资源描述
第2课时 探究凸透镜成像
教
材
解
读
上节课同学们学习了透镜,透镜除了对光起会聚或发散作用外,另一个重要作用是成像。凸透镜成像的规律是光学中的重要规律,在生活实际和现代科技中有广泛的应用,如眼睛、照相机、显微镜、望远镜等,都是利用凸透镜成像的原理工作的。
本节教材让学生经历完整的科学探究过程,从提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验,到实验与观察、分析与论证等,都由学生完成,给学生较大的自主探究空间,对探究能力的要求也比较高。
教
学
目
标
知识与技能
通过实验探究凸透镜所成像的虚实、正倒、大小与物体位置的关系,进一步理解虚、实像的概念。
过程与方法
1.通过凸透镜成像现象,提高学生对信息进行分析、整理、应用的能力。
2.经历探究凸透镜成像规律的全过程,知道探究活动的基本环节。
情感、态度
与价值观
1.在实验探究凸透镜成像规律的过程中,体验参与的快乐和成功的喜悦,养成积极主动与他人交流合作的习惯。
2.能保持对自然界的好奇,初步领略自然现象的美好与和谐。
重
难
点
处
理
重点:凸透镜成像规律。此规律是本章最重要的规律之一,是学习下一节的基础,让学生观察体验凸透镜成各种像的条件和像的特点,得到凸透镜成像的规律,是本节教学的重点。
难点:归纳得出凸透镜成像的规律。此规律涉及物距、焦距,像的大小、倒正、虚实等,成像情况比较复杂,对于学生来说,做好“凸透镜成像规律”的实验虽然并不太难,但通过实验得出凸透镜成像的规律,并记住它,确有一定的难度,因而是本节教学的难点。
教
学
建
议
本节对凸透镜成像规律的探究是一个全过程的探究,活动的主体是学生,教师要做好组织、引导,帮助学生解决探究过程中所遇到的问题。
凸透镜成像规律可以用以下方法,帮助学生记忆:
口诀法:1倍焦距分虚实,2倍焦距分大小。物远像近像变小,物近像远像变大(成实像时)。
规
律
对凸透镜成像规律的几点认识
(1)凸透镜成像的两个分界点:①2倍焦距点为成放大和缩小像的分界点;②焦点是成实像和虚像的分界点。
(2)物体位于焦点以外,物距减小时,像距增大,实像变大;物体位于焦点以内,物距减小时,像距变小,虚像变小。总之,物体越靠近焦点,像越大,同时像距也越大。
(3)物体位于焦点以外,当u>v时,成倒立、缩小的实像,且物体移动速度大于像移动速度;当u<v时,成倒立、放大的实像,且物体移动速度小于像移动速度。
(4)所有实像均倒立,所有虚像均正立(仅限一次成像),实像可用光屏承接而虚像不能。
凸透镜成像规律可概括为:“1倍焦距分虚实,2倍焦距定大小;物近像远像变大,物远像近像变小(成实像时);虚像正立总放大,实像倒立有大小;虚像与物在同侧,实像透镜那边找。”
学 点 探究凸透镜成像
提出问题:凸透镜成像情况与什么因素有关呢?
猜想与假设:凸透镜的成像情况可能与__物体离凸透镜光心的距离即物距(合理即可)有关__。
制订计划
(1)探究凸透镜成像你需要的器材有:__光具座、凸透镜、蜡烛、火柴、光屏__。
(2)你认为除了观察像的__大小__、__正倒__、__虚实__特点外,还需测量__不同情况下的物距u(物体到光心的距离)和像距v(像到光心的距离)__。(提示:凸透镜焦距已知,不必测量,标签上已注明)
进行实验
(1)将实验器材按蜡烛、凸透镜、光屏的顺序放置在光具座上,并调整三者的高度,使它们的中心在__同一高度__上。
(2)使蜡烛火焰经凸透镜后成缩小的实像,调整光屏到凸透镜的距离,记下物距u和像距v。
(3)使蜡烛火焰经凸透镜后成放大的实像,调整光屏到凸透镜的距离,记下物距u和像距v。
(4)使蜡烛火焰经凸透镜后成等大的实像,调整光屏到凸透镜的距离,记下物距u和像距v。
(5)使蜡烛火焰经凸透镜后成放大的虚像,记下物距u。
(6)把蜡烛放在凸透镜的焦点处,观察是否能成像。
(7)改变物距,重复几次上面的实验操作。
数据收集
根据计划进行实验探究,并把现象和数据填在表格中。
实验
序号
凸透镜
焦距f/cm
物距与焦
距的关系
物距
u/cm
像的性质
像距
v/cm
正倒
大小
虚实
1
2
3
4
5
6
分析论证
(1)当物体位于凸透镜的__2倍焦距之外__时,成缩小、倒立的__实__像。
(2)当物体位于凸透镜的__1倍焦距与2倍焦距之间__时,成放大、__倒立__的__实__像。
(3)当物体位于凸透镜__2倍焦距__时,成等大、倒立的实像。
(4)当物体位于凸透镜的__1倍焦距以内__时,成放大、正立的虚像。
(5)当物体位于凸透镜的__焦点__时,不成像。知识拓展
(1)像的虚实:当物体放在__1倍焦距之外__时,凸透镜成实像;当物体放在__1倍焦距以内__时,凸透镜成虚像。__焦__点是成实像和虚像的分界点。
(2)像的大小:当物体放在__2倍焦距之外__时,凸透镜成的像是缩小的实像。当物体放在__1倍焦距和2倍焦距之间__时,凸透镜成的像是放大的实像。成实像时,__2倍焦距__点是成放大像和缩小像的分界点,凸透镜所成的像__没有__(选填“有”或“没有”)缩小的虚像。
(3)像的正倒:凡是实像都是__倒立__(选填“正立”或“倒立”)的,且在光屏上__能__(选填“能”或“不能”)呈现;凡是虚像都是__正立__(选填“正立”或“倒立”)的,且在光屏上__不能__(选填“能”或“不能”)呈现;成实像时,像和物在凸透镜的__异侧__(选填“同侧”或“异侧”);成虚像时,像和物在凸透镜的__同侧__(选填“同侧”或“异侧”)。
(4)当物体逐渐向凸透镜移近时,物体所成的实像逐渐__变大__,且像离凸透镜的距离逐渐__变大__(选填“变大”或“变小”)。
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