师:同学们,今天我们一起来学习八年级物理第五章,通过作图探究凸透镜成像规律。本节课教学目标有两个,一是会利用凸透镜特殊光线作出物体通过凸透镜后的像,并能用倒立、正立、放大、缩小、实像、虚像等词语描述像的特点;二是归纳出凸透镜成像中,正立或倒立、放大或缩小、实像或虚像的分界点。教学重点是归纳这些分界点,教学难点则是利用特殊光线作出成像特点,并学会描述像。

  大家都知道物体通过凸透镜会成像,那怎样描述像的特点呢?请观察,通过凸透镜观察物理课本与原图对比,用倒立、正立、放大、缩小等词描述像。这是原图,后面三幅是形成的像,a图呈正立放大的像,b图呈倒立放大的像,c图呈倒立缩小的像。为什么同一物体通过凸透镜成像特点不同呢?我们通过实验探究。

  老师手上有两个焦距不同的凸透镜,现在把它们放在同一位置,保持与物体距离不变,观察成像特点。与原图对比,左边是倒立缩小的像,右边是倒立放大的像,这说明凸透镜成像特点与焦距有关。

  接着用其中一个凸透镜,保持焦距不变,放在物体前,调整透镜与物体距离,直到看到清晰的像,此时像是倒立缩小的。让凸透镜靠近物体,像在变大,在某个位置形成清晰倒立放大的像。再进一步靠近物体,像又会怎样呢?请同学们观察对比。

  在距离透镜较近位置,看到正立放大的像。可见,焦距相同的凸透镜,距离物体位置不同,成像特点不同,这表明成像特点与物体到透镜的距离有关。

  通过实验发现,凸透镜焦距不同、距离物体位置不同,成像特点可能不同。今天我们用作图方法探究凸透镜成像规律。无论物体大小、形状如何,都可看作由无数点组成,这些点成像后形成物体的像。

  现在做个实验,在凸透镜左侧放一个发光点,让它发出红光和绿光两束光,调节光屏位置,两束光通过凸透镜后相交在光屏一点,这个点就是发光点的像点。保持红光不变,用步进电机调整绿光传播方向,注意观察折射光线。可以看到,不管绿光从哪个方向入射,折射光线都经过像点。物体发出的所有光线通过凸透镜后都会经过像点,其中包含上节课学的特殊光线。

  凸透镜特殊光线有三条:第一条,经过光心传播方向不变;第二条,平行于主光轴的光,经过凸透镜后经过焦点;根据光路可逆,经过焦点的光通过凸透镜后平行于主光轴。其实这么多特殊光线中,两条相交就能确定一个点,探究成像规律时,选其中两条特殊光线就能确定像点。

  上课前老师布置任务,让部分同学在凸透镜左侧任意位置放物体,用特殊光线作光路图。同学们选取发光点位置不同,老师按物体和透镜距离由远到近编号1 - 9号,他们都作出两条特殊光线。对比发现,都有平行于主光轴的光通过凸透镜后经过焦点,还有经过光心传播方向不变的光线。

  1 - 6号图中,两条折射光线在凸透镜右侧相交于一点,这是人眼看到的像,因为是实际光线汇聚而成,所以是实像。后三幅图,两条折射光线无法在右侧相交,人眼在右侧根据光沿直线传播,认为光线从反向延长相交点射出,所以看到的是虚像。

  9幅图都是用两条特殊光线,随着物体距离透镜越来越近,两条折射光线从右侧相交成实像,变为左侧反向延长相交成虚像。有没有位置能让光线平行射出呢?借助几何方法,物体前发光点可发出平行主光轴光线,通过透镜后经过焦点,要找一条通过光心且与折射光线平行的光线。从图中可知AB与OF平行,AO与BF平行,可推出四边形ABFO是平行四边形,OF是焦距用f表示,所以AB = OF = f,说明发光点在焦距位置。

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《8年级上册物理 第5章 作图得知凸透镜成像规律(第二节) 逐字稿-2,444字 第5版》.docx
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