可不填
生3:
固定物体和光屏,移动凸透镜看能不能得到像,测u、v,改变物体和光屏之间的距离,再重复实验。
(四)实验记录
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第二课时实验探究凸透镜成像规律
本节课为学生实验课
一、检查并装配器材
各组同学对照实验报告检查桌面的器材,了解器材的作用,了解光具座的用法。
将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上。
二、器材的调节
点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使烛焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心大致在同一高度上。
(作用:
使烛焰的像能成在光屏的中心)
三、实验过程
实验一:
探究凸透镜成像的特点
(一)实验步骤:
1、将蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置,点燃蜡烛;
2、移动光屏直到光屏上出现边缘清晰的蜡烛的像为止;
3、记录下蜡烛到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的大小和倒正;
4、将蜡烛向凸透镜移近一段距离,重复上述操作,直到不能在屏上得到蜡烛的像;
5、继续把蜡烛向凸透镜靠近,试着用眼睛观察像在何处?
像是怎样的?
6、实验时注意分工合作,边实验边记录数据,并填入表格。
(说明:
设计实验是探究过程中较难的环节,教师在此环节应给学生以提示和帮助,使学生对实验的器材和方法有较全面和深入的认识,从而使实验较顺利地进行。
)
(二)进行实验:
学生进行实验,学生以小组为单位进行实验操作,同时教师巡视指导,将学生的大量数据汇集于表格中。
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物体到凸透镜的距离(u/cm)
像到凸透镜的距离(v/cm)
像的大小
像的倒正
记录表格:
(三)分析论证
师:
我们从实验中获得了许多数据,请同学们根据成像的情况对数据进行分类;
生:
根据成像的情况,数据可分为三类:
一、倒立、缩小的像;二、倒立、放大的像;三、正立、放大的像。
师:
成倒立缩小的像的规律是什么?
生:
学生讨论分析数据的特点并得出结论(若学生找不到2倍焦距这个分界点,教师可提示)。
物体到凸透镜的距离大于2倍焦距成倒立的缩小的像。
(板书结论。
)
师:
成倒立放大的像的规律是什么?
生:
讨论分析得出结论:
物体到凸透镜的距离在2倍焦距和焦距之间成倒立放大的像。
(板书结论)
师:
成正立、放大的像的规律是什么?
生:
讨论分析得出结论:
物体到凸透镜的距离小于焦距时成正立放大的像。
(说明:
对数据首先进行分类可以降低分析论证的难度,分析论证由学生讨论交流得出既体现了学生的主体地位,又培养了学生的归纳、分析和概括的能力。
)
实验二:
凸透镜所成像的大小、虚实变化与物距的关系
请你进一步猜测并根据上面探究所得资料进行分析,在什么情况下凸透镜成实像?
在什么情况下成虚像?
生:
讨论并回答,当物体到凸透镜的距离大
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于焦距时成实像;当物体到凸透镜的距离小于焦距时成虚像。
师:
能否简单谈谈当初所做的猜想和假设与探究结果之间有何差异?
生:
猜想时认为成像情况与物体到凸透镜距离的远近有关,探究结果对距离描述得更加准确。
(说明:
小结的前两个问题对本节课的教学重点进行了巩固,第三个问题渗透了评估的思想。
)
提出问题:
问题1、观察现有的实验数据及成像情况,在凸透镜成实像时,随着物距的减小,凸透镜所成的像的大小、像距的大小有何变化?
学生:
随着物距的减小,所成的实像逐渐变大,而且像距也在变大.
问题2、凸透镜成虚像时,当物体逐渐远离凸透镜,所成的像的大小又是如何变化的呢?
请大家通过实验,观察并总结出变化的规律。
学生实验后总结:
凸透镜成虚像时,当物体逐渐远离凸透镜(物距变大),所成的像也逐渐变大,但不能成在光屏上,而且始终是正立的。
实验三:
如果用纸板从上、下、左、右或中心挡住凸透镜的一部分,那所成的像又如何呢?
学生实验后总结:
所成像的大小、虚实、倒正都没有变化,只是像的亮度变暗了,并且像始终是完整的。
四、探究作业
找一个圆柱形玻璃瓶,里面装满水,把一支铅笔水平地放在水瓶的一侧,透过水瓶,可以看到那支笔。
把笔由靠近水瓶的位置向远处慢慢移动,透过水瓶你可以看到一个有趣的现象,描述这个现象;与前面用凸透镜所做的实验相比,有什么共同之处?
有什么不同之处?
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第三课时典型例题讲评
例1:
有A、B、C三块凸透镜,现测试它们的焦距范围。
测试时各凸透镜和烛焰的距离均保持10cm不变。
结果烛焰通过三块凸透镜所成的像分别如下表所示:
凸透镜
像的性质
A
倒立
放大
实象
B
倒立
缩小
实象
C
正立
放大
虚象
那么,A、B、C三块凸透镜的焦距范围各是多少?
解答:
三种情况下的物距u都是10cm。
对A凸透镜而言,因成倒立放大的实象,可知2fA>u>fA,由此可知,2fA>10cm>fA得10cm>fA>5cm。
对B凸透镜而言,因成倒立缩小的实象,可知u>2fB,由此可知,10cm>fB得fB<5cm
对C凸透镜而言,因成正立放大的实象,可知u10cm
例2:
当物距为20厘米时,经透镜得到倒立放大的实像,当物距变为10厘米时,像一定是()
A.放大的虚像
B.放大的实像
C.缩小的虚像
D.缩小的实像
分析与解答:
根据凸透镜成像规律可知,当物距小于2倍焦距而大于1倍焦距时,凸透镜可成倒立放大的实像,故可知该凸透镜的焦距应满足:
10厘米<f<20厘米.
当物距变为10厘米时,即物距小于焦距时,由凸透镜成像规律可知,应是正立、放大的虚像.
即应选A
例3:
有一焦距为10cm的凸透镜,将物体从离凸透镜30cm处沿主光轴移到距透镜20cm处,这个过程中所成的像()。
A.始终是正立、放大的实像
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B.始终是倒立、放大的实像
C.离透镜越来越远,像变大
D.离透镜越来越近,像变小
解析:
由凸透镜成像规律可知,当物距在2倍焦点以外运动时,所成的像始终为倒立、缩小的实像,但物距越小,像越大,像距越大。
答案:
C
例4:
在“研究凸透镜成像”的实验中,在光屏上已经得到烛焰倒立放大的像,此时如用一块圆形黑纸片糊在凸透镜的正中间一小部分,如图1所示,那么光屏上所成的像()。
A.像没有了B.像中间部分看不见了
C.像比原来暗了D.像没有任何变化
解析:
根据凸透镜成像的原理,如图2可知,凸透镜成实像是由于物体反射的光经凸透镜两次折射后会聚于透镜另一侧的一点,这一点就是物体的像点。
当用一块圆形黑纸片糊在凸透镜的正中间一小部分时,物体反射的光有一部分被挡住,但其他大部分光照样会透过凸透镜会聚于像点,因此像点会比原来暗一些。
答案:
C。
例5:
一物体放在凸透镜前从很远处匀速靠近凸透镜,至透镜焦点处,像运动的速度应该是()。
A.始终与物体的运动速度相同
B.先小于物体运动的速度,后来又大于物体运动的速度
C.先大于物体运动的速度,后来又小于物体运动的速度
D.始终大于物体运动的速度
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解析:
首先根据题意,知道这是凸透镜所成实像规律的应用,凸透镜成实像规律中的分界点是在2倍焦距处。
应理解物体在u>2f的区域时,所成的像在f<v<2f的区域,若物体在f<u<2f的区域时,所成的像在v>2f的区域。
首先确定物体和像所在位置范围,然后理解它们是同时变化的特点再确定它们的速度关系。
答案:
B
方法总结:
首先应对凸透镜成像规律理解得相当透彻,抓住两个关键的分界点,即一倍焦距处(能否成实像)和二倍焦距处(成放大实像或缩小实像),再加以灵活应用凸透镜成像规律,划分物体和像的位置区域来综合应用确定速度。
第四课时习题讲评(略)
“凸透镜成像规律”歌诀
虚像正,实像倒;虚像像物总同侧,实像像物镜两侧;虚像只能用眼看,实像能看(亦能)成屏上。
一焦分虚实,内虚外为实;二焦分大小,内大外变小;
物沿主轴移,像物(对地)同向跑;(成实像时)物近则像远,成像渐变大,物远像就近,成像渐变小;(成虚像时)物近像亦近,成像渐变小,物远像亦远,成像渐变大。
教
后
记
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第一课时知识点拨课
(一)
一、复习引入
1、透镜分凸透镜和凹透镜,它们对光线各有什么作用?
(凸透镜对光线有会聚的作用,凹透镜对光线有发散的作用)
2、凸透镜可以成像,那凸透镜成像的特点是什么?
(u>2f时,成倒立缩小的实像,像成在一倍焦距和二倍焦距之间;2f>u>f时,成倒立放大的实像,像成在二倍焦距以外;u)
眼睛是人体重要的器官之一,它还会流露出你的感情色彩,被称为 ?
。
(心灵的窗户)
我们都拥有一双眼睛,有关眼睛,你了解多少?
请你提一个有关眼睛的问题,写在下面
二、新课点拨
(一)眼睛是怎样看见物体的
眼睛的作用就跟凸透镜一样,可以把物体的景象投影到视网膜上,你了解眼睛的结构吗?
【投影片显示眼睛结构图,并结合生物挂图眼睛成像原理图,与同学门一起探讨、分析,最后得出眼球的成像原理】
晶状体、角膜等组织共同作用相当于一个凸透镜,从物体发出的光线经过它会聚在视网膜上,形成物体的像。
用凸透镜使距离不同的物体成像,像与透镜之间
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的距离会不同。
而用眼睛看远近不同的物体时,像都成在视网膜上,即像与凸透镜之间的距离不变,这不是与凸透镜的成像规律有矛盾吗?
【根据预备知识:
凸透镜中间越厚,焦距越短,凸透镜使光线偏折的程度越大,会聚本领越强,引出眼睛的调节作用——改变晶状体的形状,从而改变“凸透镜”的焦距,使远近物体都能在视网膜上成像。
】
远眺时:
睫状体放松,晶状体较薄,焦距较长,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,人便能看清楚远处的物体。
(结合板画,讲解眼睛望远时的调节过程)
近观时:
睫状体收缩,晶状体较厚,焦距较短,近处物体射来的光又会聚在视网膜上,人便能看清楚近处的物体。
(结合板画,讲解眼睛近观时的调节过程)
(二)近视眼是怎么回事?
怎样矫正?
教师:
我想先请眼睛近视的同学谈谈他看远近物体时有什么感受?
学生介绍后,利用彩色投影,结合板画,讲解近视眼的成因,让同学们知道,由于晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,远处物体某点发出的光会聚视网膜前,到达视网膜时已经是一个模糊的光斑。
并利用预备知识:
凸透镜能使光线会聚;凹透镜能使光线发散,让同学讨论如何使原来会聚视网膜前方的光线改变传播方向,会聚在视网膜上呢?
在同学讨论后板画通过凹透镜矫正后的光路简图,并让同学在彩色投影片上获得与巩固有关近视眼及其矫正的信息。
【介绍有关眼保健知识,如长时间看书后,要向远处眺望休息几分钟,看书时眼睛不要离书本太近等】
引导学生阅读STS“激光治疗眼病”P65
(三)远视眼是怎么回事?
怎样矫正?
有同学看见老人串针线时的情景吗?
这说明了什么?
(学生会说明老人只能看清远处的物体,看不清近处的物体)
【然后,结合板画、板书,通过与近视眼及其矫正的比较对比,得到远视眼成因、通过凸透镜矫正的知识
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(四)眼镜的度数
思考与讨论:
仔细观察近视眼镜和远视眼镜,它们有什么不同?
度数深的和度数浅的有什么不同?
【教师出示近视眼镜和远视眼镜以及多副不同度数的眼镜,让同学观察。
并引出眼镜的度数。
】
信息浏览:
眼镜的度数可让学生自己阅读,教师可适当板书,简单介绍眼镜的度数计算方法。
如根据眼镜盒上的“+200”来确定眼镜的度数、焦距、是近视眼镜还是远视眼镜?
并介绍:
眼镜度数越深,说明眼镜镜片的焦距越短。
思考:
镜片标有─250字样,它是什么镜片,焦度、焦距分别是多少?
三、巩固练习
1、近视眼镜的镜片是一个____透镜,它和眼球中相当于透镜的那部分的综合作用使得眼球这个“照相机”的“镜头”的焦距变_____了。
2、关于远视眼下列说法正确的是()。
A.一般是由于人年龄增大,睫状肌对晶状体的调节能力减弱造成的
B.来自近处物体的光将会聚于视网膜的前方
C.需要配戴发散透镜来矫正
D.远视眼的成因是晶状体太厚,或者眼球在前后方向上太长
3、小焕同学的父亲是近视眼,母亲是远视眼,他们的眼镜放在了一起,小焕有很多办法帮父母分辨是谁的眼镜,你知道他用了哪些办法进行分辨吗?
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第二课时知识点拨课
(二)
一、复习
1、凸透镜成像的规律
2、近视眼与远视眼是怎样形成的,如何矫正?
二、新课
(五)影像的保存
照相机可以为我们留下难以忘怀的瞬间和美不胜收的景色,你了解照相机吗?
1、对照课本图3-57(a),介绍照相机的基本结构。
找一同学介绍照相机的使用方法。
对照课本图3-57(b),介绍照相机的原理:
物体在凸透镜2倍焦距外,在底片上成倒立、缩小的实像。
2、照相机的调节:
为了使远近不同的景物在胶片上产生清晰的像,需要旋转镜头上的调焦环,调节镜头到胶片的距离。
拍摄近的景物时,镜头往前伸,离胶片远一些;拍摄远的景物时。
镜头往后缩,离胶片近一些。
调焦环上刻着数字,表示拍摄的景物到镜头的距离。
例:
小亮用一架镜头焦距不变的照相机,给一小平照了一张2寸的全身像,再用它给小平照一张2寸的半身像,小亮应该使()。
A.照相机与人的距离增大,暗箱长度缩短
B.照相机与人的距离增大,暗箱长度伸长
C.照相机与人的距离减小,暗箱长度缩短
D.照相机与人的距离减小,暗箱长度伸长
解析:
从2寸的全身像到同一人2寸的半身像,首先应认识到像是变大了,然后根据物距、像距及实像的大小的变化规律来判断,即像变大,像距也应增大。
同时,物距要减小。
答案:
D。
方法总结:
利用照相机原理时,要正确认识物距、像距以及实像大小的变化规律,并在解决实际问题中加以应用。
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(六)显微镜
l.显微镜的构造
一般的放大镜,放大倍数较小,像植物的细胞、金属的结构、细菌微生物等,在放大镜下是没法观察的,要想看清就需用放大倍数更高的显微镜,如图所示。
显微镜的构造自上而下分别为:
(1)目镜:
靠近眼睛的一组透镜。
作用像一个普通的放大镜。
(2)物镜:
靠近被观察物体,作用相当于投影仪的镜头。
(3)载物台:
承载被观察物体。
(4)反光镜:
增加光的强度,便于观察物体。
2.显微镜的原理
显微镜由两组透镜组成,每组都相当于一个凸透镜,把它们一起装在金属制的镜筒里。
对着物体的一组叫物镜,对着眼睛的一组叫目镜。
物镜的焦距很短,目镜的焦距较长。
物镜的作用相当于投影仪的镜头:
得到物体的放大的实像,再由目镜放大为一个正立放大的虚像。
(七)望远镜
1.望远镜的构造
望远镜的种类很多,主要部件是物镜和目镜。
(1)物镜:
使远处的物体在焦点附近成实像。
(2)目镜:
靠近眼睛,作用相当于一个放大镜。
2.望远镜原理
望远镜的构造跟显微镜类似,也是由物镜和目镜两组凸透镜组成的,不同的只是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
它的成像原理:
物镜L1的作用是得到天体的实像。
由于从天体上各点射到物镜上的光是平行光,经物镜后,在焦点L1的焦点外很近的地方,得到天体的倒立缩小的实像A’B’。
目镜L2的前焦点和物镜L1的后焦点重合在一起,所以实像A'B'位于目镜和它的焦点之间距焦点很近的地方。
实像A'B'对目镜L2来说是物体,它经L2.所成的像A"B"是放大的虚像。
3.物体真的是放大的吗?
物镜的作用好像一架照相机,使远处的物体在焦点附近
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成一个倒立缩小实像;目镜的作用相当于一个
放大镜,因此,我们看到的是一个倒立缩小的虚像,但是为什么我们感觉到物体被放大了呢?
原来,我们通过眼睛判断物体的大小是根据物体在眼中所成视角的大小为依据的(如图所示),物体越大或距离越近在眼中所成的视角就越大.
由于望远镜目镜的焦距很短,我们观察到的虚象离我们的眼睛就很近,从而增大了在眼睛中的视角,所以我们感觉到物体被放大了.
三、STS与信息浏览
教师引导学生课本P68STS“电子显微镜”和P69信息浏览“哈勃空间望远镜”
四、课堂巩固
完成《训练方案》上的相关题目
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第三课时例题及习题讲评
一、典型例题
例1:
用一架镜头焦距不变的照相机,给一个人照了一张2寸的全身像,再用它给这个人照一张2寸的半身像,应该使()。
A.照相机与人的距离增大,暗箱长度缩短
B.照相机与人的距离增大,暗箱长度伸长
C.照相机与人的距离减小,暗箱长度缩短
D.照相机与人的距离减小,暗箱长度伸长
解析:
从2寸的全身像到同一人2寸的半身像,首先应认识到像是变大了,然后根据物距、像距及实像的大小的变化规律来判断,即像变大,像距也应增大。
同时,物距要减小。
答案:
D。
方法总结:
利用照相机原理时,要正确认识物距、像距以及实像大小的变化规律,并在解决实际问题中加以应用。
例2:
下图描述了