第五章 透镜及其应用第1节 透镜设计说明“透镜”这一节是让学生认识凸透镜和凹透镜，了解透镜的焦点、焦距，观察两种透镜对光的作用。本节教学要从透镜的外形和透镜对光的作用两方面来认识凸透镜和凹透镜的区别，通过演示凸透镜对光的会聚实验和凹透镜对光的发散实验，让学生归纳两种透镜对光的作用，并通过作图的方式引出焦点和焦距。让学生用凸透镜会聚太阳光，感知凸透镜的焦点和焦距，并学会粗测凸透镜焦距的方法，从而使学生对凸透镜的特点形成一个更加全面的认识。教学过程可分为第一阶段认识凸透镜和凹透镜的不同；第二阶段通过实验探究理解透镜对光的不同作用；第三阶段结合探究实验及作图认识什么是焦点和焦距；第四阶段理解透镜的三条特殊光线并学会作图。教学目标1.通过观察、辨别认识凸透镜、凹透镜。2.通过演示实验或学生实验了解透镜的焦点、焦距。3.通过实验观察凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用，并能正确作出光经过透镜的光路图。教学重点难点1.重点：凸透镜和凹透镜对光的作用；测量凸透镜焦距的方法。2.难点：理解会聚、发散的含义。教具教师用：凸透镜、凹透镜、演示用光学器件组一套、老花眼镜、近视眼镜。学生用：凸透镜、凹透镜、近视眼镜。教学过程回顾思考1.光的折射规律的内容有哪些？2.请画出光通过三棱镜（如图所示）的折射光路图。导入新课1.故事导入：张奶奶家的柴堆上面蒙了一层塑料膜。一个雨过天晴的正午，柴草突然着火了。幸好被放学回家的张毅同学发现并通知村里人迅速将火扑灭，才使张奶奶家没有造成较大损失。事后张毅同学百思不得其解，是谁放的火呢？你愿意帮张毅同学找到纵火犯吗？可谁是纵火犯呢？让我们一起走进“透镜”，找出凶手。2.多媒体导入：播放“冰透镜向日取火”的录像，结合配音资料，开门见山地引出课题“透镜”，并介绍透镜的概念。3.小实验导入：（手托养有金鱼的圆形鱼缸）同学们，请你们观察一下老师所养的金鱼，并用你的手比划它们的大小。将金鱼拿出鱼缸与学生比划的大小进行比较，发现实际上金鱼要小得多。为什么会出现这种现象呢？同学们，学了“透镜”这一节你就能解释了。4.新闻报道引入：“都是矿泉水瓶惹的祸”某山场发生森林火灾。后经民警调查、走访，排除人为因素。经仔细勘查，在现场发现一被烧焦变形的矿泉水瓶。该矿泉水瓶剩下了一些水，在阳光照射下形成了凸透镜的效果，原来是盛有水的矿泉水瓶惹的祸。为什么矿泉水瓶变身凸透镜竟会有这么大的威力呢？我们学了“透镜”这节后就明白了。进行新课探究点一凸透镜和凹透镜1.透镜的分类提出问题：观察桌子上准备好的透镜，它们在结构上有什么不同？能否根据它们结构上的特点进行分类呢？活动1：下面请大家垫上面巾纸用手摸一摸桌子上老师给的两个透镜，并仔细观察。引导学生归纳总结刚才的交流，得出透镜分两种：一种是中间厚、边缘薄的，叫凸透镜；一种是中间薄、边缘厚的，叫凹透镜。指导学生把凸透镜、凹透镜的定义在教材上画出来。结合凸透镜、凹透镜实物，指出哪里是透镜的中间，哪里是透镜的边缘，强调区分凸透镜和凹透镜的关键就是比较透镜的中间和边缘的相对薄厚。指导学生练习区分凸透镜、凹透镜。2.主光轴和光心提出问题：（1）什么是透镜的光心？什么是透镜的主光轴？（2）让光线经过透镜的光心，光的传播方向会不会发生变化？3.画出通过凸透镜光心的光路图。活动2：阅读教材第91页第二自然段，理解主光轴、光心。活动3：多媒体展示借助多媒体展示一般透镜的两个表面中至少一个表面是球面的一部分，通过两个球面球心的直线是主光轴，简称主轴，主轴上有一特殊点叫光心，通过这个点的光传播方向不变。结论：过光心的光线传播方向不变。提出问题：近视眼镜是凸透镜还是凹透镜？你判断的依据是什么？分别找两位持不同意见的同学回答。那么我们如何判断谁说得对呢？找戴眼镜的同学摸自己的眼镜并说出是哪种透镜。许多器材上用的透镜是不能用手摸的，那么有没有其他办法来区分凸透镜和凹透镜呢？让学生回答以上问题，教师补充讲解。例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）例1透镜分两类：中间厚、边缘薄的是凸透镜，而中间薄、边缘厚的为凹透镜。如图所示的玻璃元件被分成五部分，其中为凸透镜的是________部分。解析：中间厚、边缘薄的是凸透镜，图中1、3、4、5部分符合这个特点，因此它们是凸透镜。答案：1、3、4、5探究点二透镜对光的作用1.凸透镜对光的作用提出问题：同学们有没有注意家中爷爷奶奶戴的老花镜，它是凸透镜还是凹透镜？有没有玩过用老花镜取火的游戏？（或你知道可以用老花镜来取火吗？）演示教材91页图5.1-4实验，再用一个近视镜实验，观看光斑有什么不同？通过演示实验体验透镜对光的作用。观察教材第92页图5.1-5中的入射光线在位置上有什么特点。引导学生思考入射光线与主光轴的位置关系。演示实验1：利用激光笔在光具盘上演示三条平行光线，根据演示实验在黑板上描出入射光线，再将凸透镜放在光具盘上。引导学生观察折射光线与入射光线的位置关系。我们把凸透镜对光的这种作用叫会聚作用。板书：凸透镜对光起会聚作用指导学生用作图法把上面实验中的折射光线画出来。引导学生理解会聚：折射光线与入射光线相比较，向中间偏折，中间的位置其实就是主光轴。因此，会聚就是折射光线与入射光线相比较，靠近主光轴。2.凹透镜对光的作用演示实验2：利用激光笔在光具盘上演示三条平行光线，根据演示实验在黑板上描出入射光线，再将凹透镜放在光具盘上。引导学生类比凸透镜，观察折射光线与入射光线的位置关系。板书：凹透镜对光起发散作用指导学生用作图法把上面实验中的折射光线画出来。结合演示实验引导学生解释发散作用：折射光线与入射光线相比较，远离主光轴。探究点三焦点和焦距1.凸透镜的焦点和焦距活动4：结合上述实验，让学生阅读教材第92页“焦点和焦距”部分内容并回答什么是凸透镜的焦点。教师：教师边演示实验中的焦点，边强调透镜的焦点在主光轴上。由于这个焦点是由实际光线会聚而成的，所以我们叫它实焦点。指导学生画出焦点。提问：凸透镜有几个焦点呢？同学们设想一下，如果让一束跟主光轴平行的光线从凸透镜的右面射向左面，它是否也能会聚于一点呢？让我们一起来观察实验。演示实验3：用激光笔和凸透镜在光具盘上演示，激光从凸透镜右边射向左边，如图所示。教师：请同学们阅读教材第92页“焦点和焦距”部分内容并回答什么是焦距，用什么字母表示焦距。强调焦距是从光心到焦点的距离。用字母f表示焦距。小结：（1）凸透镜有两个实焦点；（2）平行于凸透镜主光轴的光线折射后通过另一侧的焦点。教师：不平行于主光轴的光透过凸透镜是否会聚？让我们一起来验证。演示实验4：利用激光笔和凸透镜在光具盘上演示，教师根据演示实验在黑板上描出入射光线。不平行于主光轴的光透过凸透镜是否会聚？引导学生建立判断是否会聚的标准：折射光线与入射光线相比，是否更靠近主光轴。小结：凸透镜对所有光都起会聚作用。2.凹透镜的虚焦点和焦距活动5：光经过凹透镜后的发散是不是也有规律可循？演示实验5：结合图实验提问：折射光线相交吗？那把折射光线反向延长呢？教师利用演示实验，把折射光线反向延长，引导学生观察折射光线的反向延长线相交在什么地方？引导学生总结：平行于凹透镜主光轴的入射光线经凹透镜折射后的光线的反向延长线通过另一侧的虚焦点。例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）例2让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮，如图所示，这个点称为凸透镜的________，换成凹透镜再做这个实验，在纸上________（选填“能”或“不能”）看到最小、最亮的光斑。解析：太阳光射向地球，可以认为是平行光，太阳光正对凸透镜，此时的太阳光平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上，在纸上能得到一个最小、最亮的光斑，这个点是凸透镜的焦点。凹透镜对光有发散作用，太阳光经凹透镜会变成发散光线，不会会聚成点，所以在纸上不能看到最小、最亮的光斑。答案：焦点不能探究点四三条特殊光线作图教师：综合上述几个演示实验，结合光路可逆，总结出透镜的三条特殊光线，指导学生完成三条特殊光线的作图。凸透镜凹透镜跟主光轴平行的光线，折射后通过焦点跟主光轴平行的光线，折射后反向延长线通过同侧焦点通过焦点的光线，折射后跟主光轴平行延长线过对侧焦点的光线，折射后跟主光轴平行过光心的光线，方向不改变过光心的光线，方向不改变课堂小结当堂达标（见导学案“当堂达标”）参考答案1.B2.B3.D4.AC 5.A6.A 7.凸透会聚8.会聚9.如图所示10.如图所示11.如图所示布置作业教材第93页“动手动脑学物理”第1至4题。板书设计一、透镜1.凸透镜定义：中间厚、边缘薄的透镜。对光的作用：会聚作用。2.凹透镜定义：中间薄、边缘厚的透镜。对光的作用：发散作用。二、焦点和焦距1.焦点：（1）透镜两侧各有一个焦点（F）。（2）凸透镜的焦点：实际光线在主光轴上的会聚点。（如图甲所示）甲乙凹透镜的虚焦点：折射光线的反向延长线相交在主光轴上的一点，是虚焦点。（如图乙所示）2.焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，用字母f表示。透镜两侧的两个焦距相等。三、凸透镜三条特殊光线作图和凹透镜三条特殊光线作图。教学反思