光轴上,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫做该透镜的光心. 【小组讨论】 1.取一个放大镜,用手摸一摸它的中间和边缘部分,发现厚度不一样,中间厚,边缘 薄.(填“厚”或“薄”) 2.取近视眼镜的镜片,用手摸一摸它的
2、中间和边缘部分,发现厚度不一样,中间薄,边缘 厚.(填“厚”或“薄”) 【教师点拨】 此处透镜的分类是依据透镜的形状特点进行的.应将透镜中间的厚度与透镜边缘的厚度 进行对比,进而得出透镜是凸透镜还是凹透镜的结论.因此中间凸出来的透镜不一定就是凸 透镜,如果中间凸出来,但是其厚度与边缘处的厚度相比,要薄些,仍然属于凹透镜. 【跟踪训练】 一些透镜的截面如图所示,在这些透镜中: (1)属于凸透镜的是 A、B、D,它们的共同特点是中间厚,边缘薄. (2)属于凹透镜的是 C、E,它们的共同特点是中间薄,边缘厚. 二、透镜对光的作用 【自主预习】 阅读课本第 91、92 页,完成下列填空: 1.凸透镜对
3、光有会聚作用. 2.凹透镜对光有发散作用. 3.平行于凸透镜主光轴的光经凸透镜折射后,折射光线会聚于一点射出. 4.从凸透镜焦点发出(或过焦点)的光经凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴射出. 5.平行于凹透镜主光轴的光,经凹透镜折射后,折射光线发散射出,其反向延长线将交于 同侧虚焦点. 6.延长线经过凹透镜虚焦点的光,经凹透镜折射后,折射光线将平行于主光轴射出. 【小组讨论】 1.如图所示,使用两支激光灯,平行于凸透镜的主光轴向凸透镜照射,发现通过凸透镜后 的折射光线将交于一点. 2.如图所示,使用两支激光灯,平行于凹透镜的主光轴向凹透镜照射,发现通过凹透镜后 的折射光线将散开. 【教师点拨】
4、 1.凸透镜对光具有会聚作用,不是指凸透镜一定使光线经过凸透镜后相交.一束平行光 变得会聚、发散光变得平行(或更靠拢一些)、会聚光变得更会聚都是会聚作用的体现. 2.凹透镜对光具有发散作用,不是指凹透镜一定使光线经过凹透镜后散开.一束平行光 变得发散、 会聚光变得平行(或使相交的点变得更远)、 发散光变得更发散都是发散作用的体 现. 3.当我们知道平行于凸透镜主光轴的光经过透镜后会聚于焦点这一光路后,可以利用 “光路可逆”知识理解从焦点处发出的光经过凸透镜后会平行于透镜主光轴射出. 【跟踪训练】 放在凸透镜主光轴上焦点以内的点光源S发出的光,通过凸透镜后的光路如图所示,则下列 说法正确的是 (
5、 D ) A.凸透镜可以对光线起发散作用 B.凸透镜只对平行于主轴的光线起会聚作用 C.通过凸透镜后的光线是发散的,因此凸透镜的作用是对光线起发散作用 D.通过凸透镜后的光线发散程度比原来小,仍然是会聚的一种表现 三、焦点和焦距 【自主预习】 阅读课本第 92 页,完成下列填空: 1.凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫做焦点. 2.焦点到光心的距离叫做焦距. 3.让凸透镜正对太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,改变透镜与纸的距离,直到纸上的 光斑变得最小、最亮,测量出纸到凸透镜的距离,就是焦距. 【小组讨论】 1. 选择一晴好天气,取一凸透镜正对太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,调节
6、透镜与纸的 距离,会发现纸上的光斑在某一位置最小最亮.如果持续一段时间,纸上的该点将会燃烧起来. 凸透镜到纸上最小最亮的点的距离就是焦距. 2.将凹透镜正对太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,调节纸与透镜间的距离,会发现纸 上的光斑大而暗,无论怎样调节纸与透镜间距离都不能出现最小最亮的一点. 3.凹透镜对光没有会聚作用,它不能将平行光会聚于一点,它有焦点吗?你的回答是有虚 焦点. 【教师点拨】 1.凸透镜能将平行于主光轴的光会聚于一点,该点是凸透镜的焦点.凸透镜左右两侧各 有 1 个焦点. 2.凹透镜对光虽然只有发散作用,但它的发散也不是杂乱的,平行于主光轴的光线经凹 透镜折射后其发散光线的反向
7、延长线也会交于一点,这一点没有实际光,所以该点称为凹透 镜的虚焦点.凹透镜左右两侧各有 1 个虚焦点. 【跟踪训练】 1.如图所示,甲图两条光线入射到凸透镜上,乙图一条光线入射到凹透镜上,F为焦点.请完 成甲、乙两图的光路作图. 答案:如图所示. 2.某物理学习小组,选择如图所示的四个透镜进行探究实验(其中 A、 B 和 C、 D 是两组形状相 同的凸透镜,它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成): (1)为了探究 “凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系” ,小组同学应选择图中的 哪两个凸透镜做实验?答:A、 C(填字母序号);器材确定后,接着小组同学让一束与主光轴平行 的光,分别经过两凸
8、透镜后会聚于焦点处,如图甲、 乙所示.比较两次实验的现象,可以得到的 结论是:凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越小; (2)如果选择 A、B 两个透镜,他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与材料的关系”. 第 2 节 生活中的透镜 1.了解照相机的结构、原理及其成像特点. 2.了解投影仪的结构、原理及其成像特点. 3.了解放大镜的结构、原理及其成像特点. 4.了解凸透镜形成实像和虚像的原因. 一、照相机 【自主预习】 阅读课本第 94、95 页,完成下列填空: 1.照相机的前面都有一个镜头,镜头相当于一个凸透镜,来自物体的光经过照相机镜头 后会聚在胶卷上,形成被照物体的像. 2.物体经过照相机形成的像
9、是缩小、倒立的、实像 . 【小组讨论】 1.请各小组同学相互合作,完成课本第 94 页 “制作模型照相机” 实验,如图所示.思考并 完成下列问题: 通过模型照相机观察明亮窗外的景物,你会发现,半透明纸上的像是倒立(填“倒立” 或“正立”)、缩小(填“放大”或“缩小”)的实(填“实”或“虚”)像. 在观察景物时,是半透明纸朝向景物,还是凸透镜朝向景物?凸透镜. 在观察景物时,为了得到最清晰的像,需要调节半透明纸到凸透镜的距离大小吗?需 要. 2.找一架照相机,把镜头盖取下,观察镜头部分,它可能是凸透镜;打开照相机后盖,调节 快门,按下快门,并在照相机背面用一张白纸当作后盖,让镜头对着明亮的景物,
10、你会在白纸 上看到景物倒立的像. 【教师点拨】 1.照相机工作时,物体和像在凸透镜的两侧,其中物体离凸透镜远些,像离凸透镜近些. 2.照相机的最重要结构是镜头、 胶卷.但快门、 光圈也有不可忽视的作用.快门能控制物 体光线进入胶卷的时间,光圈能控制物体光线进入胶卷的面积,二者共同作用控制物体光线 进入胶卷的多少,进而控制胶卷上的像的清晰程度. 3.在对物体进行照相时,如果物体到照相机的距离改变,那么胶卷到镜头的距离也要随 之改变,这样胶卷上的像才清晰. 【跟踪训练】 如图所示是照相机的成像示意图,以下说法中正确的是 ( A ) A.照相机使用的是凸透镜 B.照相机使用的是凹透镜 C.所成的像是
11、正立、缩小的实像 D.所成的像是倒立、缩小的虚像 二、投影仪 【自主预习】 阅读课本第 95 页,完成下列填空: 1.投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头,来自投影片上物体的光,通过镜头后会聚在天 花板上,形成物体的像. 2.物体经过投影仪形成的像是放大、倒立的、实像. 3.投影仪上平面镜的作用是改变光的传播方向,使得射向天花板的光能在屏幕上成像. 【小组讨论】 完成课本第 95 页演示实验,思考并完成下列问题. 1.天花板上的像与投影片相比较,是放大还是缩小的?放大;是正立还是倒立的?倒立;是 实像还是虚像?实像. 2.天花板上的像到镜头的距离大于(填“大于”或“小于”)投影片到镜头的距离. 3
12、.要使天花板上的像变得更大些,应该使凸透镜靠近投影片,同时投影仪远离天花 板.(填“靠近”或“远离”) 【教师点拨】 1.要想通过投影仪在屏幕上看到物体正立的像,则物体在放置的时候应该倒放. 2.投影仪成倒立的像,不仅物像之间上下是相对颠倒的,左右也是相对颠倒的. 3.投影仪工作时,物体和像在凸透镜的两侧,其中物体离凸透镜近些,像离凸透镜远些. 【跟踪训练】 如图所示是上课经常使用的投影仪,请按要求回答. (1)平面镜的作用是:改变光的传播方向; (2)灯泡的作用是:充当光源; (3)若在屏幕上的像比较模糊(与投影片无关),调整方法是:适当调整镜头与投影片的距离、 屏幕与投影仪的距离. 三、放
13、大镜 【自主预习】 阅读课本第 95 页,完成下列填空: 1.放大镜就是一个凸透镜. 2.物体经过放大镜形成的像是放大、正立的、虚像. 【小组讨论】 请各小组同学用放大镜观察课本上的字,思考并完成下列问题: 将凸透镜逐渐远离书上的字,你会发现,当透过凸透镜可以看到书上的字正立时,凸透镜 越远,字的像越大(填“大”或“小”). 【教师点拨】 1.放大镜工作时,物体和像在凸透镜的同侧,眼睛应在物体的另一侧观察. 2.除了常见玻璃制的凸透镜之外,水透镜等其他一些透明材料做的透镜均可以制成放大 镜.如将一滴水滴在胶尺上,再来观察书上的字,同样可以起到放大的效果. 3.投影仪和放大镜成的像都是放大像,但
14、是投影仪所成的像是倒立放大的,而放大镜所 成的像是正立放大的. 【跟踪训练】 从圆形金鱼缸的侧面观察缸内水中的金鱼,看到的是金鱼正立的、 放大(填 “放大” 或 “缩小” ) 的虚(填“实”或“虚”)像. 四、实像和虚像 【自主预习】 阅读课本第 96 页,完成下列填空: 1.实像是由通过镜头的实际光线会聚而成的,能 (填“能”或“不能”)用光屏承接,物 体和像位于镜头的异侧(填“同侧”或“异侧”). 2.虚像是由通过镜头的折射光线(或反射光线)的反向延长线形成的,不能(填 “能” 或 “不 能”)用光屏承接,物体和像位于镜头的同侧(填“同侧”或“异侧”). 【小组讨论】 区别 实像 虚像 概
15、念 真实光线的交点 真实光线反向延长线的交点 倒立或正立 倒立 正立 是否能被光屏承接 能 不能 【教师点拨】 根据凸透镜成实像或虚像的定义,我们可以依据凸透镜的几条特殊光线确定物点经过凸 透镜所成的实像或虚像. 1.如实像:据定义可知,物点发出的光线经过凸透镜后,各条折射光线将会有一个共同的 交点,该共同的交点即像点.而数学知识告诉我们,两条直线即可确定一个交点.因此在寻找 物点的像点时,我们只需要找出物体发出的两条特殊入射光线(如过光心的光线、 过焦点的光 线等),作出对应的特殊的折射光线,找到交点,即像点. 2.如虚像:据定义可知,物点发出的光线经过凸透镜后,各条折射光线的反向延长线将会
16、 有一个共同的交点,该共同的交点即虚像点.因此我们同样可以找出物体发出的两条特殊入 射光线,作出对应的特殊的折射光线,找到反向延长线的交点,即像点. 【跟踪训练】 关于实像和虚像,下列说法中正确的是 ( D ) A.实像是凸透镜所成的,虚像则不是 B.虚像是由平面镜所成的,所以虚像一定由光的反射而形成 C.实像可有放大的,也可有缩小的;而虚像只有放大的 D.实像能用光屏接收到,虚像则不能 第 3 节 凸透镜成像的规律 第一课时 探究凸透镜成像的规律 理解凸透镜成像的规律. 一、物体成倒立、缩小实像 【自主预习】 阅读课本第 97、98 页,查阅资料,完成下列填空: 1.物体成倒立缩小实像的条件
17、是:物距在两倍焦距以外的范围,像距在一倍与两倍焦距 之间的范围. 2.生活中常见透镜中哪一个运用了这一条凸透镜成像规律?照相机. 【小组讨论】 请各小组同学相互合作,完成下列实验. 1.取一支蜡烛,一个焦距为10 cm的凸透镜,一个光屏,一个光具座.从左至右依次放好蜡 烛、凸透镜、光屏,点燃蜡烛,调整透镜、光屏,使它们的中心与烛焰的中心在同一高度. 2.分别让蜡烛与透镜的距离为 80 cm、60 cm、40 cm、30 cm、25 cm,并分别调节光屏 的位置,使它们每次都出现清晰的像.在这几次实验中,像相对于原物体都是缩小(填“放大” 或“缩小”)、倒立(填“正立”或“倒立”)的实像,物距的
18、共同点是大于 2f,像距的共同点 是在f与 2f之间,说明物体成倒立缩小实像的条件是:物体在凸透镜的 2 倍焦距以外. 【教师点拨】 1.实验中,使烛焰中心、 光屏中心、 凸透镜中心在同一高度,目的是使像成在光屏的中央; 实验中,应让蜡烛从离凸透镜很远的地方向凸透镜靠近,每次在光屏上成像时,就记录下像的 性质、物距、像距,这样便于寻求普遍规律. 2.可以利用如下作图法理解成像特点. 3.利用上述方法可知,若把物体AB放在 2F点上,物体将成倒立等大的实像,且像距也为 2f;若把物体AB放在F点上时,物体将不成像. 【跟踪训练】 1.小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材探究凸透镜成像规律. (
19、1)如图所示,为了测出凸透镜的焦距,小明同学将凸透镜正对着太阳光,再把光屏放在它的 另一侧,改变凸透镜与光屏的距离,直到光屏上出现一个最小光亮的光斑,就可以测出该凸透 镜的焦距为 10.0 cm. (2)小明将烛焰、凸透镜和光屏的中心调到同一高度后,在水平桌面上无论怎样移动光屏,都 不能承接到烛焰的像,原因可能是物距小于焦距. (3)实验一段时间后,蜡烛变短了,要使烛焰的像仍然成在光屏的中心,应该将光屏向上移动. 2.如图甲所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头,它可以拍下违章行驶或发生交通事故 时的现场照片.摄像头的镜头相当于一个凸透镜,它的工作原理与照相机(填“照相机”“投 影仪”或“放大
20、镜”)相似.如图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍 下的两张照片,由图可以看出汽车是逐渐远离(填“靠近”或“远离”)摄像头的. 二、物体成倒立、放大实像 【自主预习】 1.物体成倒立放大实像的条件是:物距在一倍与两倍焦距之间的范围,像距在两倍焦距 以外的范围. 2.生活中常见透镜中哪一个运用了这一条凸透镜成像规律?投影仪. 【小组讨论】 请各小组同学相互合作,完成下列实验: 1.取一支蜡烛,一个焦距为10 cm的凸透镜,一个光屏,一个光具座.从左至右依次放好蜡 烛、凸透镜、光屏,点燃蜡烛,调整透镜、光屏,使它们的中心与烛焰的中心在同一高度. 2.分别让蜡烛与透镜的距离为 18
21、 cm、15 cm、13 cm、11 cm,并分别调节光屏的位置, 使它们每次都出现清晰的像.在这几次实验中,像相对于原物体都是放大(填“放大”或“缩 小”)、倒立(填“正立”或“倒立”)的实像.物距的共同点是在f与 2f之间,像距的共同点 是大于 2f,说明物体成倒立放大实像的条件是:物体在凸透镜的 1 倍焦距与 2 倍焦距之间. 【教师点拨】 1.该成像特点同样可以由右面的作图方法进行理解.也可以根据第一条规律由光路可逆 的思路进行理解. 2.对比第一条、第二条规律可知:当物距大于 2 倍焦距时,所成的像都是缩小的,当物距 小于2倍焦距时,所成的像都是放大的,由此可见,成实像时,2倍焦距点
22、是放大像和缩小像的 分界点. 3.对比第一条、 第二条规律可知:当物距逐渐减小时,像距逐渐增大,像也逐渐增大.由此 可见,成实像时,有“物近像远像变大”的规律. 【跟踪训练】 小明自制了一个简易投影仪(如图所示),在暗室中将印有奥运五环(红、黄、蓝、绿、黑五色 环)标志的透明胶片,贴在发白光的手电筒上,并正对着焦距为 10 cm 的凸透镜.调整手电筒、 凸透镜、白色墙壁之间的位置,在墙上得到了一个清晰正立放大的像,下列说法错误的是 ( A ) A.手电筒与凸透镜的距离应小于 10 cm,且胶片应正立放置 B.手电筒与凸透镜的距离应大于 10 cm 小于 20 cm,且胶片应倒立放置 C.能从不
23、同角度看到墙上五环标志的像,是因为光在墙面上发生的是漫反射 D.将白色的墙上蒙上一层红布,可以看到奥运标志的像中五环的颜色只有红色和黑色 三、物体成正立、放大虚像 【自主预习】 阅读课本第 97、98 页,查阅资料,完成下列填空: 1.物体成正立放大虚像的条件是:物距在一倍焦距以内的范围. 2.生活中常见透镜中哪一个运用了这一条凸透镜成像规律?放大镜. 【小组讨论】 1.取一支蜡烛,一个焦距为10 cm的凸透镜,一个光屏,一个光具座.从左至右依次放好蜡 烛、凸透镜、光屏,点燃蜡烛,调整透镜、光屏,使它们的中心与烛焰的中心在同一高度. 2.分别让蜡烛与透镜的距离为 8 cm、6 cm、3 cm,
24、在透镜的另一侧无论怎样调节光屏的 位置,都不能得到烛焰的像.但是,此时若把眼睛移到光屏的一侧,你会看到正立放大蜡烛的 火焰.此时物体成的是放大(填“放大”或“缩小”)的虚(填“实”或“虚”)像.物距的共同 点是小于f,说明物体成正立放大虚像的条件是:物体在凸透镜的 1 倍焦距以内. 【教师点拨】 1.可由下图理解物体成正立放大虚像的规律.且还可得出:同一凸透镜成虚像时,物体离 凸透镜焦点越近,虚像离凸透镜越远,像越大. 2.对比一、二、三条规律可知:物体在一倍焦距外成实像,物体在一倍焦距内成虚像.焦 点是成实像和虚像的分界点. 3.对比一、二、三条规律可知:实像都是倒立的,虚像都是正立的. 【
25、跟踪训练】 夏天的早晨,树叶上常常会有一些露珠.透过这些露珠看到的叶脉会更清楚,这是由于露珠相 当于一个“凸透镜”,使叶脉放大了.这种情形下,叶脉应该位于“凸透镜”的 ( A ) A.焦距以内 B.焦距和二倍焦距之间 C.二倍焦距处 D.二倍焦距以外 第二课时 凸透镜成像规律的应用 1.利用凸透镜成像的第一条规律,认识照相机的原理及调节. 2.利用凸透镜成像的第二条规律,认识投影仪的原理及调节. 3.利用凸透镜成像的第三条规律,认识放大镜的原理及调节. 一、照相机的原理及调节 【自主预习】 阅读课本第 97、98 页,完成下列填空: 1.凸透镜第一条成像规律是当物体在凸透镜的二倍焦距以外,像成
26、在一倍焦距与二倍焦 距之间,成倒立、缩小的实像. 2.照相机成的像的特征是成倒立、缩小的实像. 【小组讨论】 用老式照相机给小组同学们照相,当发现有一个同学没有进入镜头时,照相机是远离小 组同学还是靠近小组同学,照相机的镜头是往后缩还是往前伸?这种成像调节的原理是什么? 【教师点拨】 1.照相机成倒立缩小的实像,这与凸透镜成像规律的第一条“当物体在凸透镜的两倍焦 距以外,像在一倍焦距与两倍焦距之间,成倒立缩小的实像” 是吻合的.因此,可以利用这条规 律来认识照相机. 2.根据凸透镜成实像的规律可知,当物距减小时,像距就会变大,像也会变大.因此,为使 所有的同学进入镜头,应缩小照相机所成的实像,
27、所以,应增大物距,减小像距来减小像.所以, 照相机应远离小组同学,镜头往后缩. 【跟踪训练】 测绘人员绘制地图时,需从高空向地面照相,若使用的相机镜头焦距为 50 mm,则胶片到镜头 的距离 ( D ) A.大于 100 mm B.等于 50 mm C.小于 50 mm D.介于 50 mm 和 100 mm 之间 二、投影仪的原理及调节 【自主预习】 阅读课本第 97、98 页,完成下列填空: 1.凸透镜第二条成像规律是当物体在凸透镜的一倍焦距与二倍焦距之间时,像成在二倍 焦距之外,成倒立、放大的实像; 2.投影仪成的像的特征是成倒立、放大的实像. 【小组讨论】 在投影仪上放上投影片使其成像
28、在白色墙壁上,尝试使白色墙壁上的像变大,则投影片 离镜头的距离是变大还是变小?整个投影仪是远离白色墙壁还是靠近白色墙壁?这种成像调 节的原理是什么? 【教师点拨】 1.投影仪成倒立放大的实像,这与凸透镜成像规律的第二条“当物体在凸透镜的一倍焦 距与二倍焦距之间,像在二倍焦距之外,成倒立、 放大的实像” 是吻合的.因此,可以利用这条 规律来认识投影仪. 2.根据凸透镜成实像的规律可知,当物距减小时,像距就会变大,像也会变大.因此,为使 白色墙壁上像变大,应减小物距,增大像距来增大像.所以,投影仪的镜头应靠近投影片,同时 投影仪远离白色墙壁. 【跟踪训练】 1.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰
29、、 凸透镜、 光屏处于如图所示的位置时,恰能在光 屏上得到一个清晰的像.利用这一成像原理可以制成 ( A ) A.幻灯机 B.照相机 C.放大镜 D.潜望镜 第 1 小题图 2.如图所示是投影仪成像示意图,其中凸透镜的作用是成放大(填 “等大”“缩小” 或 “放大” )、 倒立(填“正立”或“倒立”)的实像,平面镜的作用是改变光路,使射向天花板的光能在屏幕 上成像.如果图中h=40 cm,则凸透镜焦距不可能大于 40 cm. 第 2 小题图 三、放大镜的原理及调节 【自主预习】 阅读课本第 97、98 页,完成下列填空: 1.凸透镜第三条成像规律是当物体在凸透镜一倍焦距以内时,成正立、 放大的
30、虚像; 2.放大镜成的像的特征是成正立、放大的虚像. 【小组讨论】 用放大镜观察书本上的字,在成正立放大虚像的前提条件下,放大镜是离书本近些所观 察的虚像大还是放大镜离书本远些所观察的虚像大?这种成像调节的原理是什么? 【教师点拨】 1.放大镜成正立放大的虚像,这与凸透镜成像规律的第三条“当物体在凸透镜的一倍焦 距以内时,成正立、放大的虚像”是吻合的.因此,可以利用这条规律来认识放大镜. 2.根据凸透镜成虚像的规律可知,当物距减小时,像距也会减小,像会变小.因此,为使书 本上字的虚像变大,应使放大镜远离书本. 【跟踪训练】 1. 如图所示,用焦距为 10 cm 的凸透镜,观察一张印有南京青奥会
31、会徽的图片,此时图片到凸透 镜的距离应 ( C ) A.大于 10 cm 小于 20 cm B.等于 20 cm C.小于 10 cm D.大于 20 cm 2.如图所示是小明探究“凸透镜成像规律”时观察到的现象,下列哪种光学仪器的成像原理 与其相同 ( C ) A.投影仪 B.照相机 C.放大镜 D.近视眼镜 第 4 节 眼睛和眼镜 1.了解眼睛的结构,知道眼睛是怎样看清楚物体的. 2.知道近视眼的特点及其矫正方法. 3.知道远视眼的特点及其矫正方法. 一、眼睛的结构及调节 【自主预习】 阅读课本第 100 页,完成下列填空: 1.眼睛好像一架照相机,晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜,视
32、网膜相当于胶卷. 2.眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状.看远处物体时,睫状体放松,晶状体变薄(填 “厚” 或“薄”),折光能力变弱(填“强”或“弱”),远处物体射来的光线刚好会聚于视网膜上; 看近处物体时,睫状体收缩,晶状体变厚(填 “厚” 或 “薄” ),折光能力变强(填 “强” 或 “弱” ), 近处物体射来的光线刚好会聚于视网膜上. 3.依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限点分别叫远点和近点. 【小组讨论】 1.用凸透镜使距离不同的物体成像,必须改变光屏与凸透镜之间的距离,否则像不能清 晰地成在光屏上. 2.我们的眼睛在看远近不同的物体时,像都成在视网膜上,即像与透镜之间的距离是不
33、 变(填“改变”或“不变”)的. 3.取两个焦距不同但相差不很多的凸透镜(如 5 cm 和 7 cm),分别将光屏和凸透镜固定 (距离相等,大于 1 倍焦距而又小于 2 倍焦距,如 8 cm),移动蜡烛,分别在两个光屏上成清晰 倒立的像为止.说明当物体到凸透镜的距离改变时,若要保证像到凸透镜的距离相同,改变焦 距也可以达到目的. 【教师点拨】 1.外界的物体在人的视网膜上所成的是倒立的像,而人看到的却是正立的像,是由于人 和人脑中的视觉神经的自动调整作用所致. 2.利用凸透镜成像模拟眼睛成像从而来理解眼睛成像及调节特点的方法,在物理上运用 得非常广泛,称为模型法. 3.在第 3 节凸透镜成像规
34、律的学习中,我们学习的知识是:在凸透镜的焦距一定时,调节 物距,得到对应的像距.现在根据眼睛的调节模式,我们还可以得出凸透镜成像规律的另一个 方面的结论:在凸透镜像距一定时,调节焦距,也可以使不同物距的物体在光屏上成清晰的 像. 【跟踪训练】 6月6日是全国爱眼日.眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜.视力正常的人看 物体时,物体在视网膜上成倒立(选填“正立”或“倒立”)缩小的实像. 二、近视眼的特点及其矫正 【自主预习】 1.近视眼只能看清近处物体,看不清远处物体. 2.产生近视眼的原因是晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来 自远处某点的光会聚在视网膜前(填“前”或
35、“后”). 3.近视眼应配戴凹透镜(填“凸透镜”或“凹透镜”)制成的镜片. 【小组讨论】 1.取一焦距为 10 cm 的凸透镜,蜡烛离凸透镜的距离为 70 cm,调节光屏的位置,使烛焰 清晰的像成在光屏上;换上焦距为5 cm的凸透镜(凸透镜的焦距越小,折光能力越强填 “强” 或 “弱” ),光屏不动,观察光屏上像的情况是为一光斑,没有清晰的像,如果需要光屏上的像 重新清晰起来,则需将光屏向靠近凸透镜(填“靠近凸透镜”或“远离凸透镜”)的方向移动 才可以. 2.在上述情况中,如果不移动光屏,而是改为在凸透镜前插上一种透镜,则应该插凹透镜 (填“凸透镜”或“凹透镜”),光屏上的像也可以重新变清晰.
36、 【教师点拨】 1.近视眼晶状体折光能力过强,成像于视网膜前,利用凹透镜对光的发散作用,在眼睛的 前方戴一个凹透镜使远处的物体正好成像在视网膜上.如果戴的眼镜对光的发散作用没有使 像刚好成在视网膜上,也就不能达到矫正视力的效果.因此,近视患者要配戴度数合适的近视 眼镜,不是随便找个凹透镜就可以矫正近视眼的视力. 2.现在还有一种矫正近视眼视力的方法,就是将角膜中间凸出的部分削薄一点,减小角 膜的曲度,从而减小角膜的折光能力,达到矫正视力的目的. 【跟踪训练】 眼睛是心灵的窗户,我们应该保护好自己的眼睛.但有些同学因为不良习惯导致眼睛近视了. 如图所示是近视眼成因示意图,造成近视眼的原因是晶状体
37、太厚(填“薄”或“厚”),折光能 力太强,使远处某点的光会聚在视网膜的前面(填“前面”或“后面”),要用凹透镜(填“凸 透镜”或“凹透镜”)来矫正. 三、远视眼的特点及其矫正 【自主预习】 1.远视眼只能看清远处物体,看不清近处物体. 2.产生远视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,因此来 自近处某点的光会聚在视网膜后(填“前”或“后”). 3.远视眼应配戴凸透镜(填“凸透镜”或“凹透镜”)制成的镜片. 【小组讨论】 1.取一焦距为 10 cm 的凸透镜,蜡烛离凸透镜的距离为 25 cm,调节光屏的位置,使烛焰 清晰的像成在光屏上;换上焦距为15 cm的凸透镜(凸透镜
38、的焦距越大,折光能力越弱填 “强” 或 “弱” ),光屏不动,观察光屏上像的情况为一光斑,没有清晰的像,如果需要光屏上的像重 新清晰起来,则需将光屏向远离凸透镜(填“靠近凸透镜”或“远离凸透镜”)的方向移动才 可以. 2.在上述情况中,如果不移动光屏,而是改为在凸透镜前插上一种透镜,则应该插凸透镜 (填“凸透镜”或“凹透镜”),光屏上的像也可以重新变清晰. 【教师点拨】 1.判断眼睛是近视眼还是远视眼,关键看光的会聚点是在视网膜前还是在视网膜后. 2.将近视眼与远视眼对比起来学习,可以大大提高学习效率,且对近视眼、 远视眼的特征 理解更透彻、记忆得更牢固.因此对比法是学习同类型知识的一种重要方
39、法. 【跟踪训练】 1.如图所示 a、b 是同一人的两幅照片,b 图中他拿的眼镜 ( B ) A.属于凸透镜,可用于矫正近视眼 B.属于凸透镜,可用于矫正远视眼 C.属于凹透镜,可用于矫正远视眼 D.属于凹透镜,可用于矫正近视眼 2.如图所示,来自物点A的光线经过眼睛的晶状体成像在视网膜后面的点B,要使像靠近视网 膜,物点A应该向左(选填“左”或“右”)移动,这是远视眼成像情况图;要使像成在视网膜 上,应配戴一个合适的凸透镜制成的眼镜. 第 5 节 显微镜和望远镜 1.了解显微镜的结构及成像特点. 2.了解望远镜的结构及成像特点. 3.了解视角,知道视角在望远镜中的重要应用. 4.了解宇宙的组
40、成. 一、显微镜 【自主预习】 阅读课本第 103 页,完成下列填空: 1.显微镜镜筒的两端各有一组透镜(作用相当于凸透镜),靠近眼睛的凸透镜叫做目镜, 靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜. 2.物体经过物镜成倒立、放大的、实像,该像又经过目镜成正立、放大的、虚像. 【小组讨论】 1.展示一台显微镜,帮助学生找到物镜、目镜、反光镜等重要结构. 2.把一滴水滴在玻璃板上,在玻璃板下面放置一个用眼睛看不清楚的小物体,可以看到 水滴就是一个放大镜.再拿一个放大镜位于水滴的上方,慢慢调节放大镜与水滴之间的距离. 你会发现物体的像变得更大,也更清楚,这和教材上讲的显微镜的原理相同吗?不相同. 3.显微镜的放
41、大倍数如何计算?显微镜的放大倍数等于物镜与目镜放大倍数的乘积. 【教师点拨】 显微镜的物镜相当于一个投影仪,目镜相当于一个放大镜.被观察的物体经物镜成一个 放大的实像,被目镜再次放大.经两次放大后,我们就可以看清肉眼看不见的小物体了.所以 物体经过显微镜最终成的像相对于原物体而言,是倒立放大的虚像. 【跟踪训练】 1.一场新冠肺炎疾病影响了全世界,而其中的罪魁祸首就是新型冠状病毒,某医疗机构利用 显微镜观察新型冠状病毒,而我们已经学习了一些关于电子显微镜的知识,电子显微镜的目 镜和物镜所成的像,下列有关说法正确的是 ( A ) A.目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立放大的实像 B.目镜成倒立放大
42、的实像,物镜成正立放大的虚像 C.目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立缩小的实像 D.目镜成正立放大的虚像,物镜成正立放大的实像 2.在用光学显微镜观察装片时,由于突然停电导致视野偏暗.班里同学采取的如下措施合理 的是 ( D ) A.凹面镜换成平面镜 B.调节粗准焦螺旋 C.换用高倍镜 D.用更大的光圈 二、望远镜 视角 【自主预习】 阅读课本第 103、104 页,完成下列填空: 1.有一种望远镜由两组凸透镜组成.靠近眼睛的叫目镜,靠近被观测物体的叫物镜. 2.物体经过物镜成倒立、缩小的、实像,该像又经过目镜成正立、放大的、虚像. 3.物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体的大小有关,还和物体到眼
43、睛的距离有关. 【小组讨论】 1.取两个焦距不同的凸透镜,两个可以紧套的硬纸筒(纸筒的内径与凸透镜的镜片直径 相近).将焦距大(填“大”或“小”)的凸透镜作为物镜,将焦距小 (填“大”或“小”)的凸 透镜作为目镜.用胶带分别将两个凸透镜的镜片固定在两个纸筒的一端.选择一较远处的景 物,先用眼睛看,再用制作的模型看,调节两凸透镜之间的距离,直到被观察的景物最清楚为 止,你会发现像变得更近,变得更大. 2.分析下面两图: 如图甲所示,同一人站在固定位置,观察远近不同的同一物体,则A、B、C三处,哪一处 的物体对应视角大? A. 说明:同一物体,视角与物体离眼睛的距离有关. 如图乙所示,同一人站在固
44、定位置,观察同一位置的大树和其旁边的电线杆,则大树、 电线杆哪一处的物体对应视角大?大树.说明:同一距离,视角与物体的大小有关. 【教师点拨】 1.望远镜的物镜相当于一个照相机,目镜相当于一个放大镜.被观察的物体经物镜成一 个缩小的实像,经目镜放大后就能被人眼看清了. 2.远处的物体经过物镜在物镜的焦点附近成像,该像又落在目镜的一倍焦距以内再次成 像.所以为了尽可能使第二次成像成得较大,可使望远镜物镜的后焦点与目镜的前焦点重合. 3.人眼看清物体必须满足两个条件:一、亮度足够强;二、视角足够大.远处的物体经过 望远镜的物镜和目镜后,所成的像还是比物体本身小,但是视角变得很大;另外,望远镜的物
45、镜直径大,可以会聚足够多的光,使成的像更加明亮.因此,人眼就能很清楚地看清远处的物 体了. 4.不是所有望远镜的物镜、目镜都是凸透镜,也有望远镜的物镜、目镜由凹透镜、凹面 镜等制成. 【跟踪训练】 1. 如图所示是天文爱好者所使用的望远镜,以下有关说法正确的是 ( D ) A.A镜是目镜,B镜是物镜 B.太空中的星体通过A镜成的是虚像 C.望远镜的物镜相当于投影仪 D.通过目镜看到的是放大的虚像 2.小明同学由远处逐渐走近穿衣镜,他感觉到自己在镜中的像越来越大,他的像真的变大了 吗?没有,你这样判断的理由是平面镜成的是等大的虚像,人感觉像变大,是因为视角变大了. 三、探索宇宙 【自主预习】 阅
46、读课本第 104、 105 页内容,结合视频:神奇的物质世界(浩瀚的宇宙、 银河系、 太阳系、 地球、人类),认识宇宙的组成,完成下列填空: 1.我们的宇宙拥有无数个星系. 2.太阳系是银河系中几千亿颗恒星中的一员. 3.太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星八大行星. 【小组讨论】 请同学们讨论宇宙、银河系、太阳系、地球、月亮等的大小关系. 【教师点拨】 银河系隶属于宇宙,而太阳系又隶属于银河系,地球是太阳系中围绕太阳运转的一颗行 星,月亮又围绕地球运转.因此上述星系或星体由大到小的顺序是:宇宙、银河系、太阳系、 地球、月亮. 【跟踪训练】 1.地球是人类生存的家园,它属于太阳系中的 ( B ) A.恒星 B.行星 C.卫星 D.彗星 2.下列关于宇宙的认识错误的是 ( A ) A.太阳是宇宙的中心 B.宇宙是无边的、膨胀的 C.地球是太阳系中的行星之一 D.宇宙是由大量不同层次的星系构成的
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