（八上）5.1透镜（解析版）（导学案1）

skybamboo

人教版 八年级  第五章透镜及其应用
  第1节《透镜》导学案
【学习目标】
1.能正确区分凸透镜和凹透镜；
2.能在图中标出凸透镜的主光轴、光心、焦点和焦距；
3.能说出凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用；
【学习重点】：探究凸透镜对光有会聚作用，探究凹透镜对光有发散作用。
【学习难点】
1.能够对实验进行仔细观察、分析，最后通过概括得出结论。
2.凸透镜对光线起会聚作用和凹透镜对光线起发散作用，会正确作出光路图。
【自主预习】
1.透镜分为 凸透镜和凹透镜.边缘薄、中间厚的透镜为凸透镜；边缘厚、中间薄的透镜为凹透镜.
2.透镜上通过两个球面球心的直线叫主光轴，每个透镜主光轴上有一个特殊的点，叫透镜的光心，凡是通过透镜光心的光线其传播方向 不变.
3.实验表明凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用.
4.凸透镜能使平行于主光轴的光会聚 在一点，这个点叫焦点，焦点到光心的距离叫焦距，凸透镜有 实（填“虚”或“实”）焦点，凹透镜有虚 （填“虚”或“实”）焦点.
【合作探究】
探究一：凸透镜和凹透镜
1.透镜的分类   
(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(选填“厚”或“薄”)。
(2)取近视眼镜的镜片，用手摸一摸它的中间和边缘部分，发现厚度不一样，中间_薄，边缘厚(选填“厚”或“薄”)。
(3) 透镜有两类：中间厚边缘薄的叫凸透镜,如下图中的A、B、D；中间薄 缘厚的叫凹透镜。如下图中的C、E、F。
(选填“厚”或“薄”)。


2．透镜的主光轴、光心
(1)一般透镜的两个表面中至少一个表面是球面的一部分。如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜就叫做薄透镜。
(2)通过两个球面球心的直线(C1C2)叫做主光轴，简称主轴。主轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点(0)叫做透镜的光心。可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。



探究二：透镜对光的作用
做一做：（1）拿一个凸透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧来回移动，直到纸上得到最小、最亮的光斑．如图所示：

   
现象：光屏上有一很小、很亮的光斑。光斑处的温度很高，长时间照射，纸会被烧焦。
结论：凸透镜对光有会聚作用
[来（2）拿一个凹透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧来回移动，仿照上图做实验．
无论怎样调节凹透镜和纸的距离，纸上不能填（“能”或“不能”）出现得到最小、最亮的光斑，说明凹透镜对光没有会聚作用。
提出问题：透镜对光的作用相同吗？有怎样的作用？通过实验来探究
实验探究：
(1)让平行于透镜主轴的几束光射向凸透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。
(2)让平行于透镜主轴的几束光射向凹透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。

              

                  凸透镜使光会聚                                 凹透镜使光发散
（3）不平行主光轴的光透过凸透镜是否会聚？不平行主光轴的光透过凹透镜是否发散？
让不平行于透镜主轴的几束光射向凸透镜，观察光的传播方向。
让不平行于透镜主轴的几束光射向凹透镜，观察光的传播方向。
实验表明：凸透镜对光有会聚作用，经凸透镜折射出的光线相对于入射光线，更靠近（填靠近、远离）主光轴；
凹透镜对光有发散作用，指经凹透镜折射出的光线相对于入射光线，更远离（填靠近、远离）主光轴；
因此，凸透镜又叫会聚透镜；凹透镜又叫发散透镜。
探究三：焦点和焦距
实验发现：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫焦点，焦点到光心的距离叫焦距，凸透镜有实(选填“虚”或“实”)焦点，凹透镜有虚(选填“虚”或“实”)焦点。
1. 凸透镜：
（1）焦点：平行于主轴的光会聚于在主轴的一点。凸透镜有两个实焦点，并且关于光心对称；
（2）焦距：焦点到光心的距离。
（3）焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强。凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，表面越凸，焦距越短。
2.凹透镜：
（1）焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，叫凹透镜的焦点（F）。它不是实际光线的会聚点，叫虚焦点(F)。透镜有两个虚焦点，关于光心对称。
（2）焦距：焦点到凹透镜光心的距离叫做焦距( f )，两边的焦距相等。
（3）凹透镜焦距<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>的大小表示其发散能力的强弱，<Object: word/embeddings/oleObject2.bin>越小，对光的发散能力越强。

   

凸透镜的焦点和焦距                         凹透镜的焦点和焦距
想想做做：我们知道太阳光线也是向四周射出的发散光线，但由于太阳距离地球十分遥远，所以太阳射到地球的光线可以看成是平行光。给你一块凸透镜、一张白纸、一把刻度尺怎样测出凸透镜的焦距？
利用太阳光，粗测凸透镜的焦距：拿一个凸透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与纸的距离，直到纸上的光斑变的最小最亮，测量这个最小最亮的光斑到透镜光心的距离，这就是焦距。


3.透镜的三条特殊光线：
（1） 通过光心的光线 传播方向不改变。


（2） 平行于主光轴的光线：
经凸透镜折射后通过焦点，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。


（3）经过凸透镜焦点的光线折射后平行于主光轴射出。射向凹透镜焦点的光线折射后平行于主光轴射出。


【精讲点拨】
1.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。
2.凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚光束，“会聚”是指折射光线相对于入射光线更靠近主轴；。
3.凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不相交，“发散”是指折射光线，相对于入射光线更偏离主轴。
4.光线经过透镜后总是向较厚的一端偏折。
【归纳整理】

  
【当堂练习】
1.（2020株洲市）炎炎夏日，汽车停在露天停车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃。这是因为这瓶水（　　）


A. 相当于一个凸透镜，会聚光线        B. 相当于一个凸透镜，发散光线
C. 相当于一个凹透镜，会聚光线        D. 相当于一个凹透镜，发散光线
【答案】A
【解析】矿泉水瓶都是圆柱形，两边薄、中间厚，能起到凸透镜的放大作用，有会聚光线的作用；故如果把装满水的矿泉水瓶留在车内，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃；故A符合题意。
2.（2020江苏淮安市）将如图甲所示的黑白卡片放在一只未装满水的薄高脚玻璃杯后面，在高脚杯前方观察到的现象如图乙所示，此时装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个（　　）


A. 凸透镜        B. 凹透镜        C. 凸面镜        D. 凹面镜
【答案】A
【解析】玻璃杯中有水的这一部分中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜。黑白卡片是左右颠倒的，成倒立、放大的实像。故选A。
3.（2020 大连市）下列光现象中，由光的反射形成的是（   ）
A. 旗杆在阳光下的影子        B. 水面上倒映着蓝天白云
C. 三棱镜将白光分解为七色光        D. 放大镜将太阳光会聚于一点
【答案】B
【解析】A．旗杆在阳光下的影子是由于光的直线传播形成的，故A不符合题意；
B．水面上倒映着蓝天白云是平面镜成像的现象，由于光的反射形成的，故B符合题意；
C．三棱镜将白光分解为七色光是光的色散现象，由于光的折射形成的，故C不符合题意；
D．放大镜将太阳光会聚于一点是光的折射现象，故D不符合题意。故选B。
4.（2020 湖南湘西土家族苗族自治州）凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。正对着太阳光的放大镜能够在另一侧的纸面上形成一个很小、很亮的光斑，并将纸烤焦。由此可知，放大镜是透镜。


【答案】凸
【解答】解：正对着太阳光的放大镜能够在另一侧的纸面上形成一个很小、很亮的光斑，这表明放大镜对光线具有会聚作用，所以放大镜为凸透镜。
5.（2020 黑龙江齐齐哈尔）购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。“刷脸”支付过程中，摄像头相当于（选填“凸”或“凹”）透镜，面部经摄像头成倒立、（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像。


【答案】凸；缩小。
【解析】摄像机的镜头相当于一个凸透镜，当物体位于其二倍焦距以外时，物体在凸透镜中成倒立缩小的实像。
6.（2020年广东省）请画出图中入射光线经凸透镜后的折射光线。


【答案】

【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；答案如图所示：

。
7.（2020年广西河池市）请作出图中与凸透镜折射光线对应的入射光线。


【答案】

【解析】经过凸透镜光心的入射光线经凸透镜折射后传播方向不改变，经过焦点的入射光线经凸透镜折射后折射光线与主光轴平行，如下图所示：

8.（2020抚顺葫芦岛）如图所示，<Object: word/embeddings/oleObject3.bin>点发出的一条光线经平面镜反射后，再经凸透镜折射，折射光线平行于主光轴射出。请画出：S点发出的入射光线；


【答案】

【解析】通过平面镜作出S的对称点S′，即为光源S的像位置，连接S′与凸透镜的入射点，即反射光线，反射光线与主光轴的交点即凸透镜的焦点F。


【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。