第六节 神奇的眼睛第2课时 生活中常用的几种透镜【教学目标】一、知识与技能1.了解放大镜、显微镜、望远镜等光学仪器的用途.2.知道照相机的成像原理，放大镜成像的特点.二、过程与方法通过对照相机、放大镜、显微镜、望远镜所成的像的分析，逐步培养学生运用所学基础知识解决实际问题的能力.三、情感、态度和价值观1.通过对光学仪器的介绍，使学生认识物理学知识在生产、生活和科技方面的应用.增强学生对物理的热爱.2.通过介绍显微镜、望远镜的发展和功能的增强，使学生认识科技对人类生活和社会发展的重要性，了解科技的持续性发展将加深人类对自然的认识，激发学生对科学和技术的热爱.培养学生用前面所学凸透镜成像规律的知识，加深对眼睛的了解.【教学重点】放大镜、照相机的成像原理；放大镜、显微镜、望远镜的用途.【教学难点】放大镜、照相机的成像原理.【教具准备】放大镜、光屏、显微镜、望远镜、多媒体课件.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固.【新课引入】师 凸透镜成像的规律是什么?当u2f时，成倒立、缩小、实像，像与物在透镜异侧.当fu2f时，成倒立、放大、实像，像与物在透镜异侧.当uf时，成正立、放大、虚像，像与物在透镜同侧.师 利用凸透镜成像的性质，人们制成了许多光学仪器，就像特殊而神奇的“眼睛”，拓展了我们肉眼的功能.【进行新课】知识点1 放大镜师 请同学们用桌面上的凸透镜靠近课本，观察课本上的字，你看到了什么现象?学生：课本上的字被放大了.师 那么你手中的凸透镜就是什么?学生：就是放大镜.师 对.再请大家判断放大镜所成的像与物是在放大镜的同侧，还是异侧?是实像，还是虚像?判断依据是什么?学生：放大镜所成的像与物是在放大镜的同侧，是虚像，因为用光屏承接不到像，所以是虚像，眼睛与物在透镜的异侧，透过凸透镜观察所成的像，所以像与物在透镜同侧.师 你观察得很仔细，讲得很好，放大镜的焦距是较短，还是较长?学生：我猜放大镜的焦距较长.师 对.隔着放大镜看物体总是放大的吗?学生：隔着放大镜看较近的物体，物体是正立、放大的，隔着放大镜看远处物体，物体是倒立、缩小的.师 你知道这是什么原因吗?学生：因为放大镜是凸透镜，隔着放大镜看远处物体，uf，所成的像是正立、放大的像，隔着放大镜看远处物体，u2f，所以所成的像是倒立、缩小的像.师 讲得很好.用放大镜观看近处的物体，物距小于焦距时才是放大的.因此，物体应放在离放大镜小于焦距的位置才合适，在什么位置所成的像最大?请大家观察.学生：物体离放大镜的距离接近于焦距时，所成的像最大.师 对，请全班同学都进行观察.板书：1.放大镜：uf，成正立、放大虚像.【课堂训练】完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.知识点2 照相机教师出示照相机实物，让学生观察照相机的构造.师 你能说说照相机的构造吗?学生：镜头、机壳、调焦装置、取景窗、快门按钮师照相机的“像”是怎么形成的?学生：照相机的镜头就相当于一个凸透镜，来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上，形成一个缩小的像.胶卷上涂着一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上，经过显影、定影后成为底片，再用底片洗印就可以得到相片.师 讲得很好，下面请看课件演示.课件演示照相机的构造、成像过程.多媒体展示1：照相机的构造如图，照相机的主要构造有：镜头、胶片、调焦环、取景窗、光圈环和快门.（1）镜头：一般由一组透镜组成，相当于一个凸透镜，起成像作用；（2）胶片：相当于光屏，用来记录物体经镜头所成的像；（3）调焦环：用来调节胶片和镜头的距离（即像距），以便物体经镜头所成的像清晰地呈现在胶片上；（4）取景窗：为了确定拍摄景物的范围和便于进行拍摄构图；（5）光圈环和快门：用光圈控制进入镜头光的多少；用快门控制曝光的时间，这两点是为了控制曝光量.多媒体展示2：照相机的成像原理照相机照相时，被拍照的物体到镜头的距离要远大于镜头的焦距，才能在胶卷上得到倒立缩小的实像.当物距改变时，则成像的大小和胶片距镜头的远近都要随着变化.为了拍出清晰的照片，需要一个装置来改变凸透镜到胶片间的距离，调焦环就是起这个作用.其规律是：“物近像远像变大”，即物距变小，像距会增大，同时像也会变大.若要使像变大些，则物与镜头应近一些，同时把镜头拉出来一些，使暗箱拉长些，增大像距，使胶片上的像变清晰.所以拍摄近的景物时，镜头往前伸，离胶卷远些；拍摄远的景物时，镜头往后缩，离胶卷近一些.平时看到照相机成的像是正立的，这是为了取景方便，经过相机内部器材把镜头第一次成的倒立的像变成正立的，因此切记照相机所成的像是倒立的、缩小的实像.现代的照相机可以根据光的强弱来自动调节光圈和快门，得到曝光适度的相片.有的相机还能自动测量景物到相机的距离，进行自动调焦.师照相机的成像是凸透镜成像规律中的哪一条?学生：当u2f，成倒立、缩小的实像、像与物在透镜的异侧.板书：2.照相机：当u2f，成倒立、缩小的实像.师 你知道有哪些照相机吗?学生：傻瓜机、数码照相机、摄影机师 摄影机、各种监控摄像头其实都是一个可以连续拍照的照相机.例题1（湖南娄底中考）如图，这是一款人脸识别门镜一体机，通过摄像镜头捕捉人脸信息，并将所拍图象与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行对比.下面对该装置说法错误的是（ ）A.该摄像镜头相当于凸透镜B.这种镜头可用来矫正近视眼C.这种镜头对光线具有会聚作用D.若镜头的焦距为10cm，为了能成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于20cm解析：（1）摄像机的镜头是一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，利用了当u2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像原理制成.凸透镜的焦距是10cm，当人脸和摄像头的距离大于二倍焦距，也就是大于20cm时，能成倒立、缩小的实像，故选项ACD正确.（2）矫正近视眼的镜片是凹透镜，不是凸透镜，故B错误.答案：B.例题2 如图所示，是小华用相机拍摄的桂林市杉湖上的双塔相片.下面说法正确的是（ ）A.双塔在湖中的倒影是实像B.要使塔的像更大些，小华或相机镜头应向塔靠近些C.要使塔的像更大些，小华或相机镜头应离塔更远些D.要使塔的像更小些，小华或相机镜头应离塔更近些解析：要解决此题，需要掌握平面镜成像的原理，知道平面镜成的像是虚像.掌握凸透镜成像的原理及应用，知道照相机是根据当物距大于2f时，成倒立、缩小实像的原理制成的.并且物距越大，像越小，像距也越小；物距越小，像越大，像距也越大.双塔在湖中的倒影属于平面镜成像，成的是虚像.所以A说法错误.要使塔的像更大些，应减小镜头与塔之间的距离.所以B说法正确，C说法错误.要使塔的像更小些，应增大镜头与塔的距离，所以D说法错误.答案：B.【课堂训练】完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.知识点3 显微镜和望远镜（1）显微镜师 用放大镜能观察细胞吗?怎么办?学生：不能，用显微镜.师 课前我已要求大家查资料，关于显微镜你知道什么?请大家踊跃举手起来向全班同学交流.学生甲：显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，用显微镜可以观察微生物细胞等人眼无法看见的物体.学生乙：随着科学技术的发展，人们又研制了电子显微镜和隧道显微镜.目前通用电子显微镜的放大倍数可达50万倍.借此人类能观察到许多物体的细微结构；用隧道显微镜甚至可以看到金属原子，因此显微镜被广泛应用于科学研究、工农业生产技术等方面.师 两位同学讲得很好.多媒体展示：显微镜的构造及原理1.物镜：靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较短；目镜：靠近眼睛的凸透镜，焦距比较长；载物台：用来放置被观察物体（载物片）的平台；反光镜：通过反光提高载物片上物体的亮度.反光镜有两面，光线太弱时用凹面镜会聚更多的光线，光线较强时用平面镜反光.2.被观察的物体到物镜的距离在物镜的1倍焦距到2倍焦距间，经物镜后，成倒立、放大的实像，这一实像恰好处在目镜的一倍焦距以内，经目镜成正立、放大的虚像.（2）望远镜.师 下面请同学们用望远镜观察远处物体.师 你们观察到了什么现象?学生：远处物体被放大了.师 远处的物体真的被放大了吗?多媒体展示：望远镜的构造及成像过程.1.物镜：靠近被观察的物体的凸透镜，相当于照相机的镜头，焦距较长；目镜：靠近眼睛的凸透镜，相当于放大镜，焦距较短.2.物镜的作用使远处的物体在焦点附近成倒立的缩小的实像,像照相机的镜头；目镜的作用把物镜成的实像，放大成虚像.望远镜看远处物体，物距不能改变，物体到物镜的距离远大于物镜的二倍焦距，物体通过物镜成倒立缩小的实像，像虽然缩小，但到人眼的距离比物到人眼的距离小得多，像的视角大于物的视角；物镜所成实像，在目镜的一倍焦距内，再经目镜成正立放大的虚像.师 有疑问吗?学生：物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，根据前面探究的结果，这样所成的像是缩小的，为什么使用望远镜观察物体时会感到物体被放大了?师 我们能不能看清一个物体，取决于它对我们的眼睛所成“视角”的大小.望远镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大.望远镜物镜的直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样它可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮.这一点在观测天空中的暗星时非常重要.现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大，以求观测到更暗的星.除了凸透镜外，天文望远镜也常用凹面镜作物镜.多媒体展示：视角从眼睛的光心向观察物体的两端所引的两条直线的夹角.视角的有关知识：（1）视角越大，对物体的观察越清楚.（2）视角的大小不仅与物体的大小有关，还与物体到眼睛的距离有关.（3）到眼睛相同距离时，物体越大，视角越大；同一物体离眼睛的距离越小，视角越大，物体在视网膜上的像越大，但物体不会变大.例如，“一叶障目，不见泰山.”实际上就是视角的问题，一片树叶在人眼的视角可能大于一座山在人眼的视角.例题3自制水滴显微镜，探究显微镜的工作原理.器材：焦距较长的凸透镜一个，滴管一个，废录音带盒一个，清水.（1）小水滴可看作一个焦距很小的 镜，本实验以小水滴作为显微镜的 镜，它与被观察物体的间距为1015mm，如左图所示.（2）如图所示中，任意滴一滴水滴，透过这个小水滴，如果看到一个与原来方向相同的、放大的箭头，在不调整与箭头的距离，应该把水珠变 （填“厚”或者”薄”），直至与原来方向相反的、放大了的箭头.如果废录音带盒的厚度是12mm，那么最终水滴凸透镜的焦距范围是： .（3）透过凸透镜去观察小水滴，使箭头、小水滴、凸透镜 ，并且保持凸透镜水平，看到的箭头相对于原来的箭头是 （填“正立”或“倒立”），如果要看到箭头更大的像，应把凸透镜略微向 （填“上”或“下”）移动.解析：（1）小水滴接近圆形，所以其相当于一个焦距很小的凸透镜，是当作显微镜的物镜来使用的；（2）由题意可知，小水滴此时相当于放大镜，成的是正立、放大的虚像，说明箭头在小水滴的焦点之内，即小水滴的焦距过大，因此应该把水珠变得再厚些，使其焦距变小，直至成倒立、放大的实像，此时物距满足：f12mm2f，即：凸透镜的焦距为：6mmf12mm；（3）透过凸透镜去观察小水滴，使箭头、小水滴，凸透镜在同一直线上，此时，凸透镜相当于一个放大镜，成的是一个正立、放大的虚像；虽然二次放大成的像相对于物体是倒立的，但旋转的方向是一致的；要使成的虚像更大一些，应增大物距，把凸透镜向上移动.答案：（1）凸透；物；（2）厚；612mm；（3）在同一竖直线上；倒立；上.【课堂训练】完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.【课堂小结】通过本节课学习，我们知道了神奇的“眼睛”放大镜、照相机、显微镜、望远镜的用途，以及放大镜、照相机工作原理.显微镜和望远镜在现实生活中并不能经常接触，因此在学习过程中，一定要重视理论联系实际，到实验室对照原物件学习明白其原理和各元件的作用.也需要同学们平时多动手、动眼，说不定同学们也会有非常了不起的发现.谢谢！【课后作业】完成练习册中本课时对应课后作业部分练习.1.以照相机等由凸透镜制成的神奇“眼睛”引入新课，激发学生学习兴趣，并体现“从生活走向物理”的教学过程.2.教学中可引导学生利用凸透镜成像规律的知识，对照来认识放大镜、照相机的成像特点及原理；了解显微镜、望远镜的特点，通过实验体会使学生有感性的认识，激发学生学习的兴趣，同时培养学生应用知识指导实践的能力