学习目标

第一节透镜

知识目标
  (1)了解什么是凸透镜,什么是凹透镜;
  (2)知道凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用;
  (3)知道凸透镜的焦点、焦距和主光轴;
  (4)知道如何利用凸透镜产生平行光。
能力目标
  通过观察各种透镜,观察凸透镜和凹透镜对光的会聚作用和发散作用的演示实验,培养学生的观察能力,学会注意观察事物的本质特征,培养学生的概括、归纳能力。
  通过对如何利用凸透镜产生平行光的讨论和演示实验,培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。
情感目标
  通过介绍我国古代劳动人民利用冰透镜对准阳光取火的事例,对学生进行爱国主义民族自豪感教育,激励学生为振兴中华努力学习。

第二节生活中的透镜

1.知识和技能
  了解透镜在日常生活中的应用。
2.过程和方法
  (1)经历制作模型照相机的过程,了解照相机的成像原理。
  (2)能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征。
3.情感、态度、价值观
  (1)通过模拟相机的制作和使用,获得成功的愉悦。
  (2)具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
  (3)初步建立将科学技术应用于实际的意识。

学习建议

第一节透镜

  本节教法应以实验法为主,辅以启发式教学法和讨论法。应指导学生观察实验现象,在头脑中形成清晰的表象,讨论分析实验结果。

第二节生活中的透镜

  这一节介绍生活中常用的透镜,使学生在头脑中形成透镜及其成像的丰富、具体的感性认识,为探究凸透镜成像规律作准备。
  可先出示真实的照相机,让学生仔细观察照相机的镜头,使他们对照相机镜头有直观的印象,指出它的作用就相当于一个凸透镜,来自物体的光线经过照相机镜头后,在胶卷上形成一个缩小的像。
重点难点
难点分析
  1.凸透镜和凹透镜对光的作用
  讲解凸透镜和凹透镜对光的作用,除按照教材要求进行实验,通过实验取得丰富的感性知识外,还可以利用光的折射的初步规律,参照下图来进行分析。当一条平行于玻璃三棱镜底边的光由空气射入玻璃时,折射光线靠近法线折射.光进入玻璃以后又从玻璃射入空气中,发生第二次折射,这时折射光线将远离法线折射,两次折射的折射光线都由玻璃三棱镜(透镜)薄的位置向玻璃三棱镜厚的部分倾斜,因此可以分析出凸透镜对光会起聚作用。如上图(乙)

   凹透镜对光起发散作用,可以用上述方法,参照下图(甲),和图(乙)来进行分析。

  2.正确理解“会聚”和“发散”
  凸透镜对光的会聚作用是表明光通过凸透镜以后会变得收拢些,但是并不意味着一定会聚于一点。如下图所示,以S点发出的光是发散光束,光经过凸透镜折射后仍是发散的,并不能会聚,凸透镜在这里的作用只是减弱了它的发散程度。

  凹镜对光的发散作用是表明光通过凹透镜以后会更散开一些,但是散开不一定不能会聚,如下图所示,从左侧来的两束光由于凹透镜的作用没有在S点会聚,而是在S会聚,它减弱了入射光的会聚程度。

  通过以上分析可以知道,当判断透镜对光束是起会聚作用还是发散作用时(或者根据给定的光束判断透镜的种类),一定不能仅仅依据折射光是否能会聚于一点来判断透镜的作用或种类,而应当对折射光束与入射光束进行比较,再依据前边的分析得出正确的结论。
教学过程

第一节透镜

1.引入课题
  列举放大镜的镜片、眼镜的镜片、照相机的镜头、幻灯机的镜头、以及电影放映机、显微镜、望远镜等仪器的镜头。可以把教学内容事先绘制在胶片上用投影幻灯打在幕布上,方便课堂教学。
2.新课教学
  让学生观察凸透镜和凹透镜,观察各种形状的凸透镜和凹透镜的截面形状,进而通过提问,认识这两种透镜。
  组织学生观察、讨论,引导同学先找出带有共性的特征,这些特征是什么?
  再分析不同类别的透镜有什么不同特征。
  用投影仪打出如下六个透镜的截面图,

  使学生能明确辨别出哪些是凸透镜,哪些是凹透镜。
  用投影仪打出下面的图,具体讲解薄透镜“薄”的含义。

  教师介绍光具座等实验仪器及使用方法,应在演示台上边演示边讲解,讲述中应强调以下几点:
  (1)光源发出的光是平行光,从无穷远射来的光是平行光,前边所提到的太阳光也是平行光。
  (2)让透镜正对着射来的平行光,这样入射光线将与主光轴平行,我们只研究与主光轴平行的光经过透镜发生折射的现象。
  (3)注意观察光线经过这两类透镜折射以后是否能会聚于一点。(指导学生注意调节光屏位置)
  学生开始实验,教师在学生中巡视,并进行指导,实验结束后提问。
  演示实验可以用激光演示仪进行,如果没有条件可以用烟箱,不论用什么仪器,都应使学生能清楚地观察到,平行光经过透镜前后光的传播路径。
  实验进行过程中,可以边让学生观察,边提问学生,以引起学生注意。
  通过前边的实验同学们对光通过透镜前后的路径,以及两类透镜对光的作用有了比较深刻的感性认识。教师应通过图形对这两类透镜进行对比分析。
  3.总结
  研究两种透镜及它们对光线的作用,尤其是重点研究凸透镜对光线的作用。教师可提问学生,由学生总结发言,以利于学生的思考与理解。

第二节生活中的透镜

  自制模拟照相机,使学生对利用凸透镜成缩小的实像有较直观、深刻的印象。同时培养学生的动手能力。
  模拟照相机的制作可照图3。2-2所示。本制作所用材料比较简单,可由学生自己去找,也可由教师准备。最好每人一套。
  找两个直径大小相近,长约15cm的圆纸筒(也可用硬纸板折叠成方形纸筒),使一个纸筒刚好能够套入另一个。在直径较大的纸筒前面,固定一个凸透镜。在直径较小的纸筒前面,固定一个屏幕。屏幕可以用半透明塑料薄膜(或蜡纸、毛玻璃)制作。把较小的圆筒有屏幕的一端朝里,套入较大的圆筒内。这样模拟照相机就做成了。
  把模拟照相机对准某个人或物体,拉动纸筒改变透镜和屏幕之间的距离,就能使物体在屏幕上形成一个清晰倒立的像。通过获得清晰像,让学生感受照相的过程。通过观察,可以知道,照相机所成的像是倒立缩小的实像。
投影仪
  投影仪是教学中经常使用的仪器,照图3。2-4介绍投影仪的构造。让学生仔细观察投影仪的投影镜头,演示利用凸透镜可以使物体成放大的像:把投影仪上的反光镜取下,使光线直接照射到天花板上,调节镜头,在天花板上就能得到投影片上图案的像,让学生仔细观察像的大小、正倒。也可用幻灯机演示。通过演示,让学生对利用凸透镜成放大倒立实像有较深的印象。
放大镜
  放大镜是凸透镜,也是常用的光学仪器之一。让学生用放大镜看书上的字,并改变放大镜到字的距离,观察字的放大情况。说明利用凸透镜能使物体成放大的像,但这个像与投影仪所成的像是不同的,它是正立的虚像,并且像与物体在同一侧。使学生对利用凸透镜成放大的虚像有一初步的印象。
动手动脑学物理
  1.手持凸透镜在窗户和与室内的白墙之间移动,移到某个位置时,窗框外的景物能在墙上形成一个清晰、倒立的像。
  2.凸透镜在灯泡和白墙之间移动时,有两个位置可以在墙上得到所图案的清晰的像。离灯泡较近的位置,像是放大的;离灯泡较远的位置,像是缩小的。所成的像都是倒立的。
  3.找一块透明的硬塑料板或平板玻璃,在上面滴一滴水即可用来观察。用它看书上的字,字就被放大了。小水滴就是一个凸透镜。