初中物理人教版（2024）八年级上册第五章 透镜及其应用第1节 透镜教学课件ppt

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用照相机拍照，可以把瞬间的情景留作永恒的记忆；用投影仪投影，可以使教室里的同学看到放大的图片；用显微镜观察，可以让化验室的医生看见血液中的各种细胞这些仪器共同的主要光学元件是什么?它们对光有什么作用呢?
第1节 透镜
照相机、投影仪、显微镜等光学仪器都是利用透镜工作的，眼镜中的镜片也是透镜。透镜通常可以分为凸透镜和凹透镜 ，如图所示。（1）凸透镜： 远视镜片中间厚、边缘薄，这样的镜片是凸透镜。（2）凹透镜：近视镜片中间薄、边缘厚，这样的镜片是凹透镜。（3）薄透镜：一般透镜的两个表面中至少有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，这种透镜就叫作薄透镜。
（1）主光轴：通过两个球面球心的直线叫作主光轴（简称光轴）。（2）光心 主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫作透镜的光心。可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。
2. 透镜的主光轴和光心
（3）凹透镜的主光轴和光心:
透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的________ （选填“直线传播”“折射”或“反射”）。中间比边缘______ 的透镜是凸透镜，如图中的______（填字母）；中间比边缘______的透镜是凹透镜，如图中的______ 。（填字母）
透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的折射；中间厚边缘薄的是凸透镜；中间薄边缘厚的是凹透镜；由图可知，B、C中间厚边缘薄是凸透镜；A、D中间薄边缘厚是凹透镜。
许多同学可能做过这样的游戏：将放大镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，调整放大镜与纸的距离，纸上会出现一个很小、很亮的光斑。光斑处的温度很高，如果长时间照射，纸会被烤焦。这个现象提示我们：放大镜能把光会聚起来。放大镜是凸透镜，看来凸透镜对光有会聚作用。凹透镜也能使光会聚吗?下面我们通过实验来仔细研究这两种透镜对光的作用。
（1）让平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。（2）实验现象：与主光轴平行的光经凸透镜后会聚于一点。（3）实验结论：凸透镜对光有会聚作用（也叫会聚透镜）。
1. 凸透镜对光有会聚作用
（1）让平行于透镜主光轴的几束光射向凹透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。（2）实验现象：与主光轴平行的光经凹透镜后向外发散。（3）实验结论：凹透镜对光有发散作用（也叫发散透镜）。
2. 凹透镜对光有发散作用
（1）凸透镜对非平行光线也起会聚作用凸透镜使光线会聚，是相对入射光线而言的。凸透镜对光线的会聚作用是指把入射光线会聚了，其折射光线比入射光线更靠拢主光轴。
3. 理解透镜对光的作用
（2）凹透镜对非平行光线也起发散作用凹透镜使光线发散，是相对入射光线而言的。凹透镜对光线的发散作用是指把入射光线发散了，其折射光线比入射光线更远离主光轴。
视频讲解——《透镜对光的作用》
关于凸透镜和凹透镜，下列说法中正确的是（ ）A．光经过凸透镜后一定会聚到一点 B．光经过凸透镜后，一定会平行射出C．凹透镜对光有发散作用 D．光经过凹透镜，折射光线的反向延长线一定会相交
AB．凸透镜对光线的会聚作用，这种会聚是相对于原来的光线，所以光经过凸透镜后不一定会聚到一点，也不一定会平行射出，故AB错误；C．凹透镜对光有发散作用，故C正确；D．光经过凹透镜，折射光线的反向延长线不一定会相交。故D错误。 所以选C。
在下列虚框中放入适当的凸透镜或凹透镜，光路图成立。其中放入凹透镜的是（　　）A．甲和丁 B．乙和丁 C．丙和丁 D．乙和丙
甲图中，平行光经过透镜后光线变会聚了，则虚框中放入的透镜能会聚光，是凸透镜；乙中光线平行光经过透镜后变发散了，则虚框中放入的透镜能将光发散，是凹透镜；丙中光线，会聚的光线经过透镜后光线比之前变发散了，则虚框中放入的透镜能将光发散，是凹透镜；丁图中，会聚的光线经过透镜后变成平行光，则虚框中放入的透镜能会聚光，则虚框中放入的是凸透镜；综上所述，放入凹透镜的是乙和丙，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。
1. 凸透镜的焦点和焦距
（1）焦点：凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用F 表示。（2）焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距，用f 表示。
（3）凸透镜的两个焦点和焦距凸透镜两侧各有一个焦点F1、 F2 ，这两个焦点关于光心对称，两侧的两个焦距 f 相等。
（4）凸透镜焦距的意义透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，凸透镜表面越凸，焦距越短，对光的会聚作用越强。如图所示，甲凸透镜的焦距小，对光的会聚作用强。
太阳离我们非常远，射到地面的阳光可以看做平行光。想一想，怎样利用阳光测量凸透镜的焦距。找几个不同规格的凸透镜，试着测量它们的焦距。
太阳光聚焦法：把凸透镜正对太阳光，上下移动透镜，能在纸上形成最小、最亮的光斑，这个光斑是凸透镜的焦点，用刻度尺测量焦点到凸透镜的距离是凸透镜的焦距。
（5）利用阳光测量凸透镜的焦距
演示实验——《用阳光测量凸透镜的焦距》
把折射光线反向延长看一看
折射光线好像从点F射出的
（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交于主光轴上一点，它不是实际光线的会聚点，叫作焦点F 。（2）焦距：凹透镜的焦点到光心的距离叫作焦距，用f 表示。
2. 凹透镜的焦点和焦距
（3）凹透镜的两个焦点和焦距凹透镜有两个焦点，关于光心对称。（4）凹透镜焦距的意义凹透镜焦距 f 的大小表示其光发散能力的强弱， f 越小，对光的发散能力越强。
视频讲解——《透镜的焦点和焦距》
（3）经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴
（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点
3. 凸透镜的三条特殊光线
视频讲解——《凸透镜的三条特殊光线》
（3）对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线经凹透镜后平行于主光轴
（2）平行于主光轴的光线经凹透镜后 发散光线的反向延长线通过虚焦点
4. 凹透镜的三条特殊光线
视频讲解——《凹透镜的三条特殊光线》
早在2000多年前，我国古人就能“削冰向日取火”，即用冰磨成一种透镜，让太阳光透过它点燃柴草取火，如图甲所示。请在图乙中画出光线AB经冰透镜后的折射光线和光线CD对应的入射光线（O点为透镜的光心，F为透镜的两个焦点）。
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。如图所示。
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；如图所示.
①凸透镜：远视镜片中间厚、边缘薄，这样的镜片是凸透镜.②凹透镜：近视镜片中间薄、边缘厚，这样的镜片是凹透镜.③主光轴：通过两个球面球心的直线叫作主光轴.④光心：主轴上有个特殊点，通过这个点的光传播 方向不变，该点叫作光心。①凸透镜对光有会聚作用，也叫会聚透镜；②凹透镜对光有发散作用，也叫发散透镜。①凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫做焦点F，从焦点到光心的距离叫作焦距f。②凹透镜能使跟主光轴平行的光发散，发散光线的反向延长的交点叫做焦点F，从焦点到光心的距离叫作焦距f。
1. 我国西汉时期的《淮南万毕术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”这是利用冰透镜对日聚焦取火的最早记载。如图所示，假设F为冰透镜的焦点，请你在图中完成光路。
根据凸透镜对光的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线经凸透镜后向焦点会聚，如图所示：
2. 一束光通过透镜的光路如图所示，哪幅图是正确的?说明你的理由。
甲．平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于凸透镜的焦点，故甲图正确。乙．经过凸透镜的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴射出，故乙图错误。丙．经过凹透镜的光线经凹透镜折射后，反向延长线过凹透镜另一侧的焦点，故丙图错误。丁．平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后，其反向延长线经过凹透镜另一侧的焦点，故丁图错误。 所以甲图正确。
3. 根据入射光线和折射光线，在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。
左图中与主光轴平行的光线经透镜后变得发散，因此该透镜对光线起发散作用，为凹透镜；右图中会聚的光线经透镜折射后变得与主光轴平行，因此该透镜对光线起发散作用，为凹透镜，如图所示。
4. 同种材料制成的甲、乙两个凸透镜的焦距分别为2cm和3cm，如图所示。请在图中画出平行光分别通过它们之后的光线。哪个凸透镜使光偏折得更显著些?
2cm凸透镜使光偏折得更显著些.
平行于主光轴的光，经过凸透镜折射后会聚在焦点上，如图所示： 甲透镜比乙透镜的焦距更小，则甲使光偏折的更显著些。
5. 要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜的什么位置？试试看。在解决这个问题的时候，你利用了前面学过的什么知识?
把小灯泡放在凸透镜的焦点上，小灯泡发出的光通过凸透镜折射后形成平行光。 利用了凸透镜可使平行于主光轴的光会聚于焦点和光路的可逆性。
6. 据新闻报道，一辆家用轿车在太阳下“自燃”。调查发现，火灾是由放在仪表盘上方防滑垫上的瓶装水引发的。瓶装水是怎样引发火灾的?我们在森林中游玩时应该如何处理没有喝完的瓶装水?
装有水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，中间厚边缘薄；由于凸透镜对光线的会聚作用，射入车内的光线经矿泉水瓶折射后集中于它的焦点上，时间一长正好使放置于此处的物品起火。我们在森林中游玩时应该把没有喝完的瓶装水，把水倒掉后，丢弃在垃圾桶内。
由图可知，①②④中经透镜折射后的光线与射向透镜的光线相比，远离主光轴，说明透镜对光线具有发散作用，所以是凹透镜；③图中的光线经透镜折射后，与透镜前的光线相比，与主光轴的分离程度小，说明透镜对光线具有会聚作用，所以是凸透镜。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。
1．如图所示是光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中所用透镜是凸透镜的是（　　）A．① B．② C．③ D．①②③④
2．如图所示，画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中是凹透镜的是（　　）A．只有d B．只有b和dC．只有cD．只有a、b、d
凸透镜对光具有会聚作用，凹透镜对光具有发散作用。因此从四个光线通过透镜的情形可知，a、b、d的折射光线相对于入射光线是发散的，所以都是凹透镜；只有c是凸透镜，且入射光线是从某点发出的，折射光线变得会聚了。故选D。
3. 如图所示，小明手持凸透镜正对着太阳，下面放一张白纸，调节透镜到白纸的距离，会在白纸上得到最小最亮的光斑，在该光斑处能将火柴点燃，则该光斑所处的位置就是透镜的______，该光斑到透镜中心的距离叫______，经过________的光不改变方向。
太阳光在白纸上最小最亮的光斑，就是透镜的焦点，该光斑到透镜中心的距离叫焦距。
C．凸透镜能将平行光会聚在焦点处，所以“以艾承其影”中的“影”指冰透镜的焦点，故C正确，不符合题意；D．“则火生”是因冰透镜是凸透镜，能会聚光线，从而将太阳光的能量集中，产生高温，引燃艾草，D正确，不符题意。
4．公元前2世纪，西汉淮南王刘安的《淮南万毕术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”，其描述的现象如图所示，下列说法错误的是（ ）A．“削冰令圆”指的是把冰削成凹透镜B．“举以向日”指的是冰透镜正对太阳光C．“以艾承其影”中的“影”指冰透镜的焦点D．“则火生”是因为冰透镜能会聚光线
A．古人将冰磨成一种冰透镜，该透镜中间厚、边缘薄，属于凸透镜，“削冰令圆”指的是把冰削成凸透镜，故A错误，符合题意；B．“举以向日”指的是冰透镜正对太阳光，让太阳光平行于凸透镜的主光轴照到凸透镜上，故B正确，不符合题意；
5．光通过透镜会发生折射，请将图中的入射光线或折射光线补画完整。
图中透镜是凸透镜，凸透镜有三条特殊光线：过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；穿过光心的光线传播方向不变；与主光轴平行的光线折射后穿过凸透镜的焦点，光路图如图所示.
6．物理学习小组，选择如图所示的四个透镜进行探究实验（其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）。（1）为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，小组同学应选择图中的哪两个凸透镜做实验？答：______（选填字母序号）；器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴平行的光，如图甲、乙所示。比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸，________ ；（2）如果选择A、B两个透镜，他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与 ____________ 的关系”。
凸透镜的焦距越短、会聚能力越强