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教科版八年级物理上册第四单元《在光的世界里》教案
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这是一份教科版八年级物理上册第四单元《在光的世界里》教案,共64页。
第四章 在光的世界里
本章涉及的是光学基础知识.内容包括:光的直线传播、光的传播速度、光的反射规律、平面镜成像的规律、光的折射规律、凸透镜成像的规律、凸透镜的应用、光的色散等.
本章共分8节:
1.第一节“光源光的传播”,介绍了光源的概念及其分类,光在真空中的传播速度;知道光沿直线传播的条件,掌握光沿直线传播的现象及应用;知道光线表示光的传播径迹,知道光在不同介质中传播速度不同.
2.第二节“光的反射定律”,通过实验探究出光反射时的规律;认识到物体表面能反射光,区别镜面反射与漫反射;会利用光的反射解释生活中的现象,明白反射现象中光路的可逆性.
3.第三节“平面镜成像”,通过实验探究出平面镜成像的特点,认识到平面镜所成的像是虚像,理解平面镜成像原理,会画平面镜成像的光路图,掌握生活中的平面镜成像特点,简单了解凸面镜和凹面镜及其应用.
4.第四节“光的折射”,通过实验探究出光的折射时的规律,理解光发生折射的条件,认识生活中的折射现象,利用光的折射规律解决简单的物理问题.5.第五节“科学探究凸透镜成像”讲述了凸透镜和凹透镜,透镜对光的作用,透镜的焦点、焦距;探究了凸透镜成倒立缩小实像、倒立放大实像、正立放大虚像的规律;介绍了生活中的透镜:照相机、投影仪、放大镜.
6.第六节“神奇的眼睛”,介绍眼睛的结构,近视眼、远视眼的成因及其矫正.
7.第七节“透过透镜看世界”,介绍显微镜和望远镜的结构和成像特点,简单讲述了人类探索太阳系及宇宙的的历程.
8.第八节“走进彩色世界”,认识光的色散现象,知道色光的三原色,会利用光的色散解释生活中的常见现象;认识太阳光谱.
本章教材的设计强调学生是学习的主人,突出学生的探究性学习.强调初中物理学习的基础性(如基本概念、基本规律和基础实验的教学),对学生提升科学素质大有帮助,也是初中物理教学要注意的重点.本章特别强调实验在教学中的地位,让学生在实验中体会、感悟实验方法对物理学习的重要性.光学知识渗透在社会生活各个方面,要求学生要密切联系社会生活的实际来参与学习光现象的知识.
【教学目标】
1.在知识目标方面:了解光源、光在真空和空气中的传播速度c=3×108m/s、什么是镜面反射、什么是漫反射、色散现象、太阳光谱和看不见的光的存在.理解光沿直线传播及其应用,掌握平面镜成像的特点,认识光反射的规律,理解反射、折射现象中光路的可逆性.了解透镜的分类,透镜的焦点、焦距,知道凸透镜和凹透镜对光的作用.理解凸透镜的成像规律和应用,认识眼睛的结构,知道眼睛的成像原理,理解远视眼、近视眼的成因及其矫正.大致了解显微镜和望远镜的基本结构和工作原理.
2.在能力目标方面:实验是研究物理问题的重要方法.体验和感悟我们是如何看见不发光的物体.经历探究“光反射、折射时的规律”,获得比较全面的探究活动体验.通过观察,理解镜面反射和漫反射的主要差异.经历“平面镜成像特点”的探究,学习对实验过程中信息的记录.体验由折射引起的错觉.通过观察凸透镜和凹透镜的实物及挂图,明确两种透镜的结构特征,培养学生通过观察抓住事物本质特征的能力.通过制作模型照相机培养学生的动手能力.通过对凸透镜成像实验的观察分析,总结出凸透镜的成像规律,并用列表的方法归纳出凸透镜成放大或缩小、正立或倒立、实像或虚像的条件,养成从物理现象中归纳科学规律的方法,培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度.
3.在素养目标方面:通过观察、实验以及探究的学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度.通过探究性物理学习活动,使学生获得成功的愉悦,乐于参加物理学习活动.在探究“光反射、折射的规律”过程中培养学生的科学态度,密切联系实际,提高科学技术应用于日常生活和社会的意识.客观地看到社会进步的同时,人类的生存环境也遭到了破坏,从而形成保护人类生存环境的意识.
【教学重点】
光的直线传播,光的反射、折射规律,平面镜成像的特点,凸透镜成像的规律.
【教学难点】
理解光路的可逆性,平面镜成像实验的探究,折射引起的错觉,近视眼远视眼的成因及矫正.
【课时建议】本章共有8节,建议11课时.
1.光源 光的传播
【教学目标】
一、知识目标
1.了解光源,知道光源大致分为自然光源和人造光源两类.
2.理解光沿直线传播及其应用.
3.了解光在真空和空气中的传播速度为c=3×108m/s.
二、能力目标
观察光在空气中和水中传播的实验现象,了解实验是研究物理问题的重要方法.
三、素养目标
1.通过观察、实验以及探究的学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度.
2.通过亲身的体验和感悟,使学生获得成功的愉悦,乐于参与物理学习活动.
【教学重点】
光的直线传播、光的传播速度.
【教学难点】
用光的直线传播来解释简单的光现象.
【教具准备】激光演示器、盛有水的水槽、牛奶(或红墨水)、蚊香、火柴、玻璃杯、白炽灯、皮球、三球仪、空的易拉罐、半透明的塑料膜、蜡烛、多媒体课件.
【教学课时】1课时
【新课引入】
课前利用课间休息,滚动播放一组与光现象紧密联系的优美图片和视频:影、倒影、水面下的物体、霞光万道、晨曦中穿透树林的道道阳光、白光通过三棱镜的色散、彩色的肥皂泡、北极光、日晕、日幻……最后将画面停在“节日夜空中的多彩激光”,直指本课的主题.让学生欣赏绚丽多彩的光现象的同时认识到大自然中有许多光沿直线传播的例子,在轻松愉悦的环境中进入这节课的学习.
【进行新课】
一、光源
师生活、生产中哪些物体可以发光?
生1:太阳、电灯、蜡烛.
生2:手电筒、火把、油灯.
生3:霓虹灯、钠灯、汞灯、氖灯、萤火虫.
师我们把所有这些能够发光的物体都叫做光源.太阳和蜡烛都是光源,它们有何不同呢?
生:太阳是自然光源,蜡烛是人造光源.
归纳光源定义:能够自身发光的物体叫做光源.
分类:光源可分为自然光源、人造光源.
教师介绍人造光源的发展和应用,使学生意识到人造光源的前景十分广阔.
例题1(多媒体展示)下列物体属于光源的是( )
A.反射阳光的平面镜
B.月亮
C.放电影时所看到的银幕
D.收看电视时看到的电视机屏幕
解析:能够发光的物体叫光源.平面镜、月亮只是反射太阳光,不是自己发光;放电影时看到的也是银幕的反射光,不是银幕自己发光,所以它们都不是光源.只有电视机的屏幕,是电子枪发射的电子打到荧光屏上,使屏上的荧光物质发光,所以电视机屏幕是光源.
答案:D
二、光的直线传播
1.光的直线传播
师光在介质中是如何传播的?
生:我猜测,光在介质中是沿直线传播的.
师这位同学猜测是否正确呢?下面我们用实验来检验一下.
演示1:在暗室里,将一束光射到有少许牛奶的水中,观察光在水中的传播路径.
师刚才在演示实验中,大家看到什么现象?
生1:光在空气中传播.
生2:光在水中沿直线传播.
注意:
1.光在水中沿直线传播,学生的感性认识较少,一定要演示给学生看看.
2.演示实验可用激光器演示,也可用长手电筒演示(玻璃上用还有1~2毫米宽缝隙的厚牛皮纸或硬纸片挡住).演示时,为了能看到光路,可以把几支蚊香同时点燃,在空气中形成烟雾,可在水中滴少许牛奶或红墨水.
教师总结:光在同一介质中沿直线传播是有条件的,如果介质不均匀,光的传播方向也会发生偏折.例如地球周围大气就是不均匀的,离地面越高,空气越稀薄,从大气层外射到地面的光线就会发生弯曲.早晨,当太阳还在地平线以下时,我们就看见了它,就是因为不均匀的大气使光线变弯了.因此应该说,光在同种均匀介质中才是沿直线传播的.
为了使学生亲身感受光的直线传播,激发学生学习物理的兴趣,可以让学生自己做一个实验.
学生实验:讲桌上放置点亮的白炽台灯,每个学生两只手各拿一块还有小孔的硬纸板,让眼睛穿过小孔观察光源.
启发学生分析:只有当眼睛、两个小孔和光源恰好在一条直线上的时候,眼睛才能看见从光源发出的光.
利用上面的演示实验和学生实验,使学生认识到光在同种均匀介质中沿直线传播.由于光是沿直线传播的,在这里可以向学生交待“光线”这个物理学名词.人们为了形象地表示光的直线传播,物理学中引入光线的概念.
归纳:
1.光线是表示光的传播方向的直线.
2.光线是带箭头的直线,箭头表示光传播的方向,如→.
2.光的直线传播应用
师光沿直线传播的事例很多,可见学习物理知识是有用的,大家一定要学好这门课程.下面我们用光的直线传播解释一些简单的光现象.
(1)影子的形成.
演示2:用白炽灯对着墙,把皮球放在灯和墙之间.
现象:墙上出现球的影子.
教师启发学生用光的直线传播的知识解释影子的形成.(学生积极发言)
师生共同归纳得:
影的形成:光在传播过程,遇到不透明的物体,由于光是沿直线传播的,所以在不透光的物体后面,光照射不到,形成的黑暗部分就是影.(如图甲所示)
(2)日食、月食的成因.
演示3:用三球仪演示日食、月食的形成.教师启发学生用光的直线传播解释日食、月食的成因.如图乙(日食)和图丙(月食).
(3)小孔成像.
演示4:在一个空罐的底部中央打一个孔,再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上,将小孔对着烛焰.
现象:可以看到烛焰在薄膜上呈现的像.
教师启发学生用光的直线传播解释小孔成像的形成原因.
师生共同归纳得:
小孔成像的形成原因:烛焰上部的光线,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了下部;下部的光线,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了上部,就形成了小孔成像.(如图丁所示)
教师总结:小孔成像的原理是光的直线传播;条件是孔径必须很小.小孔所成的像的形状与物体的外部轮廓相似,像的大小取决于物、孔与屏三者之间的距离.
例题2(多媒体展示)晴天,树荫下的地面上出现的圆形光斑是( )
A.太阳的实像 B.太阳的影子
C.太阳的虚像 D.树叶的影子
解析:树叶间的窗缝形成“小孔”,树荫里的光斑也就是我们所学的“小孔成像”现象,作为太阳的像,这个光斑也像太阳一样是圆的.这个光斑是太阳光射到地面上会聚形成的,所以是实像,C不对;这个光斑处有太阳光射到,自然也就不能叫影子了,B、D不对.
答案:A
三、光的传播速度
师雷声和闪电在同时同地发生,但我们总是先看到闪电后听到雷声,这说明什么问题?
生:这表明光的传播速度比声音快.
师大家回忆一下,声音在空气中(15℃)的传播速度是多大?
生:340m/s.
师大家已知道声音在各种介质中的传播速度,那么光的传播速度是多大呢?
教师用多媒体播放课件“光的传播速度”,并讲解.
归纳:
1.光在真空中的传播速度是3×108m/s.
2.光在其他各种介质中的速度都比在真空中的小.
3.光在空气中的速度可近似认为是3×108m/s.
课堂演练
完成练习册中本课时对应课堂作业部分.
【教师结束语】
通过这节课的学习,我们知道光在同种均匀介质中是沿直线传播的,知道了光沿直线传播的应用:影子的形成、小孔成像、日食、月食的形成等.我们进一步探究了光的传播速度,知道真空中光的传播速度最快,是3×108m/s,我们可以利用光速来求星球之间的距离.
课后作业
完成练习册中课后习题,并预习下一节 完成练习册中课前预习部分.
1.这节课的内容,在以往的教学中常常只是简单介绍了事,若能改变旧的教学方式,提供大量器材,给学生适当的时间,让他们自己动手动脑,经历实验过程,并在其中去想、去说、去做、去感悟、去探索物理实验反映的物理本质,从而“发现”光在同种均匀介质中的传播特点.通过探究光的直线传播规律,引导学生初步体会“提出问题——实验探究——得出结论——解释现象——应用结论”的科学探究方法.这种探究方法,将对今后的实验探究起着不可估量的作用.2.整节课,学生始终处于积极参与探究的状态之中,他们在思考之后,自己能去选取仪器、设计实验,想到一些非常有创意的方法.说明学生能独立地去探索、去实践.只要给他们充分发挥的时间和空间,就会激发起他们的创新潜能.
2.光的反射定律
【教学目标】
一、知识目标
1.知道光在一些物体表面可以发生反射.
2.认识光反射的规律,了解法线、入射角和反射角的含义.
3.理解反射现象中光路的可逆性.
4.了解什么是镜面反射,什么是漫反射.
二、能力目标
1.通过实验,观察光的反射现象.
2.体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的.
3.经历探究“光的反射规律”,用实验的方法获得反射光线、入射光线跟法线位置的关系;通过测量反射光线与法线、入射光线与法线的夹角,总结探究的结论,获得比较全面的探究活动体验.
4.通过观察,理解镜面反射和漫反射的主要差异.
三、素养目标
1.在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度.
2.密切联系实际,提高科学技术应用于日常生活和社会的意识.
3.鼓励学生积极参与探究活动.
【教学重点】用探究法研究光的反射定律.
【教学难点】用光的反射解释一些简单现象.
【教具准备】激光灯、刻度尺、手电筒、水、盆、光的反射演示装置图、平面镜、玻璃片、多媒体课件.
学生用:手电筒(玻璃上有1~2mm缝隙的黑纸)、白纸、小平面镜、大头针、量角器、钢笔、图钉、刻度尺、透明胶条.
【教学课时】1课时
【新课引入】
师我们坐在教室的任何一个位子都能看见讲台上放的粉笔盒,但是,有的同学却看不见黑板上某处写的粉笔字(我们常常说“反光”),你知道这是什么原因吗?这节课我们就一起来学习光的反射.
生:打开灯就能看见屋子里的东西.
师为什么打开灯就能看见屋子里的东西呢?
生:(不知道其中的原因)……
师所有的物体表面都能反射光,我们能看到不发光的物体,就是因为它们反射的光射入了我们的眼睛.下面我们一起来做个有趣的实验.
演示实验1:在桌面上放一盆水,用强光的手电筒照射到水面上.
实验现象:可以看到墙壁上有明亮的光斑.
归纳:光射到任何物体表面都能发生反射.
【进行新课】
一、光反射中的物理名词
师在讲光的反射规律之前,让我们弄清几个光反射中的名词.
演示实验2:让激光灯发出的一束光线射在平面镜上,引导学生观察一点、两角、三线.教师在黑板上画出反射图.
入射点(O):入射光线与镜面的接触点.
入射光线(AO)
反射光线(OB)
法线(ON):通过入射点且垂直于镜面的直线.
入射角(i):入射光线与法线的夹角.
反射角(r):反射光线与法线的夹角.
二、实验探究光反射时的规律和光路的可逆性
1.提出问题:光的反射遵循什么规律?也就是说,反射光线沿什么方向射出?
2.设计实验和进行实验:
我们用演示实验和学生实验研究光的反射,其中选择对光反射能力强的平面镜做反射面,用白色硬纸板和白纸显示光束传播的路径.
实验步骤:
(1)按图甲所示,先使E、F成为同一平面,使入射光线沿纸板射向镜面上的O点时,引导学生观察从镜面反射出的光线的方向.
(2)改变入射光线的方向,让学生观察反射光线的方向是怎样改变的.
(3)按图乙所示,把纸片F向前折或向后折,让学生观察是否能看到反射光线.
(4)让学生两人一组做实验,研究反射角和入射角的关系,可采取如丙图所示的实验装置.步骤如下:
①将一张16K的白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上,在白纸中间画出直线ON作为法线;在ON的一侧画几条角度不同的直线AO、A1O、A2O.
②让从手电筒前面纸缝中射出的光分别沿AO、A1O、A2O射向镜面,观察反射光线.
③分别在每条反射光线的位置上用大头针扎一个孔B、B1、B2,用刻度尺画出直线分别将OB、OB1、OB2连接起来.
④再用量角器量出入射角(i)和反射角(r)的大小,并记录大小进行比较.
⑤使光线分别沿BO、B1O、B2O射向镜面,观察每条反射光线的方向.
3.分析和认证:
(1)上述步骤(1)和(2)可看到E和F在一个平面内时有反射光线,且反射光线随着入射光线的改变而改变.
(2)按步骤(3)把纸片F向前折或向后折,学生将观察不到反射光线.
(3)从步骤(4)的①~④可看出反射角等于入射角.
(4)从步骤(4)的⑤可看出反射的光路是可逆的.
师生共同分析总结出光的反射定律.
归纳:光的反射定律:
1.三线共面:反射光线、入射光线、法线在同一平面上;
2.两线分居:反射光线和入射光线分居法线的两侧;
3.两角相等:反射角等于入射角.
4.在反射时光路是可逆的.
教师总结:理解光的反射定律应注意以下四点:
1.入射光线与反射光线间是因果关系,故光的反射定律中的“反射角等于入射角”不能颠倒位置.
2.当入射光线垂直于反射面入射时,入射角为0°,反射角也为0°.
3.反射角等于入射角,但由于反射角由入射角来决定,即反射角随入射角的变化而变化.
4.在反射现象中,光路是可逆的.入射光线沿原来反射光线的相反方向射到反射面上时,反射光线将沿原来入射光线的相反方向射出.
例题(多媒体展示)已知反射光线与入射光线成100°夹角,请画出镜面的位置.
解析:法线既是反射面的垂线,又是反射光线和入射光线的角平分线,掌握法线的这种双重作用,作图就容易了.
答案:(1)根据已知条件作图甲.
(2)画出反射光线与入射光线的角平分线,即法线ON,如图乙所示.
(3)根据法线与反射面成垂直,画出镜面,如图丙所示.
三、镜面反射和漫反射
师光射到任何物体的表面都能发生反射,不同的表面对光的反射是不一样的.下面我们一起来做两个实验.
演示实验3:让平行光射向平面镜.
实验现象:看到经平面镜反射后的光线仍是平行的,而且在反射光线的方向上的光是很强的,其他方向无反射光.
师我们把这种反射叫镜面反射.
教师用多媒体展示课件“镜面反射和漫反射”,并讲解.
镜面反射和漫反射(多媒体课件)
课堂演练
完成练习册中本课时对应课堂作业部分.
【教师结束语】
本节学习的重点是用探究法研究光的反射定律,学习时应通过实验总结出规律.在运用规律解决问题时,应注意抓住规律的关键所在.光的反射是一种普遍现象,需要同学们在今后学习中多联系实际运用好本节知识.
课后作业
完成练习册中课后习题,并预习下一节 完成练习册中课前预习部分.
1.如果只按照课本的要求去进行教学,是无法完成教学任务的,因为我们的学生缺乏动手实践的意识,更缺乏动手实践的能力.所以,在物理学科学习的初始阶段,应以养成良好的学习习惯为主,使学生在逐步体验成功的喜悦中培养兴趣、学会观察、学会提问、学会设计简单的实验去验证自己的猜想,学会汲取别人的成功改善自己,学会合作交流等等,这些能力的养成,比学会一些知识、技能更重要,所以引导学生分析问题、分析实验.开始可能缓慢些,但必须夯实这一过程,为以后的教学打好基础.尤其是思维基础较差的班级,更需要教师的耐心,因为这里是他们学习的转折点,低的起点,小的台阶,极易获得成功的体验,在乐学中培养学好物理的信心.
2.在本节的教学过程中,“光线”一词常出现,会有学生提出:光线是一条线吗?对于这点,可以向学生介绍,在物理探究过程中,有许多研究方法,在我们今后的学习中会不断遇到.“光线”并不真正存在,是人们为了研究光的传播路径而假想的带箭头的直线.这样讲有助于学生物理思维的培养,可以引导学生在生活中学习物理,同样学生也会有意识地把物理知识运用于生活实际.
3.法线是人们为研究反射现象而引入的一条位置参照线,它经过入射点与反射表面垂直.引入法线后,对反射光和入射光的位置、方向的描述,就有了可供参照的标准,如入射角、反射角分别以与法线的夹角来计,易懂易记.由于法线是一条辅助线,在画光路图时用虚线表示.
4.实验中为什么要测量多组数据?这是为了增加结论的可靠性,使归纳得出的规律更有普遍意义.物理的定量探究往往要测量多组数据,通过这几组数据进行分析归纳总结出规律.这种“数据归纳”的方法,在以后的探究学习中经常用到.
3.科学探究:平面镜成像
【教学目标】
一、知识目标
1.了解平面镜成像的特点.
2.了解平面镜成虚像,了解虚像是怎样形成的.
3.理解日常生活中平面镜成像的现象.
4.初步了解凸面镜和凹面镜及其应用.
二、能力目标
1.经历“平面镜成像特点”的探究,学习对实验过程中信息的记录.
2.观察实验现象,感知虚像的含义.
3.通过观察感知球面镜对光线的作用.
三、素养目标
1.在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙和和谐,获得“发现”成功的喜悦.
2.培养实事求是的科学态度.
3.通过对平面镜、球面镜的应用的了解,初步认识科学技术对人类生活的影响.
【教学重点】平面镜成像的特点,球面镜的光学性质.
【教学难点】虚像的概念,球面镜的应用.
【教具准备】演示用:平面镜(大小形状各不同)、凹面镜、凸面镜、激光演示器、口径相同的平面镜和凸面镜、多媒体课件.
学生用:玻璃板、相同的蜡烛两支、火柴、夹子两个、8开白纸一张、图钉、透明胶条、小平面镜.
【教学课时】1课时
【新课引入】
实验1:教师拿几个生活中常用的镜子让学生观察,引导学生说出镜子的特点.
生:这些镜子的表面都是平的.
实验2:用这些镜子可以照出人的“面孔”和各种各样的“物体”,镜子里的“面孔”、“物体”叫做像.镜中的像与原物体的形状一样.
师这种表面是平的镜子叫做平面镜.下面请同学们观察自己在平面镜中的像,并思考以下问题.(多媒体展示)
思考题:
1.当你改变与平面镜间的距离时,像怎样变化?
2.像的大小与物体的大小有怎样的关系?
3.像的大小与平面镜的大小有关系吗?
学习思考,但有的无法回答.(这些问题,并不要求学生立即回答,目的是为了引起学生的兴趣).
师要想知道上面这些思考题的答案,我们就一起来学习“平面镜成像”的知识.
【进行新课】
一、平面镜成像的特点
1.向学生示范并说明实验探究活动的目的和过程.
实验目的:(1)研究物体在平面镜中所成的像和物体有什么关系.(2)研究像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系.
实验过程:(边示范边讲解)
(1)将一张8开的白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上,用两个夹子夹住一玻璃板,竖立在白纸上.
(2)把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,观察到玻璃板后面出现了蜡烛的像.
(3)另拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动,使它与前面蜡烛的像重合(左右移动,直到从不同位置看上去它们都重合在一起),这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置.改变玻璃前蜡烛的位置,把实验再做两次,每次都记下两支蜡烛的位置.
(4)在白纸上画出玻璃板的位置,移动玻璃板,用刻度尺画直线把每次实验中两支蜡烛的位置连接起来,量出两支蜡烛到玻璃板的距离,记录下来并比较它们的大小,再用量角器测量看它们是否与镜面垂直.
(5)把测量结果填写到下表中.
2.学生分组实验.
把课本第65页图4-3-2的演示实验再改为学生实验,学生通过动手实验,自己进行分析总结,既有利于平面镜知识的学习,也有利于实验能力的培养.3.在实验基础上得出成像特点.
教师提问:
(1)平面镜中的像与物体大小是否相等?怎么知道的?
(2)像到镜面的距离与物体到镜面的距离是否相等?怎么知道的?
学生回答:
(1)平面镜中的像与物体大小相等.因为无论蜡烛到玻璃板的距离与物体到镜面的距离是远还是近,一支蜡烛与另一支蜡烛的像总是重合的.
(2)像和物体到镜面的距离相等,因为两支蜡烛到玻璃板的距离相等.
师生共同分析得出平面镜的成像特点.
归纳:
1.物体在平面镜中成的是正立的虚像;
2.像和物体的大小相等;
3.像和物体到镜面的距离相等;
4.像和物体的连线与镜面垂直.
例题1(多媒体展示)身高1.6m的人站在穿衣镜前,离镜0.5m,他在镜中的像多高?像离镜多远?当他后退0.5m时,像高和像到镜面的距离怎样变化?
答案:(1)像高1.6m, 像离镜0.5m.
(2)人后退0.5m时,像高不变,像到镜面的距离增加0.5m.
课堂演练
完成练习册中本课时对应课堂作业部分.
二、平面镜成虚像
对于平面镜成的像是靠光的反射形成的,学生并不了解,教师可以先给学生设疑:我们能看见物体,是因为光射入我们的眼睛,我们也能看见物体在平面镜里的成像,成像的光是从哪里来呢?然后利用课本第66页图4-3-3分析平面镜成虚像的原因,边板书边讲授,进行解疑,这样既巩固了反射定律,又培养了学生研究新问题的能力.具体做法可按下面步骤进行:1.教师在黑板上画出平面镜,先给出一个发光点S,然后向学生提问:
(1)点S能发出多少条光线,方向如何?
(2)射到平面镜上的光线有多少条?
学生回答:
(1)点S能向四面八方发出无数条光线.
(2)射到平面镜的光线有无数条.2.教师让学生选出一条入射光线,并画出它的反射光线,再选出另一条入射光线,并画出它的反射光线.3.教师提出启发问题:这两条反射光线沿传播方向能否相交?如果人的眼睛正处于这两条光线传播的路径上,会觉得这两条光线是从哪里发出的?并在图上画一只眼睛.
师生共同分析得:
1.这两条反射光线不能相交.
2.当眼睛正处于反射光线的路径上时,根据光沿直线传播的经验,眼睛会觉得反射光线好像是从它们的反向延长线的镜后的交点S′处发出的.
教师边讲边把这两条反射光线用虚线向镜后延长,相交点S′.
4.教师指导学生看课本第67页图4-3-5,随即指出:
(1)S′是S发出的光线经平面镜反射后反射光线经反向延长的交点.但镜子后面实际上并没有这个发出光线的点,所以S′叫虚像.
(2)物体上的每个点在镜子里都有一个像点,所有的像点就组成整个物体的虚像.虚像不是实际光线会聚而成的.
归纳:平面镜所成的像是反射光线反向延长线的交点,因此是虚像.
例题2(多媒体展示)我们知道平面镜成的是正立等大的虚像,可岸边的树林和房屋等在水中的像看上去都是倒立的,这是为什么呢?
答案:①平静的水面可看做一个平面镜,它可以成虚像.
②对物体上的每一点来说,它在水中所成的像点都与物点到水面的距离相等.
③由于树木和房屋上的各点与水面距离不同,越接近水面的点,所成的像也距水面越近,所以各点组成的像从水面上看就是倒立的了.
三、平面镜的应用、凹面镜和凸透镜
平面镜的应用
师同学们想一下哪些地方用到平面镜?
生1:练功房里,演员用它来观察自己的姿势和动作.
生2:牙科医生用小平面镜来观察患者的病牙.
师同学们回答得好,你们所说的两个例子都是利用平面镜成像,下面我们再来研究平面镜改变光路的事例.
教师画一个潜望镜示意图(如图甲所示)
师如图甲那样在筒子的上下拐角处各安装一块平面镜,两块平面镜互相平行,都跟水平方向成45°,这样就做成最简单的潜望镜.潜水艇上的潜望镜(如图乙所示)原理与之相同,它们都利用平面镜来改变光路.当潜水艇下潜后,艇内的船员便可通过潜望镜来观察水面情况.
教师总结并板书平面镜的应用.
归纳:平面镜的应用:成像;改变光路.
课堂演练
完成练习册中本课时对应课堂作业部分.
【教师结束语】
平面镜是个非常重要的光学元件,在生活中的应用也很广,这部分光学知识为将来的学习打下了基础.几何光学的学习要突出几何作图,同学们应严格按照规范化的作图格式进行训练,紧紧抓住平面镜成像特点进行思考.平面镜无处不在,无处不有,给我们的生活增添了许多美丽的风景.
课后作业
完成练习册中课后习题,并预习下一节 完成练习册中课前预习部分.
1.本节课基本的思路是让学生自主的探究,学生根据实验的现象和日常生活中的现象进行猜想,在此教师只要引导学生打开他们的思路,使学生能大胆的进行猜想.对于学生的想法教师不要评价对与错,只是引导他们,使其想法尽量合理.但在探究过程中,一定要引导好,既不能失控,也不能出现包办的现象.
2.这节课的学习效果如何?学生的感受就能说明一切.课后,一名学生深有感触地说:“上这样的课,就知道怎样去学了,也会学了”.还有的学生说:“假如能经常地这样去训练,那我们对科学实验探究的兴趣,必然超过对足球、对电子游戏的迷恋”.因为他们急于去探究科学的奥妙,所以这节课没把重点放在知识结论上,而是放在激发学生的探究兴趣上,让学生经历有意义的探究活动,体验正确的认识是怎样产生的,这是笔者在教学过程中认为比较成功的一面.虽然有些问题还不能用现有的知识来解决,但让学生带着问题进行学习,本身就是探索.这种以实验探究为手段,让学生自己解开科学之谜的方法,大大激发了学生的求知欲,调动了学生的主动性,有利地培养学生的独立探索能力和创造能力.
4.光的折射
【教学目标】
一、知识目标
1.了解光的折射现象.
2.了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律.
3.了解光在发生折射时,光路的可逆性.
二、能力目标
1.通过观察,认识折射现象.
2.经历光的折射规律的探究过程,学习描述光路,记录实验数据的方法.
三、素养目标
初步领略折射现象的美妙,获得对自然现象热爱的情感.
【教学重点】知道光的折射规律.
【教学难点】解释简单的折射现象.
【教具准备】
演示用:激光光源、光的折射演示装置、水槽、多媒体课件.
学生用:碗、筷子、茶杯、硬币、适量的水.
【教学课时】1课时
【新课引入】
教师引导学生做两个实验,激发学生的学习兴趣.
学生实验1:在碗中盛满水,把筷子斜插到碗的底部,从侧面斜视水面,会发现水中的筷子看上去好像向上弯折了.
学生实验2:在空的茶杯里放一枚硬币,移动杯子,使眼睛刚刚看不到硬币,保持眼睛和杯子的位置不变,慢慢地向杯里倒水,随着水面的升高,观察者看到了硬币,还会发现硬币升高了.
师上述实验中,同学们看到了水中“弯折”的筷子和“升高”的硬币,是由于光在水和空气的界面上发生了一种光现象,这就是本节要学习的“光的折射”.
【进行新课】
一、光的折射现象
师我们已经学习了光的直线传播现象、反射现象,以及光在反射时所遵循的规律——光的反射定律.这些现象都是光在同种均匀介质中传播的现象.那么光从一种介质斜射入另一种介质时又将如何传播呢?
生1:传播方向不改变,仍沿直线传播.
生2:传播方向要发生改变.
师上面问题的回答谁对谁错呢?下面我们用实验来验证一下.
教师利用演示实验让学生观察光的折射现象.实验装置如图所示,其中圆形白色屏E(可用2cm厚木板刷上白油漆制成)边缘标有均匀刻度,中间开有长方形口,恰好将长方形玻璃容器放进去,容器中装适量的水,并在水中插有可转动的白色屏F(树脂板或塑料板),白色屏E和F可显示光束传播的路径.白色屏E周围上有一可移动的激光光源S(可用激光棒).
演示1:使E、F在同一平面上,让光从空气斜射向水面.
现象:光从空气斜射入水中,在空气中发生反射,同时在水面处改变方向进入水中,并向法线偏折.
师生共同分析得出结论;
归纳:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫光的折射.
二、光的折射规律
1.有关折射的几个专用名词
教师把刚才的光的折射现象在黑板上画出它的光路图.从图中介绍,什么是折射光线和折射角.为了防止学生把折射光线与界面的夹角误认为折射角,所以,要特别指出,折射角是折射光线与法线的夹角.
2.光的折射规律
演示2:使E、F在同一平面上,让光从空气斜射向水面,改变入射角,再做两次.
演示过程要让学生观察两点:
(1)光从空气射入水中,入折角和折射角哪个大?
(2)随着入射角的增大(减小)折射角将如何改变?
现象:
(1)光从空气斜射入水中,折射角小于入射角.
(2)折射角随着入射角的增大(减小)而增大(减小).
演示3:把白色屏F分别向前、向后折(使E、F不在同一平面上),让光以某一角度射向水面.
师大家能否看到水中的光线?
生:看不见.
师生共同分析得出结论:
1.折射光线、入射光线、法线位于同一平面内.
2.折射光线、入射光线位于法线的两侧.
演示4:让光垂直射向水面.
师大家观察一下进入水中的光线沿什么方向前进?
生:光沿直线传播,传播方向不变.
师生共同分析得出结论:当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变.
师当光线垂直射向介质表面时,入射角和折射角各是多少度?
生:当光线垂直射向介质表面时,入射角为0°,折射角也为0°.
师如果让光线逆着折射光线的方向从水或其他介质射入空气中,光线是否沿原入射光线射出呢?
演示5:
(1)先让光由空气射入水中,记下入射光线、入射点、折射光线的位置.
(2)再让光线逆着折射光线方向射入,观察光线是否逆着原入射光线方向射出.
教师演示,学生观察后师生共同分析得出结论:
在折射时光路是可逆的.
归纳:
1.三线共面:折射光线、入射光线、法线在同一平面上;
2.两线分居:折射光线和入射光线分居法线的两侧,且位于不同的两种介质中;
3.两角关系:
(1)光从空气斜射入水或玻璃等透明物质中时,折射光线向法线方向偏折,即折射角小于入射角;
(2)光从水或玻璃等透明物质斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,即折射角大于入射角;
(3)折射角随入射角的改变而改变:入射角增大时,折射角也增大,入射角减小时,折射角也减小;
(4)光线垂直射入界面时,传播方向不变,入射角为零度,折射角为零度,反射角也为零度.
(5)在折射现象中,光路是可逆的.
教师用多媒体播放课件“光的反射和光的折射的异同点”,并讲解.
例题(多媒体展示)如图所示各光路图能反映光从玻璃斜射入空气中的是( )
解析:
按照光的折射规律判断.当光从空气中斜射入玻璃中,折射角小于入射角,由此可判断A项错误、D项正确.当光线从玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角,由此判断B项错误、C项正确,而本题是光从玻璃斜射入空气中,故正确答案是C.
答案:C
课堂演练
完成练习册中本课时对应课堂作业部分.
【教师结束语】
这一课我们学习了光的折射,我们一起来回顾学习了哪些新知识.我们首先认识了光的折射现象,光从一种介质斜射向另一种介质时,其传播方向一般会发生变化,这种现象就叫光的折射.然后我们通过实验总结出了光的折射规律.我们认识的光的折射现象都要遵守光的折射规律,在光的折射中,同反射一样,光路也是可逆的.
课后作业
完成练习册中课后习题,并预习下一节 完成练习册中课前预习部分.
1.由于学生学习物理的时间不长,动手实验有一定的模仿性,在这一阶段需做必要的演示.有光的反射探究的经验,只要引导学生处理好光路的可视化问题,折射规律的探究操作就不困难了;由于学生的视角远不同于老师,在实验归纳环节可能会纠缠于某些枝节或偏重于某一方面得不出完整的结论,所以在这里采用了类比法,以光的反射为比照来归纳光的折射规律,同时用多媒体展示台加强交流和评估,力争让所有学生都能获得正确完整的实验方案和结论,以利于规律运用环节的教学和后续学习.
2.光折射的可逆性探究是本节的难点之一,学生对可逆的概念理解不到位,逆向思维能力有待培养,影响实验的设计和操作,实验既要探究可逆性,又要促进学生对可逆性的理解,有必要引导学生用两点定线法标注折射光线和入射光线,引导学生找到合适的位置逆向入射.改变角度反复做几次,这样可以实现实验的双重目的,又不必花费大量的时间,分散学生的注意力.
5.科学探究:凸透镜成像
第1课时 认识透镜
【教学目标】
一、知识目标
1.了解什么是凸透镜,什么是凹透镜,了解透镜的焦点、焦距.
2.了解凸透镜和凹透镜对光的作用.
二、能力目标
1.通过观察凸透镜和凹透镜的实物及挂图,得出两种透镜的不同结构特征,培养学生通过观察抓住事物本质特征的能力.
2.通过实验培养学生研究、探索新问题的能力.
三、素养目标
1.通过研究透镜的作用及特殊光线的作图,对学生进行色彩美和线条美的教育.
2.通过教师、学生双边教学活动,鼓励学生提出质疑,养成学生主动思考、善于思考的习惯.在学生的探究过程中培养学生科学的研究方法和动手操作能力.
【教学重点】
透镜的分类,凸透镜和凹透镜的结构特征及对光的作用.
【教学难点】
通过实验找出透镜的焦点、焦距,掌握透镜中特殊光线的作图.
【教具准备】
透镜一组、光具座、光源、老花眼镜、近视眼镜、饮料瓶(无色透明、表面没有波纹、去底去瓶口上部)、香、火柴、激光演示器、手电筒、多媒体课件.
【教学课时】1课时
【新课引入】
师同学们都见过放大镜,利用放大镜我们可以看清用肉眼看不清的小字;有些同学的视力不好,配上合适的眼镜就可以看清本来看不清的物体;假日外出旅游,用照相机可以把美丽的自然风光留为永恒的记忆;上课时,老师可以把教学内容事先绘制在胶片上,然后用投影仪打在屏幕上,方便了课堂教学;医院化验室的医生,在显微镜下可以看见血液中的各种细胞;科学家们利用巨大的天文望远镜来观察宇宙,接收来自宇宙的信息,通过对这些信息的分析,人们对宇宙越来越了解.前面所说的放大镜的镜片,眼镜的镜片,照相机、投影仪、显微镜、望远镜等仪器的镜头,都是由透镜组成的.今天,我们就来研究透镜,请同学们说说想了解有关透镜的哪些问题呢?
【进行新课】
一、凸透镜和凹透镜
1.透镜的种类
教师出示一组透镜,引导学生认真观察它们的结构(不可用手摸),然后说说它们有什么不同,可以如何进行分类.
学生观察、比较、讨论后,积极发言.
生1:透镜都是透明的,它们的表面是球面的一部分.
生2:透镜可以分成两类,一类是两面往外凸,也就是中间厚,边缘薄.另一类是两面往里凹,也就是中间薄,边缘厚.
教师鼓励学生的回答,并进行总结和板书.
教师总结:
1.透镜是一种折射镜,是用玻璃、石英等透明物质磨制而成的,它的表面是球面的一部分.光通过透镜经两次折射后改变光路,透镜遵守光的折射规律.
2.透镜都具有一定的厚度,其厚度直接影响对光的作用,透镜可以分成两类:凸透镜和凹透镜.
归纳:透镜的分类:中间厚、边缘薄的叫凸透镜;
中间薄、边缘厚的叫凹透镜.
教师展示一个老花眼镜和近视眼镜,请几名同学上讲台通过观察和触摸的方式,对它们进行分类.
生1:我发现近视眼镜中间薄、边缘厚,它应该是凹透镜.
生2:我发现老花眼镜中间厚,边缘薄,它应该是凸透镜.
教师鼓励学生的回答,并引导学生给例题1中的透镜进行分类,加深学生的理解.
例题(多媒体展示)如图所示的六块透镜中,属于凸透镜的有_______,属于凹透镜的有_________(用字母表示).
解析:中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜,这样的透镜有B、E、F三块;中间薄、
边缘厚的透镜是凹透镜,这样的透镜有A、C、D三块.
答案:B、E、FA、C、D2.透镜的主光轴和光心
教师用多媒体播放透镜的结构图(如下图),引导学生观察透镜的主光轴和光心.
师研究透镜时常用到两个科学术语:主光轴和光心.如图所示,通过两个球面球心的直线叫做主光轴,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,这个点叫做透镜的光心.可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心.
归纳:
1.主光轴:通过两个球面球心的直线叫做主光轴.
2.光心:主光轴上经过透镜中心的点叫做透镜的光心.
二、透镜对光的作用
师同学们现在从透镜盒中拿出一个凸透镜,正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,来回移动,观察有什么变化?
生:有亮点产生.
师请同学们说说这个亮点是怎么形成的?
生1:“亮点”很亮说明它进入我们眼睛中的太阳光较多.
生2:“亮点”的形成是因为太阳光通过凸透镜都会聚到亮点上了.
师同学们分析得很对.现在,让我们调整凸透镜到纸的距离,使纸上的光斑变得最小、最亮.测量这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离,记录下来.换另一个凸透镜,重做上面的实验.再换一个凹透镜,重做上面的实验,纸上能够得到很小、很亮的光斑吗?这说明了什么?
生1:说明了凸透镜能使太阳光会聚成亮点.
生2:用凹透镜无论如何移动,都得不到很小、很亮的光斑,因此凹透镜不能使太阳光会聚.
师同学们回答得非常好,这些现象说明凸透镜和凹透镜对光线有不同的作用.但是由于我们观察不到光的传播路径,所以为了对这个问题作进一步的研究,我们来设计几个实验.(教师引导学生分组进行实验1、2、3)
实验1:把凸透镜放在光具座上,让光源正对照过去,移动光屏,有亮点.再换凹透镜重做上面的实验,无论怎么移动光屏都没亮点.
实验2:将无色透明饮料瓶放在水平桌面上,在瓶中放置点燃的香头,在上面要放凸透镜或凹透镜,这就形成一个“烟室”,用手电筒对准透镜照射,适当调节手电筒和透镜的距离,观察透镜对光的作用,看到通过凸透镜的光相互靠拢,通过凹透镜的光相互远离.
实验3:用激光演示器将平行光射向凸透镜和凹透镜,观察到经过凸透镜的光相互靠拢,经过凹透镜的光相互远离.
教师引导学生通过实验分析,得出结论.
归纳:凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用.
三、焦点和焦距
师下面我们再一起学习关于透镜的两个重要科学术语:焦点和焦距,它们决定了透镜对光的折射能力.
教师用多媒体播放课件“透镜的焦点和焦距”,并讲解.
例题3(多媒体展示)某同学让凸透镜正对着太阳光,用光屏在透镜的另一侧观察太阳光通过凸透镜后的现象,如图所示,移动光屏使光斑最小、最亮,此时光斑离凸透镜10cm.据此,我们可以确定此透镜的焦距为( )
A.5cm
B.10cm
C.15cm
D.20cm
解析:阳光可看做平行光,通过凸透镜的太阳光在光屏上会聚的那个亮点是此凸透镜的焦点所在的位置,它到凸透镜的距离就是此凸透镜的焦距,所以题中凸透镜的焦距为10cm.
答案:B
四、透镜中的三条特殊光路
师在透镜中有三条特殊的光线分别是:①平行于主光轴的光线;②通过焦点(或反向延长线通过焦点)的光线;③通过光心的光线.这三条光线通过透镜后的折射情况是怎样的呢?下面我们就一起来探究它们.
教师用多媒体播放课件“透镜中的三条特殊光路”,并讲解.
课堂演练
完成练习册中本课时对应课堂作业部分.
【教师结束语】
这节课我们学习的重点是知道凸透镜、凹透镜对光线的作用及凸透镜、凹透镜的焦点、焦距.难点是根据透镜对光线的作用特点来完成光路图.学习时应做好实验,认真观察现象,并注意运用已学过的光路可逆性原理来完成有关的光路图.
课后作业
完成练习册中课后习题,并预习下一节 完成练习册中课前预习部分.
1.我在教学过程中首先注意引导学生观察身边的现象,从生活走向物理并由这些现象激发学生学习物理的兴趣,然后通过学生讨论、分组探究,寻找物理规律,再将所学到的知识应用于生活当中,从物理走向生活.
2.让学生经历探究学习的过程,在注重科学探究的基础环节上,渗透物理学科的基本研究手段,引导学生准确表达自己的观点,加强合作探究,在合作中,相互取长补短,不断改进自己的方案,使学生在各自学习层面上取得进步.
3.落实新的学生评价机制,不仅注重结论的得出,还要兼顾过程的评价,鼓励学生积极参与探究过程,激发起学生活跃的思维,保持学生对学习、对科学的兴趣.
4.兴趣是最好的老师,本节课通过让学生以一问一答的讨论形式及自己动手实验操作的形式,激发了学生学习物理的兴趣,从而培养学生喜爱物理,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理.
第2课时 探究凸透镜成像的规律及其应用
【教学目标】
一、知识目标
1.理解凸透镜的成像规律.
2.知道凸透镜成放大、缩小、实像和虚像的条件.
二、能力目标
1.能在探究活动中,初步获得提出问题的能力.
2.通过对凸透镜成像现象的观察分析,总结出凸透镜成像规律,并用列表的方法归纳出凸透镜成放大或缩小、正立或倒立、实像或虚像的条件.培养从物理现象中归纳科学规律的方法.
三、素养目标
1.通过研究凸透镜成像的实验,以及对其成像规律的分析有意识地渗透辩证唯物主义观点.
2.通过探究活动,激发学生的学习兴趣,培养学生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,勇于探究日常生活中的物理学规律.
3.注意培养学生乐于参与观察、试验、制作的兴趣.
【教学重点】对凸透镜成像规律的理解和认识.
【教学难点】
指导学生在探究过程中,建立起实验与物理模型之间的必然联系.
【教具准备】
凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺、多媒体课件.
【教学课时】1课时
【新课引入】
师用一个放大镜从近到逐渐远离.我们仔细透过它观察书本上的图片,我们会发现它既可以成正立放大的像,也可成倒立缩小的像,是什么原因影响了凸透镜所成的像呢?
【进行新课】
教师引导学生复习上一节所学有关凸透镜一些概念.
物距:物体到透镜的距离,用u表示.
像距:像到透镜的距离,用v表示.
焦距:用f表示.
2倍焦距:用2f表示
师我们根据以上的现象,放大镜离书本逐渐变远时,看到的像会逐渐发生变化,猜想一下,影响凸透镜成像的因素是什么?
生:与物体到透镜的距离有关,与透镜的大小有关等.
师这个同学说得很好,我们鼓掌表示鼓励.现在我们设计实验来验证上面的猜想是否正确.
学生分组讨论,制定实验方案,教师巡回指导.
师现在我们桌子上有光具座(上面的座可以插蜡烛、光屏、透镜,能来回移动,从刻度尺上能观察出它们之间的距离关系)、蜡烛(做物体用)、光屏(白色的硬纸板作屏)、凸透镜(焦距在10~20 cm之间),我们先测出凸透镜的焦距.
生1:让凸透镜在阳光下来回移动,找到最小、最亮的点,用刻度尺量出亮点与凸透镜的距离,这就是凸透镜的焦距.
生2:也可以让凸透镜离灯光5 m以外,找亮点,测出凸透镜的焦距.
教师引导学生动手测出凸透镜的焦距,并设计实验.
实验方案:
1.把透镜放在光具座标尺中央,从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置.
2.点燃蜡烛,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度.(注意:此操作的目的是使烛焰通过凸透镜所得的像呈现在光屏中央,便于观察与比较像与物体的关系)
3.把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在光屏上成一个清晰的像,观察像的大小、正倒,测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离.把数据记录成表.
4.继续把蜡烛向凸透镜靠近,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在光屏上成一个清晰的像,观察像的变化是放大还是缩小,是正立还是倒立,测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离,将数据记录成表.
5.当蜡烛移到一定位置上时,光屏上不能成像,用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像,把蜡烛与凸透镜的距离、像与凸透镜的距离,像的大小,像的正倒,填入表格.
值得注意的是:在同一个物距范围内要取两组以上的物距探究凸透镜成像的规律,此操作的目的是为了排除偶然因素,使实验结论更具有一般性.
学生们认真做实验,教师巡视并进行指导,实验结束,教师组织讨论、提问、进行总结.
生1:当把蜡烛放在2倍焦距以外的位置,像在凸透镜的另一侧,成倒立、缩小的像.像与凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间.(如图甲)
生2:当把蜡烛放在2倍焦距的位置,像在凸透镜的另一侧,像的大小与物体大小相等,是倒立的,像与凸透镜的距离也等于2倍焦距.(如图乙)
生3:当把蜡烛放在1倍焦距和2倍焦距之间的位置时,像在凸透镜的另一侧,成倒立、放大的像,像与凸透镜的距离大于2倍焦距.(如图丙)
生4:当把蜡烛放在1倍焦距的位置时,光屏不成像.
生5:当把蜡烛放在1倍焦距之内,光屏上不成像,像与蜡烛在凸透镜同侧,成正立、放大的像.(如图丁)
生6:当把蜡烛放在大于凸透镜焦距的位置时,物体成倒立的像.当物体从较远处向透镜靠近时像逐渐变大,像到透镜的距离也逐渐变大.
生7:当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成正立、放大的像.这个像光屏上得不到.
师同学们总结得非常好.物体与凸透镜的距离叫物距,用u表示,像与凸透镜的距离叫像距,用v表示.
归纳:凸透镜成像的规律:
1.当u>2f时,成倒立、缩小的实像;
2.当2f>u>f时,成倒立、放大的实像;
3.当uv时, 成倒立、缩小的实像;
2.当u2ff<v<2f成倒立、缩小的实像2.投影仪的原理
f<u<2fv>2f成倒立、放大的实像3.放大镜的原理
u<f成正立、放大的虚像
物近像远像变大,一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小
课后作业
完成练习册中课后习题,并预习下一节 完成练习册中课前预习部分.
1.新教材以探究凸透镜成像情况与物距关系是否有关为主线,安排了学生“提出问题、猜想、设计实验、进行实验、分析与结论”等教学过程,让学生经历产生兴趣、发现问题、激发矛盾、进一步解决问题的过程.很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中,主动获取知识的精神.
2.本节的难点是学生对实验数据的分析和论证.特别是凸透镜成实像时,动态规律:“物近像远、大,物远像近、小”,这可以用多媒体动画演示凸透镜成像,从而让学生自己找到其中的规律.
6.神奇的眼睛
【教学目标】
一、知识目标
1.了解照相机的原理,知道眼睛看见物体的过程.
2.了解近视眼的成因,知道眼镜是怎样矫正视力的.
二、能力目标
1.动手自制照相机,认识照相机的原理.通过照相机与眼睛的结构对比,了解眼睛看物体的机理.
2.通过观察实验和实践,培养学生理论联系实际、实事求是、求真务实的科学态度.三、素养目标
1.通过活动,培养学生珍惜生命、关爱健康的意识,使其能自觉注意保护视力.
2.通过活动,培养学生将科学技术应用于日常生活的意识.
【教学重点】
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.
【教学难点】
将科学知识应用于日常生活的意识的培养.
【教具准备】
挂图、眼睛模型、球、书、石块、冰块、盐水杯、多媒体课件.
【教学课时】1课时
【新课引入】
师眼睛是心灵的窗口.人脑的信息有80%以上是通过人的双眼获得的.人的眼睛就是一个凸透镜,然而随着人们生活节奏的加快和工作、学习压力的增大,近视眼患者越来越多.人眼为什么能感知外界的光和影?人眼又为什么会出现近视和远视现象呢?学完本课,你就会知道了.
【进行新课】
一、眼睛
教师引导学生看课本第78页图4-6-4“眼球的结构”,让学生通过挂图讲述眼睛的结构(教师可适当提示).
生1:眼睛的主要部分是眼球,眼球近似球体.此外,还有一些附属结构.
生2:眼球由角膜、晶状体、瞳孔、虹膜、睫状体、玻璃体、视网膜、视神经等组成.
生3:晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜.
生4:外界物体反射来的光线,经过角膜,由瞳孔进入眼球内部,再经过晶状体、玻璃体的折射作用,会聚在视网膜上,形成物体的像.
生5:视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,我们就看到了物体.
师同学们回答得很好,下面请大家思考以下题目.(多媒体展示)
思考题(多媒体课件):
1.眼睛的睫毛、眼皮不属于眼球的构造,属于什么?
2.眼睛睫状体起什么作用?
3.眼睛中瞳孔起什么作用?
4.视网膜起什么作用?
5.既然晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,那么物体能成什么样的像?
学生回答:(教师可适当提示,引导学生回答)
1.睫毛和眼皮是眼睛的附属结构,它们可以保护眼睛.
2.眼睛的睫状体的作用是调节晶状体的形状,当睫状体放松时,晶状体比较薄,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼球可以看清远处的物体;当睫状体收缩时,晶状体变厚,对光的偏折能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,眼睛就可以看清近处的物体.
3.眼睛瞳孔的作用能改变大小以控制进入眼睛的光线量,若在一个阳光普照的室外环境下,由于我们的眼睛不用太多光线来观看物体,瞳孔会自动收缩;相反,在漆黑的环境下,由于我们需要更多的光线来看物体,瞳孔便会自动扩张,瞳孔好像照相机的光圈.
4.眼睛中视网膜的作用是把物体成的像的光能转变为神经冲动,再经过通往大脑的神经把神经冲动传入中枢神经系统,到达大脑皮层的视觉中枢,产生视觉,视网膜好像照相机的底片.
5.光线由物体射入眼球,经过角膜和晶状体(相当于凸透镜)的折射,然后到达视网膜形成像,眼睛成的像是个倒立、缩小的实像.
师大家回答得非常好,说明在课外准备得很充分.我们的眼睛就是这样工作的:光线由我们所观看的物体发出,经过瞳孔(好像照相机的光圈)再由角膜及晶状体的折射(好像照相机的镜头),再会聚在视网膜上(好像照相机的底片)成倒立、缩小的实像.
归纳眼睛角膜晶状体照相机镜头
视网膜——照相机底片瞳孔——照相机光圈成一个倒立、缩小的实像二、近视眼及其矫正,远视眼及其矫正
师我们的眼睛实在了不起,我们不需要像摄影师那样,要考虑到环境的光暗或物体的距离,我们的眼睛会自动作出调节,只要眼睛各部分运作正常,每一次我们均可“摄”取一张美丽动人的“相片”但是有些人患了近视眼或远视眼后,单靠自身眼睛的调节已不能使像成在视网膜上,那么近视眼和远视眼是如何形成的呢?
学生认真思考并积极发言,教师进行提示引导.
教师总结:近视眼只能看清近处的物体,看不清远处的物体.
远视眼只能看清远处的物体,看不清近处的物体.
近视眼的视网膜距晶状体过远或者晶状体太厚,折光能力太强,致使远处射来的平行光线还未到达视网膜就已聚成一点,而当光线到达视网膜时又都分散开,形成一个模糊的光斑,因此看不清远处的物体.
远视眼是视网膜距晶状体过近或者晶状体太薄,折光能力太弱,致使近处射来的光线到达视网膜时,还没有聚成一点,形成的物像落在视网膜的后方,在视网膜上形成一个模糊的光斑,因此,看不清近处的物体.
师那么怎么矫正近视眼和远视眼呢?大家观看课本第80页图4-6-8后再回答.
生1:远视眼可戴远视眼镜矫正.远视眼镜是凸透镜,是利用凸透镜能使光线会聚的特点,在眼睛前放一个凸透镜,就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上.
生2:近视眼可戴近视眼镜矫正.近视眼镜是凹透镜,使来自远处入射的平行光线经过凹透镜发散后再射入眼睛,就能使远处物体的光会聚在视网膜上.
教师鼓励学生的回答,然后引导学生回答以下思考题.
(用多媒体展示)
思考题(多媒体课件):
1.近视眼是怎么形成的?
2.什么是假性近视?什么是真性近视?
3.老花眼是怎么形成的?
4.怎么预防近视眼?
5.眼镜的度数是怎么来的?
学生回答:
1.形成近视眼的原因,一般认为主要有两个方面,一是遗传因素,二是环境因素.其中环境因素是形成学生近视眼的主要因素.
2.儿童、青少年眼睛中的晶状体弹性强,睫状体的调节能力大,但是如果看书写字的姿势不正确,书本放得离眼太近,或采光、照明条件不好,或持续用眼的时间过长,都会使睫状体内的肌肉持续收缩.晶状体凸度增大,久而久之,一旦看远方物体时,睫状体内的肌肉就不能放松.变凸的晶状体也不能恢复到正常状态,这样就造成了假性近视.发生假性近视以后,如仍不注意采取有效的防治措施,就会造成变凸的晶状体不能恢复正常,就会变成真性近视.
3.老花眼产生的原因是由于老年人的晶状体弹性变差,调节能力减弱的缘故,是生理性变化引起的,看远物不需要晶状体的调节,但在看近物时,需要配戴凸透镜.
4.预防近视要做到:①读书、写字姿势要正确,眼与书的距离约33 cm.②看书一小时后休息,要远眺几分钟.③要认真做眼保健操.④不要在直射强光下看书.⑤不在光暗的地方看书.⑥不躺卧着看书.⑦不在走路时看书.
5.透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小.焦距越短,折光本领越大,通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度.用Φ表示,即Φ=
教师总结:如果远视很严重,所戴老花镜(凸透镜)的折光本领应该大一些,透镜焦度就要大一些,平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值.例如:100度远视镜片的透镜焦度是1m-1,它的焦距是1 m.
凸透镜(远视镜片)的度数是正数,凹透镜(近视镜片)的度数是负数.
归纳:
近视眼及其矫正:近视眼的晶状体太厚,从无穷远处射来的平行光线会聚在视网膜前,用凹透镜矫正.
远视眼及其矫正:远视眼的晶状体太薄,从近处射来的光线会聚在视网膜后,用凸透镜矫正.
课堂演练
完成练习册中本课时对应课堂作业部分.
【教师结束语】
今天我们学习了神奇而高级的照相机——眼睛,也学习了近视眼、远视眼的成因及矫正.我们为自己有一双明亮的眼睛而自豪.如何科学用眼,对于青少年来说是非常重要的,这就要求我们平时要养成科学用眼的好习惯.谢谢!
课后作业
完成练习册中课后习题,并预习下一节 完成练习册中课前预习部分.
1. 兴趣是最好的老师,求知的欲望是获取知识的强大动力.这节课可以创设一个很好的导入,引入课题.
2.对于正常眼的调节,要清楚地弄懂是较难的.把眼睛与照相机作比较,介绍眼睛的成像原理,再通过实验或多媒体动画演示,这样学生接受起来就要容易得多.
3.对于近视眼、远视眼的成因及矫正可充分利用多媒体的优点直观地向学生呈现.
4.这节课的课前、课后可充分调动学生去查阅、搜集相关的资料、参与知识的获取过程.
7.通过透镜看世界
【教学目标】
一、知识目标
1.知道望远镜、显微镜是由多个透镜组合而成的.
2.了解望远镜、显微镜的基本作用.
二、能力目标
1.经历利用两个透镜组成望远镜的实践过程.
2.经历利用两个透镜组成显微镜的实验操作过程
3.初步学习逆向、类比的物理思维方法.
三、素养目标
1.激发学生对宇宙世界的微观世界进行观测的兴趣.
2.增强学生的自然审美能力,培养热爱自然、热爱科学的情感,进一步形成科学的认识观.
【教学重点】
知道显微镜和望远镜的基本结构.
【教学难点】
利用两组凸透镜成像规律理解显微镜和望远镜的原理.
【教具准备】
显微镜、望远镜、放大镜、挂图、火柴盒、无色透明塑料膜、水、烧杯、滴管、装片(植物)、多媒体课件.
【教学课时】1课时
【新课引入】
师在凸透镜的应用中,有两种仪器不容忽视:一种是带来生物学革命的显微镜,一种是带来天文学革命的望远镜.因为有了显微镜,人们才得以观察到肉眼根本无法看到的极其细小的生物体结构及微生物;因为有了望远镜,人们才得以看到距我们较远的天体的运行情况及发现新的天体.为什么显微镜和望远镜具有如此神奇的功能呢?学完这课,你就会明白了.
【进行新课】
一、望远镜
师1609年伽利略制作了一架能放大32倍的望远镜.伽利略将望远镜指向太空,首次看到了月球上的环形山、木星的4颗卫星和太阳黑子,以及茫茫银河中的点点繁星,成为第一个用望远镜观测星空的人.同学们一定很想有一架望远镜吧!那就自己动手做一架.
实验:学生动手做一做:做一架望远镜.取两个焦距不同的凸透镜,通过两个透镜看远处的物体.调整两个透镜间的距离,直到看得很清楚.你能看清远处的物体吗?如果不能,将两个透镜的位置对调,有什么发现?
请大家谈谈你的发现.
生:我发现将焦距短的凸透镜靠近眼睛,远处物体看上去变大了;两个凸透镜位置对调以后,远处物体看上去变小了.
师这两个凸透镜该如何组合,能成为望远镜呢?
生:将焦距短的凸透镜靠近眼睛,焦距长的凸透镜靠近被观测的物体.
教师引导学生完成实验,并提出问题,整理如下:(用多媒体展示).
思考题(多媒体课件):
1.望远镜的构造是什么样的?
2.为什么使用望远镜观察物体会感到物体被放大?
3.望远镜和显微镜的原理是一样的吗?
学生回答:(讨论、交流后积极发言)1.望远镜也是由两组凸透镜组成.
靠近眼睛的叫做目镜,靠近被观测物体的叫做物镜.
物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像.
目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大.
2.望远镜的物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.
3.显微镜和望远镜都是由两组凸透镜组成,都叫物镜和目镜,但有不同的地方.显微镜的物镜,物距在二倍焦距和一倍焦距之间,成倒立、放大的实像,作用是使物体进行一次放大.望远镜的物镜,物距在二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,作用是把远处的物体与眼睛的距离拉近.目镜都起放大镜的作用.
师同学们讲得很好.我们知道望远镜的物镜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.现代天文望远镜都是力求把物镜口径加大,以求观测到更暗的星.
师引导学生阅读课本上关于“望远镜的种类”的内容.
归纳:望远镜原理:
物镜:u>2f,成倒立、缩小的实像.
目镜:u<f,成正立、放大的虚像.
例题1(多媒体展示)对于由两组凸透镜组成的望远镜来说,物镜和目镜所成的像分别是( )
A.放大的实像,放大的虚像
B.缩小的实像,缩小的虚像
C.缩小的实像,放大的虚像
D.放大的虚像,放大的实像
解析:用望远镜观察的物体到物镜的距离都远大于物镜的2倍焦距,所以来自被观察物体的光经过物镜所成的像是缩小的实像,这个实像落在目镜的焦点以内,被目镜再放大,成为虚像.故本题选C.
答案:C二、显微镜
师我们在白纸上画一个小箭头,用两个火柴盒压住,在它上面放一块无色透明的塑料膜,用滴管从烧杯中吸上一些水,小心地把一个小水滴滴在塑料膜上,观察到什么现象?
教师巡回指导,让学生们调整水滴跟桌面的距离,或用滴管改变水滴的直径.
生1:观察到一个正立、放大的箭头.
生2:观察到一个倒立、放大的箭头.
生3:从实验中可知小水滴相当于一个凸透镜.
生4:改变水滴跟桌面的距离可得到正立、放大的箭头和倒立、放大的箭头.
师同学们回答的很好,说明大家观察得很认真,那么如何能放大得更大呢?
学生们再一次调整或借用其他仪器尝试,教师评价.
教师演示:从水滴看到一个和原来方向相反、放大的箭头.再用一只放大镜来观察水滴.当放大镜移到一定位置,看到一个清晰的和原来方向相反的、被放得很大的箭头.
学生们对这个结果很迷惘.
师看投影,在胶片上我画了个很小很小的三角形,经过投影仪,在屏幕上成倒立、放大的像,现在通过放大镜,再看看.
生:看到比原来三角形大好几倍的三角形.
学生们走出困惑,情绪高涨.
师人眼观察物体的细微结构时,分辨本领是有限的.把物体移近些,可以看得清楚些,借用放大镜可以看得更清楚些,但对于太细微的结构,如生物的细胞,移得再近,用放大镜也是看不清楚的.我们从实验中可看出用两个凸透镜可以放得更大.利用这个原理就制成了显微镜,下面我们一起来研究显微镜的结构和原理.
教师让学生阅读课本P84页“显微镜”,
并提出问题,整理如下:(用多媒体展示)
思考题(多媒体课件):
1.显微镜的构造是怎样的?
2.显微镜的原理是什么?
教师可结合课本第84页图4-7-12“显微镜的结构”,让学生讲解(教师适当提示).
学生回答:(讨论、交流后积极发言)1.显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜.
靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,
靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜.
反光镜可旋转,能使反射光线从下方照射到被观察的物体上,增大物体的亮度.
载物台用来放置被观察的物体,载物台中央有一圆孔,反光镜反射的光线从下方穿过圆孔,照射在被观察物体上.2.被观察的物体位于物镜的1倍焦距和2倍焦距之间,通过物镜成一个放大的倒立实像,道理跟投影仪成像一样,这个放大的实像正好落在目镜的焦点以内,又通过目镜成放大的虚像,因此目镜的作用是一个放大镜.通过两次放大作用,我们就可以看清楚很小的物体了.
师同学们回答的很好,显微镜就是根据这个原理制成的.显微镜的放大倍数等于物镜的放大倍数乘以目镜的放大倍数.
归纳:显微镜原理:
①物镜:f<u<2f,成倒立、放大的实像.
②目镜:u<f,成正立、放大的虚像.
师现在我们使用显微镜观察装片,先用眼观察,再用显微镜观察.
学生认真观察,教师指导,使学生观察到清晰的像.
例题2(多媒体展示)关于显微镜的物镜和目镜所成的像,下列说法正确的是( )
A.目镜成实像,物镜成虚像
B.物镜成实像,目镜成虚像
C.目镜和物镜都成实像
D.目镜和物镜都成虚像
解析:本题考查的是显微镜的目镜和物镜的成像性质.物镜将被观察物体第一次放大成实像,这个实像正好落在目镜的焦距以内,经目镜第二次放大后,成为放大的虚像.故本题正确答案是B.
答案:B
课堂演练
完成练习册中本课时对应课堂作业部分.
【教师结束语】
显微镜和望远镜在现实生活中并不经常被接触,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
完成练习册中课后习题,并预习下一节 完成练习册中课前预习部分.
通过望远镜的发明故事,教育学生要大胆地动手实践,元件的组合有时也是一种创新.
本章复习和总结
【教学目标】
1.知道光沿直线传播的条件及光速.
2.理解光的反射定律.
3.知道平面镜成像特点及应用.
4.知道光的折射定律.
5.了解凸透镜和凹透镜,以及透镜的焦点和焦距.
6.了解生活中的透镜:照相机、投影仪、放大镜、显微镜和望远镜.
7.理解凸透镜成像的规律.
8.了解眼睛成像原理,以及近视眼、远视眼的成因和矫正.
9.了解色散现象,知道色光的三原色.
【教学方法】
1.归纳法:通过对本章知识的归纳总结,体会知识内容之间的联系,进而系统复习本章知识.
2.观察法:观察生活中的透镜以及眼睛的构造和各部分的作用.
3.实验法:会使用光具座等进行凸透镜成像的实验.
【教具准备】多媒体课件.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习本章的主要内容,并讲解学生所做的课后作业,加强学生对知识的巩固.
【本章总结】
1. 知识结构(用多媒体展示并总结)
2.例题讲解.(用多媒体展示)
光的直线传播
例题1(多选)如图所示是用针孔照相机给蜡烛照相,以下说法正确的是( )
A.要想使像大一些,可移动底片离针孔近一些
B.要想使像明亮些,可移动底片离针孔近一些
C.针孔离蜡烛越近,像越暗
D.针孔离蜡烛越近,像越小
解析:
本题是考查对小孔成像的理解.针孔照相机是利用小孔成像的原理制作的.小孔成像是由于光的直线传播形成的.物体通过小孔成像,像的形状与物体相同,上下颠倒,左右互换.当物体到针孔距离一定时,光屏(底片)越远,像越大;光屏越近,像越小.当光屏(底片)到针孔距离一定时,物体越远,像越小;物体越近,像越大.小孔所成的像,像越小越明亮.根据以上规律,选项A、D是错误的,选项B、C是正确的.
答案:BC
光的反射
例题2一束光线垂直射到平面镜上,反射角为________,若保持入射光线方向不变,将镜面由如图甲所示的位置顺时针旋转10°,则反射光线转过______.
解析:
当入射光线与镜面垂直时,入射光线与法线重合,故入射角为0°;若保持入射光线不变,将镜面顺时针旋转10°,法线也旋转了10°,此时入射角就变为10°,如图乙所示,M1′M2′表示旋转后的平面镜的位置,ON为法线,OB为反射光线,依据反射定律,旋转后反射角也为10°,所以旋转后的反射光线相对原反射光线(原反射光线沿OA方向)转过20°.
答案:0°20°
平面镜成像
例题3如图甲所示为同学们制作的潜望镜的结构示意图,通过这样的潜望镜看到物体AB的像是( )
A.倒立、等大的虚像 B.正立、等大的虚像
C.倒立、放大的实像 D.正立、缩小的实像
解析:人眼在潜望镜中看见物体AB的像的原理图如图乙所示,图中物体AB上的光线先射到平面镜M1上反射成像,利用物、像对称作出虚像A′B′,由平面镜M1反射到平面镜M2上,再反射到人眼中,此时在平面镜M2成像的物体应是A′B′,因为平面镜M1反射的光线可认为是从A′B′处发出的,利用物、像对称性,作出A′B′在M2中所成的像A″B″,这就是人通过M2观察到的物体AB的像.此像应是正立、等大的虚像,且此虚像在水平方向上到人的距离比物体到人的水平距离要大.
答案:B
光的折射
例题4在水深1m的湖面上空,一只画眉鸟停在岸边柳树距水面5m高的树杈上婉转地唱歌;在距岸边2m的水中,一条红色的小鲤鱼悠然地游动.静观湖面,“小鲤鱼”、“画眉鸟”和“柳树”浑然一体,好一幅如诗如画的美景!关于上述情景,下列阐述错误的是( )
A.水中的“画眉鸟”是树上的画眉鸟通过水面反射形成的一个虚像
B.水中的“画眉鸟”距离水面1m
C.站在岸边看见的“小鲤鱼”到水面的距离肯定小于1m
D.我们看到水中的“画眉鸟”和“小鲤鱼”都是虚像
解析:水中的“画眉鸟”是光的反射现象(平面镜成像),由平面镜成像特点知,该像是画眉鸟的虚像,由于画眉鸟到镜面(水面)的距离为5m,水中“画眉鸟”(像)到镜面的距离也为5m,故选项A说法正确,B说法错误;看到水中的“小鲤鱼”是光的折射形成的虚像,它在实际小鲤鱼的上方,因湖水深为1m,则所看到的“小鲤鱼”到水面的距离必定小于1m,故选项C、D说法均正确.
答案:B
例题5如图甲所示,阳光射到铁桶里,AC是桶壁AB的影子,若向桶里注入水,随着水面的升高,影子AC的长度将( )
A.变长
B.变短
C.不变
D.无法确定
解析:光照射到水面上会发生折射,根据光的折射规律,光由空气斜射入介质时,折射角小于入射角,即折射光线将向法线偏折,如图乙所示.再根据影子形成的原因可知,桶壁AB的影长AC将变短.
答案:B
凸透镜成像的规律
例题6在“探究凸透镜成像规律”实验中,小华同学进行了如下两个探究:
(1)为研究像距与焦距的关系,他选用焦距不同的三个凸透镜进行实验,实验数据记录如上表.
①分析表中数据可知,保持物距不变时,焦距越大,则像距越_______(选填“大”或“小”);
②实验序号1中成的像应是_______(选填“放大”或“缩小”)的实像.
(2)小华用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体,如图甲所示,将发光物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好,在光屏上成的像如图乙所示,如果只将“E”换成“R”,并在同一位置观察,光屏上成的像就是图丙中的_______.(填数字序号)
解析:从题表格数据可以看出,在物距一定时,焦距越大的凸透镜,所成像的像距越大,且三次实验中,物体均在一倍焦距与二倍焦距之间,像距均大于物距,即像是放大的、倒立的实像;从凸透镜对E的成像特点来看,是一个倒立、放大的实像,所以R所成的像也应是一个倒立、放大的实像,故④是正确的.
答案:(1)①大②放大(2)④
凸透镜的应用
例题7用照相机拍摄水池底部的物体时,若保持照相机的位置不变,比较池中有水和无水两种情况(假设两种情况下,人眼看到的物体等大),则有水时( ).
A.暗箱应略短一些,得到的像会略大些
B.暗箱应略短一些,得到的像会略小些
C.暗箱应略长一些,得到的像会略大些
D.暗箱应略长一些,得到的像会略小些
解析:池底的物体在有水与无水两种情况下,相对于照相机镜头的距离是不同的;由于光的折射作用,池中有水时相当于物距减小了.根据照相机成像原理,当物距减小时,像距变大,要在胶片上得到物体清晰的像,应将暗箱适当拉长一些,同时,胶片上的像将比原来的像略大一些.正确选项为C.
答案:C
例题8小明用照相机给同学小宇拍照时,发现了一些特点,请根据你的经验和知识,帮他完成下列填空.
(1)小宇离照相机镜头的距离______(选填“大于”、“小于”或“等于”)底片离照相机镜头的距离.
(2)小宇离照相机镜头越远,小宇在底片上所成的像越_______.
(3)照相机底片上所成的像一定比小宇本人______.
(4)人和像在凸透镜(镜头)的_______(选填“同”或“异”)侧.
解析:(1)照相机底片离镜头的距离不超过机身的长度,而相机在拍照时,要求被照的对象离相机较远,大大超过相机机身的长度.(2)物体离相机越远,经镜头(凸透镜)成的像越小.(3)照相机所成的像是倒立、缩小的,相机只有那么大,不可能装下一张真人大小的像.(4)人在照相机镜头的前面,胶卷在照相机镜头的后面.
答案:(1)大于(2)小(3)小(4)异
眼睛及视力矫正
例题9
如图所示,把一副近视眼镜放在凸透镜前,移动光屏,使光屏上得到了一个清晰的像,若取下眼镜,则光屏上的像变模糊了,此时,要想得到清晰的像,则光屏应向_____移动,如果此时在凸透镜前再放一副远视眼镜,要想得到清晰的像,则光屏应向_____移动.
解析:
此题实际考查的是近视眼和远视眼的成因及矫正方法.
近视眼的成因之一是晶状体太厚,来自远处某点的光会聚在视网膜前,到达视网膜上的是一个模糊的光斑.可以利用凹透镜能使光线发散的特点来矫正.
远视眼是由于来自近处某点的光还没有会聚到一点就到达视网膜了.我们可以利用凸透镜能使光线会聚的特点来矫正.
答案:凸透镜凸透镜
光的色散
例题10一束太阳光通过三棱镜折射后,被分解成七种颜色的光,在白色光屏上形成一条七彩光带,如图所示,这个现象叫光的_____.如果将白色光屏换成红色光屏,我们将_____(选填“能”或“不能”)看到七彩光带.
解析:(1)当太阳光经过三棱镜后,会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这是光的色散现象;(2)不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,即什么颜色的不透明物体只能反射与自身颜色相同的光,其他光照射在它上面均被吸收,看起来是黑色的.本题中白色的光屏是不透明体,它能反射所有色光,而红色的光屏只能反射红光,其他的色光均被红色光屏吸收,所以不能看到七色光带.
答案色散不能
课后作业
完成练习册中课后习题,并预习下一节 完成练习册中课前预习部分.