八年级科学上册 光的折射教案 华东师大版.docx

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八年级科学上册光的折射教案华东师大版

光的折射

【本讲教育信息】

一.教学内容:

暑假专题——光的折射复习

二.学习目标:

1.了解光的折射现象

2.了解透镜的分类,及其对光线的作用

3.掌握凸透镜成像的规律及其应用

三.重点、难点:

重点:

1.能用折射现象解释日常生活中的折射现象。

2.凸透镜成像规律及其应用。

难点:

凸透镜成像规律及其应用。

四.知识总结:

(一)光的折射

1.光的折射现象

光从一种透明介质进入另一种透明介质时,在两种界面上传播方向通常会发生改变的现象。

2.光的折射规律,如图一

(1)内容:

①折射光线(BO)与入射光线(AO)、法线在同一平面上②折射光线与入射光线分居法线的两侧③折射角(r)随入射角(i)的增大而增大;光由空气斜射入水、玻璃等透明介质时,折射角小于入射角;光由水、玻璃等透明介质斜射入空气中时,折射角大于入射角;光垂直射到两种介质的界面上时,传播方向不发生改变,折射角等于零。

(2)在折射现象中,光路也是可逆的,即如果光逆着折射光线射入,其折射光线将逆着入射光线射出。

(3)不同介质对光的折射本领不一样。

(二)透镜

1.透镜的种类

(1)凸透镜:

中央比边缘厚的透镜,对光线有会聚作用,又叫会聚透镜。

(2)凹透镜:

中央比边缘薄的透镜,对光线有发散作用,又叫发散透镜。

2.与透镜有关的几个概念

图二

(1)主光轴:

通过透镜两个球面的球心的直线(C1C2)

(2)光心:

主光轴上的一点通过此点的光线传播方向不改变,薄透镜的光心在它的几何中心,通常用“O”表示。

(3)焦点:

跟主轴平行的光线,通过凸透镜后会聚在主轴上的一点,这点叫凸透镜的焦点,用“F”表示。

它是实际光线会聚点,也叫实焦点。

跟主轴平行的光线通过凹透镜后成为发散光线,这些发散光线的反向延长线相交在主轴上的一点,这点叫凹透镜的焦点。

同样用“F”表示,它不是实际光线的会聚点,也叫虚焦点。

(4)焦距:

从焦点到透镜光心(或中心)的距离,常用“f”表示,根据光路的可逆性,透镜两侧各有一个焦点,透镜两侧的两个焦距相等。

(5)物距:

物体到透镜光心的距离,常用“u”表示。

(6)像距:

物体通过透镜成的像到透镜光心的距离,常用“v”表示。

(7)实像和虚像:

实像:

由实际的反射光线或折射光线相交而成的像,实像可以用眼观察,也可以用光屏来接收。

虚像:

由反射光线或折射光线的反向延长线相交而成,虚像可以用眼观察,但不能成在光屏上,故不能用光屏接收。

(三)凸透镜成像规律

由上表可知:

(1)凸透镜成像有三个区域,两个特殊点:

①u=2f点是物体通过凸透镜成“缩小”还是“放大”的实像的分界点②u=f点是物体通过凸透镜成“实像”还是“虚像”的分界点,及倒立、正立分界点,物像同侧、异侧分界点。

(2)当u>f时,u减小,物体通过凸透镜成实像,且实像变大、v增大。

(3)凸透镜所成的像:

实像一定倒立、虚像一定正立;虚像一定放大,实像有放大、缩小、等大三种可能;实像一定与物体在透镜两侧,虚像一定与物体在透镜同侧、且在物体后面。

(4)描述像的性质应包括①实像、虚像、不成像②倒立、正立③放大、缩小、等大三个方面,如描述幻灯机成像为:

倒立放大实像。

(四)凸透镜成像的应用

1.照相机

(1)原理:

照相机是利用凸透镜成缩小的实像的原理制作的,即u>2f。

(2)结构:

照相机的镜头相当于凸透镜,胶卷相当于光屏,被拍摄的人或物位于2倍焦距以外,胶卷上就成了一个倒立的缩小的实像,胶卷曝光后,再经过化学处理得到底片,利用底片印出相片。

在u>2f的前提下,调节u的大小,可以拍摄到远近不同的像。

2.幻灯机

(1)原理:

幻灯机是利用凸透镜成放大的实像的原理制成的,即f

(2)结构:

其镜头相当于凸透镜,透明幻灯片到镜头的距离比焦距稍大,在屏幕上形成倒立、放大的实像。

3.放大镜

(1)原理:

放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像原理制作的,即u

(2)结构:

其镜头相当于凸透镜,把要观察的物体放在离凸透镜(放大镜)小于焦距的地方,眼睛透过放大镜就能看到物体正立放大的虚像。

【典型例题】

例1.给你一个透镜,怎样用最简单易行的方法判断它是不是凸透镜?

说出两种最简便的估测凸透镜焦距的方法。

分析:

要判断一个透镜是不是凸透镜,我们可以从凸透镜的外形、对光路的折射特点及成像规律入手进行考虑。

凸透镜的外形具有中间厚边缘薄的特点;凸透镜对光路具有会聚作用;物体通过凸透镜可以成实像和放大的虚像,这些都是凸透镜所特有的,这就是我们进行具体判断的依据。

根据上述对凸透镜特点的分析,我们可以设计如下的判断方案。

(1)根据外形特点,通过观察中间厚边缘薄的是凸透镜。

(2)将透镜正对太阳光,用一个光屏在透镜的另一侧接收折射后的阳光,能使太阳光会聚的是凸透镜。

(3)利用成实像的特点,将一发光物体放于透镜的一侧,在透镜的另一侧用光屏(需调节物体和光屏到透镜之间的距离)接收物体的像,如果能接收到实像则是凸透镜。

(4)根据成放大虚像的特点,将物体放在透镜的一侧,眼睛在透镜的另一侧观察(需调节物和透镜之间距离)物体的像,能成放大正立像(即可以作为放大镜使用的)是凸透镜。

答案:

能使物体成放大像的就是凸透镜。

方法一:

让阳光垂直射到镜面,调节到阳光会聚的光点至最小,测出会聚光点到镜面的距离即为焦距。

方法二:

当作放大镜来看书。

调节到字体的放大虚像至恰好变成模糊为止,测出透镜到字体的距离即为焦距。

本题的分析需要综合考虑凸透镜各方面的特点,这就要求我们对凸透镜的成像规律有较深刻的理解。

例2.在做“研究凸透镜成像”的实像中发现,物距等于6厘米时,能成正立的像;物距等于9厘米时,能成倒立的像。

则下列判断一定正确的是()

A.物距为8厘米时成放大的实像

B.物距为12厘米时成放大的实像

C.物距为16厘米时成缩小的实像

D.物距为18厘米时成等大的实像

分析与解:

根据题目条件,u=6cm成正立的像,也就是成虚像,u=9cm时成倒立的像,成的是实像。

可以判断6cm

题目中A是不正确的,因为焦距有可能大于8cm,而u=8cm有可能成放大的虚像,题目中B是正确的。

因为u=12cm时,满足f

题目中C是不正确的,因为u=16cm,物距可能小于2倍的焦距,而成放大的实像。

题目中D是不正确的,因为u=18cm,此时u>2f,应该成缩小的实像。

B正确

例3.一个物体通过凸透镜成像于屏上,若将透镜的上半部分遮住,则下列说法中正确的是()

A.屏上的像只剩下半部分

B.屏上的像变暗,位置不变

C.屏上的像上半部变暗,下半部保持原来的亮度

D.屏上的像变得模糊不清了

分析与解:

一个物体通过凸透镜成像于屏上,若将透镜的上半部分遮住的光路图如图三(甲)所示,遮前如图(乙)所示。

在(甲)图中从A点射向凸透镜上半部分的光线被遮住,只有从A点射向凸透镜下半部分光通过透镜会聚于A’点成像,物体AB上其它点成像情况与A点相同,只是由于光线少了,所以成的像暗一些。

而图(乙)中,从A点射向凸透镜的所有光线,经透镜折射后,都会聚在A’点,AB上其它点相同,所以在遮之前成的像亮度大。

B正确

例4.有一块玻璃砖,形状如图四甲所示,内有一个凸型空气泡,某学生用这个玻璃砖来做光学实验,当一平行光束通过玻璃砖时,以下对光束在空气泡中发生的现象的说法正确的是()

A.这一平行光束在空气泡中将不改变原来方向

B.这一平行光束在空气泡中将发生会聚

C.这一平行光束在空气泡中将发生发散

D.条件不足,无法确定

分析:

不少学生看里面是一个凸型气泡,认为光线经过的是凸透镜,故最终成为一束会聚光线而错选B,他们认为凸型空气泡与平时用的玻璃凸透镜形状一样,便认为空气泡透镜对光线的作用与玻璃透镜的作用效果相同。

设想在原图中沿AB方向把玻璃砖等分为二,即成图四乙中情形,显然该光束经过的是一凹透镜,由光学知识可知,凹透镜对光线有发散作用,则平行光束通过空气泡将发生发散,故应选C。

更基本的方法是画一条入射光线到空气透镜的前表面,用作图法来判断光线经过透镜之后的行为。

光线从玻璃进入空气,由光密媒质进入光疏媒质,折射角大于入射角,折射光线远离法线,出射光线是发散的。

可见,凸透镜对光线的作用是会聚的。

这个结论是有条件的:

条件是透镜材料的折射率大于周围环境的折射率。

C正确

【模拟试题】(答题时间:

60分钟)

一.填空题:

1.图1所示,光线从空气斜射入水中时,折射角比入射角________,所以光线BO是________光线。

OC是________光线,OD是________光线。

________

=________度,

________角,

是________角,

是________角。

2.当光线垂直射向介面时,________不改变。

这时入射角是________度,折射角是________度。

3.照相机的镜头相当于一个________镜,用照相机拍摄景物时,能在底片上得到一个________的________的________像,这是因为,被照物体在________以外。

4.放映幻灯时,应将幻灯片放在离镜头________的地方,且幻灯片需________插,才能在屏幕上出现幻灯片上画面的________的________的________像。

5.在碗里放一个硬币,当碗内盛满水,水静止时,看上去碗底的硬币要比实际的深度________些,这是由于光的________的缘故所造成的。

6.在研究凸透镜成像的实验中,当u________f时,成实像,当u________f时成虚像,所以________是成________和________的分界点。

当u________f时成正立的像,当u________f时成倒立的像,u_________f时,像与物体在透镜的同侧,u________f时像与物在透镜的异侧,当u________f而________2f时成放大的实像,u________2f时成缩小的实像,所以当u________2f时,两倍焦距处的P点是物体成________的实像和________的实像的分界点。

7.早晨看到太阳从地平线刚刚升起时,实际上它还处在地平线的下方,这种现象是由于________造成的。

8.从物体上某点发出的光线经凸透镜折射后会聚而成的点,叫做这一物点的________像,它可以用________接收。

若物点发出的光线经凸透镜后不能会聚,反向延长线相交的点,叫做物点的________像,它不能用光屏接收,只能用________观看。

9.放大镜是________,在使用放大镜时,必须要把被观察的物体放在________________,才能看到________立,放大的________像。

10.幻灯机的幻灯片________插在凸透镜的后面焦点略微远些的地方,这时银幕上所得到的像的性质是________________。

11.照相机的镜头相当于一个________。

当物体到________的距离________时,能成________,________像,照相机就是利用此原理制成的。

使用照相机时,应将底片放置在________。

二.选择题:

1.渔民发现他斜前方水中有一条鱼,想用鱼叉叉鱼,其正确的方法是()

A.对鱼的位置稍低一点的位置掷叉

B.对鱼的正前方掷叉

C.对鱼的正后方掷叉

D.对鱼的左右两侧掷叉

2.对光线能起发散作用的是()

A.凹透镜B.凸透镜C.平面镜D.无法判断

3.用照相机给某人照相时,如果已经照完一X全身的像以后,再照一X半身像,(底片大小不变)则应:

()

A.把照相机远离被照人,同时暗箱拉长

B.把照相机远离被照人,同时暗箱缩短

C.把照相机与人靠近些,同时缩短暗箱

D.把照相机与被照的人靠近些,同时拉长暗箱

4.利用凸透镜使物体成放大的像,这个像()

A.一定是实像

B.一定是虚像

C.可能是实像,也可能是虚像

D.条件不足,无法判断

5.关于放大镜、幻灯机、照相机的下述几种说法中,错误的是()

A.它们都是利用凸透镜成像的

B.照相机照像时景物在2倍焦距以外

C.幻灯片必须放在2倍焦距以外

D.用放大镜看书,书离透镜应小于焦距

6.下列正确的光路图是()

7.“海市蜃楼”、“看到中秋的明月”和“枪瞄靶”分别可以说明哪个物理现象()

A.光的折射现象、光的反射现象和光的直线传播

B.光的折射现象、光的直线传播和光的反射现象

C.光的直线传播、光的反射现象和光的折射现象

D.光的直线传播、光的折射现象和光的反射现象

8.下列现象中,属于光的折射现象的是()

A.通过潜望镜看到海面上的船只

B.在平静的水中看到大树的“倒影”

C.用汽车观后镜看到车后的物体

D.从岸上看到游泳池底好像变浅了

9.物体通过凸透镜在光屏上成像,则一定是()

A.正立的实像B.放大的虚像

C.倒立、缩小的像D.倒立的像

10.物体通过凸透镜所成的像是实像,则物距一定是()

A.大于2倍焦距B.大于焦距

C.在焦距和2倍焦距之间D.小于焦距

11.凸透镜的焦距为f,要使物体通过凸透镜成缩小的实像,物距应满足的条件是()

A.u2fD.u>f

12.物体在凸透镜前20厘米处,可以得到倒立、放大的实像,现将物体向透镜移近10厘米,得到的是()

A.倒立放大的虚像B.正立放大的虚像

C.倒立缩小的实像D.倒立等大的实像

13.物体放在凸透镜前,在离透镜15厘米的光屏上得到物体清晰的放大的像,所使用的凸透镜的焦距是下列的哪一个数值()

A.4厘米B.8厘米C.12厘米D.18厘米

14.蜡烛放在凸透镜的倍焦距的地方,当它向离透镜3倍焦距的地方移动时,它的像()

A.先放大后缩小B.先缩小后放大

C.逐渐变大D.逐渐变小

15.一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,考察像运动的速度应该是()

A.始终和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

三.作图题:

1.在图中,画出光线经过透镜后的折射光线

2.在图中画出了光线通过透镜前、后的方向,请你在方框内填上适当的透镜。

 

【试题答案】

一.填空题

1.小,入射,反射,折射,二,50,入射,反射,折射

2.传播方向,0,0

3.凸透,倒立,缩小,实,两倍焦距

4.大于焦距小于2倍焦距,倒,倒立,放大,实

5.浅,折射

6.>,<,焦点,实像,虚像,<,>,<,>,>,<,>,=,放大,缩小

7.光的折射

8.实;光屏;虚;眼睛

9.凸透镜;焦点以内;正;虚

10.倒;放大的实像

11.凸透镜;凸透镜;大于2倍焦距;倒立;缩小的实,焦点

二.

1.A2.A3.D4.C5.C6.B7.A8.D

9.D10.B11.C12.B13.A14.D15.B

三.

2.

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